GNSSGPS

特 集

将来のデジタル社会を支えるネットワークの変革─ネットワーク基盤編─

測位

GNSSとネットワークの連携による高付加価値
位置情報サービス
NTTネットワーク基盤技術研究所ではデジタルトランスフォーメーション（DX）を加速するSmart Worldの実現へ向け，GPSをはじめとするGNSS（Global Navigation Satellite Systems）を使用した測位において，高層の建造物が林立するアーバン・キャニオン環境での測位精度向上技術を開発するとともに，測位演算処理の一部をクラウド・エッジ上で行うことで測位性能の抜本的な向上と新たな付加価値を実現する技術開発に取り組んでいます．

よ し だ

せ い じ

つ ぼ いしゅんいち

くわはらたけし

吉田 誠史
坪井 俊一
桑原

きりはら

たかひとと よ のつよし

/桐原 誉人/豊野剛

健NTTネットワーク基盤技術研究所of Things）の実現を前提とし，クラウていました．現状では搬送波位相測位

ド ・ エッジにGNSS測位演算処理の一方式に対応したレシーバ製品は高コス

GPSは1990年代からカーナビをは部を担わせることによって抜本的な課トであり，適用領域拡大の阻害要因にじめとする民生用途に使用され，今日題解決を図るとともに，位置情報に新なっています．
さらに，アプリケーショ

GNSS（Global Navigation Satellite

たな付加価値を与えることが本取り組

ンには測位精度や頻度だけでなくコスSystems：全地球航法衛星システム）

みの目的です．

トや省電力性能といったさまざまな要

背景による測位はスマートフォンを含む幅広いアプリケーションに活用されています．国内では2018年11月から「日GNSS測位の機能配備多様化とクラウドGNSS測位アーキテクチャ件があり，レシーバチップ（ハードウェア）でこうした多様な要件をカバーするのは難しくなっています．

本版GPS」である準天頂衛星システ

GNSS測位は図 1 に示すように多様

クラウドGNSS測位アーキテクチャ

ムの本格運用が開始され，補強信号をなアプリケーションで使用されます．

では測位演算の機能配備の一部をクラ使用した高精度（精密）測位が大きな自動走行車等の高速移動体では高頻度ウド側に移すことによって測位点では関心を集めています．

な測位が求められる一方，測量では静低コストの汎用的なGNSSレシーバをNTTネットワーク基盤技術研究所で止状態で高い測位精度が求められま使用し，測位方式の違いやアプリケーはデジタルトランスフォーメーション

す．
スマートフォンやカーナビでは数メーションによる測位性能の要件の違いは（DX） を 加 速 す る ス マ ー ト な 社 会

トルの測位精度が得られるコード測位

基本的にクラウド側の処理で吸収しま＊1（Smart World）の実現へ向け，GNSS（Code-based positioning） 方式が使用す．つまり単一のレシーバで「マルチとネットワーク ・ クラウドのシナジーされ，測量ではセンチメートル級の測位グレード」な測位を実現することをめ

により位置計測の分野において新たな精 度を実 現する搬 送 波 位 相 測 位

ざす新しいGNSS測位のアーキテク付加価値を創造することをめざした研＊2（Carrier-phase based positioning）

チャです（図 1 ）．最終的な測位演算究開発を行っています．

方式が使用されています．搬送波位相処理は測位点のGNSSレシーバの内部航法衛星信号により理想的には地球測位では波数アンビギュイティ（Wave-上のどこでも高精度な測位を実現する＊3
number ambiguity）の解決のためにことができますが，実際の測位精度は高度な演算処理が必要になります．こ

衛星信号の受信環境に大きく影響されれまではコード測位方式に対応した汎ます．この課題はこれまで主にGNSS用的なGNSSレシーバ製品と搬送波位レシーバの性能向上により解決が試み相測位方式に対応した特殊用途向けのられてきましたが，あらゆるデバイスハイエンドなGNSSレシーバ製品はアがネットワークにつながるIoT（Internetプリケーションに応じて使い分けられ

＊1

＊2

＊3

コード測位：航法衛星信号の受信位置への到達時間の計測において衛星に固有のコード信号を使用する通常のGNSS測位の方式です．
搬送波位相測位：航法衛星信号のコード信号に加え，搬送波の位相情報を観測することによる精密測位方式です．条件の良い場
合には 1 cm以下の精度での精密測位が可能です．
波数アンビギュイティ：受信点までの航法衛星信号の搬送波の波数が未知であることです．

NTT技術ジャーナル 2019.4

15

将来のデジタル社会を支えるネットワークの変革─ネットワーク基盤編─

準天頂衛星（QZSS）

GPSGPS

自動走行

高速移動

ローカル
基準局
NTTビル
補強データ

低遅延モバイル通信（ 5 G）

エッジ

3 次元空間情報
GNSSレシーバ
観測データ

クラウドGNSS測位
測位エンジン

パーソナル
モビリティ

GNSS
レシーバ
モジュール

マルチグレード
測位

スマートフォン
loT

測位演算
結果

測位演算機能をオフロード

建機・農機
自律制御

精密測位

モバイル網
測量

図1

クラウドGNSS測位アーキテクチャの概要

観測データの出力に対応した汎用的の形態が多様化することが想定されま測データ（Observation data） を使なGNSSレシーバ製品は最近増加してす．私たちは今後の動向を見据え，適用してクラウド側で行い，測位演算結おり，一部の製品は複数の周波数帯（マ用領域に応じた最適な機能配備を柔軟果（座標値）が測位点に返送されます．

ルチバンド）に対応しています．また，に実現することをめざしています．

本アーキテクチャではクラウド ・スマートフォンではAndroid OS バー

エッジ上のCPU ・ GPUを基盤とした

ジョン ₇ から一部の端末において内潤沢なコンピューティング ・ リソース

蔵のGNSSレシーバの観測データをクラウドGNSS測位アーキテクチャを活用し，衛星選択処理を含む高度なAPI（Application ProgrammingのSmart Mobilityへの適用事例として測位演算処理を行います．搬送波位相Interface）で取得できるようになり，走行車両の位置計測のユースケースを測位では初期測位演算時間を大幅に短今後，対応端末が拡大することが期待紹介します．

縮するだけでなく，NTTビルのローされます．

ではなく，レシーバから転送された観＊₄

Smart Mobilityへの適用事例

高層の建造物が林立し，道路が碁盤カル基準局を含むさまざまな補強信号

GNSSとネットワークのシナジーと目状に近接するアーバン ・ キャニオンをシームレスに選択することができる＊5

してはA-GNSS（Assisted GNSS）

受信環境では衛星信号を見通し状態でメリットがあります．また， 2 次元地が携帯電話やスマートフォンなどに導受信できる開空間が制限され，衛星信図や 3 次元の建物データ等の地理空入されていますが，本アーキテクチャ号が建物で反射 ・ 回折したマルチパス間情報やAI（人工知能）や機械学習はさらに高度な両者のシナジーと位置信号を受信することによって測位精度などの手法をGNSS測位へ適用すると付けることができます．従来，GNSSが大幅に劣化します．東京 ・ 丸の内のいった，これまでにないアプローチもレシーバチップセットの内部で行われ考えられます．さらにはクラウド上でていたGNSS測位演算処理が今後はクの位置情報を活用した多様なアプリ

ラウド ・ エッジ以外にもスマートフォ

ケーションとの高度な連携も考えられンのアプリケーションや車載プロセッます．

サ等で実行され，測位演算の機能配備

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NTT技術ジャーナル 2019.4＊4＊5

観測データ：GNSSレシーバの測位演算における疑似距離および搬送波位相計測の結果の情報です．Raw data（生データ）とも呼ばれます．
A-GNSS：モバイル網を経由して航法衛星の軌道情報を短時間に配信する方式です．

特 集
遅延モバイル通信を適用することが考
衛星選択アルゴリズム適用なし

衛星選択アルゴリズム適用あり

は自動走行の普及に向けて課題となる

大手町

東京都千代田区
大手町〜丸の内の一般道でのコード測位結果えられます．本アーキテクチャの適用
車載設備のコスト低減にも貢献します．

今後の展開

GNSSレシーバ：
U-blox社M8T

Smart Mobilityの 分 野 で はC-V2X

和田倉門

GNSSアンテナ：Tallysman社 TW2710（Celluler-Vehicle to X）等の通信手段を備えたコネクティッドカーが普及

日比谷通り

使用衛星信号：
GPSおよび準天頂衛星（ 1 機）L1C/A

し，車車間（V2V: Vehicle to Vehicle），路車間（V2I: Vehicle to Infrastructure）馬場先門

で低遅延，広帯域な通信が実現される可能性があります．人と車の位置を包括的に把握することで見通しの悪い交差点における歩行者 ・ 自転車位置の把
図2

衛星選択アルゴリズムの適用効果（コード測位）

握，配車サービスにおける乗客の位置把握，路線バス運行の効率化，バリアフリーマップの作成などの幅広い領域

一般道においてカーナビ等で使用されが，GNSS測位ではレーン判定が可能への適用が期待されます．さらにはイる汎用的なシングルバンドのGNSSレな精度が要求されます．上記のシングベント，災害時の輸送にも適用できるシーバによって収集した，GPSおよルバンドのGNSSレシーバによって首可能性があります．こうした位置情報

び準天頂衛星信号の観測データを使用

都高速都心環状線で収集したGPS衛サービスとの高度な連携も含めた，高して後処理によるコード測位演算を星の観測データを使用し，後処理で搬精度測位技術の適用へ向けた検討を行った結果を図 2 に示します．従来で送波位相測位（VRS-RTK）演算を行っ行っていきます．

は道路から大幅に外れていたポイント

た結果においても私たちの衛星選択アでも，私たちが独自に開発した，受信ルゴリズムの適用により収束（FIX）した衛星信号から測位に適した衛星信解が得られる割合（FIX率）が向上す号を選択する「スマート ・ サテライる効果が確認されました．FIX解では＊6

ト ・ セレクション」 アルゴリズムを数10 cm以下の測位精度が得られてい適用することによって測位精度が大幅ると想定されるため，レーン判定だけ（1）に改善することを確認しました ．衛でなくレーン内の車両の位置を把握で星選択に要した時間は今回使用した検きる可能性があります．トンネルや橋証環境においては 1 つの測位点あた梁などで一時的にGNSS衛星信号をロりわずかに 5 ミリ秒程度でした．

ストした際の再FIXに要する初期測位

自動走行車の制御はレーザ，ライダ，演算時間も10秒以下であり，マルチバオドメトリ，ジャイロ，加速度センサ

ンドのGNSSレシーバを使用した場合やダイナミックマップと車載カメラをにはさらに大幅に短縮できる見込みで使用した複合的な制御が見込まれます

す． 1 秒間に10回程度の高頻度な測位を行う場合には図 1 に示すように＊6

スマート ・ サテライト ・ セレクション：NTT
が独自に開発したGNSS衛星信号の選択アルゴリズム技術で遅延の大きい不可視衛星のマルチパス信号を選択的に排除します．

測 位 エ ン ジ ン を エ ッ ジ に 配 置 し，
URLLC（Ultra-Reliable and Low
Latency Communications）等の5G低■参考文献（1） http://www.ntt.co.jp/news2018/1810/181023a.
html

GNSSによって実現されるセンチメート
ル級の測位には新しい産業領域を創出する大きな可能性があります．NTT研究所では技術の確立だけでなく適用領域の検討も合わせて推進していきます．

◆問い合わせ先NTTネットワーク基盤技術研究所
コグニティブファウンデーションNWプロジェクト
TEL 0422-59-3013
FAX 0422-59-6364
E-mail nt-kensui-ml hco.ntt.co.jp

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