G空間Expo Jspacesystems衛星測位シンポジウム2021

QZS受信機の紹介と今後の展開予想

令和3年12月8日
一般財団法人宇宙システム開発利用推進機構
衛星測位本部 国内統括
松岡 繁
1

１．準天頂衛星システムの開発・整備・運用スケジュール

２．CLAS受信機の推移
３．CLAS/MADOCA 各社受信機比較と新製品動向
４．各社受信機の紹介
５．4周波アンテナの状況
６．トピックス
６-１．ＣＬＡＲＣＳの紹介
６-2. “新しいフェーズに入った衛星測位技術を加速させる人材育成“の紹介2

１．準天頂衛星システムの開発・整備・運用スケジュール
H26 H27 H28 H29 H30 R1
H22.9.11打上げ
運用開始
11月1日
初号機QZS-1 JAXA運用

R2

R3

利用
実
証
推進

H29.10.10
QZS-4

R6

R7

R8QSS運用

H29.6.1
QZS-2

H29.8.19
QZS-3

R5R4４機体制運用（ＧＰＳ連携したサービス）７機体制運用（持続測位サービス）

QZS-1R
R3.10.25

H23～

CMAS/L1SAIF+

CLAS.MADOCA/SLAS3

測位方式比較一覧

4

２．ＣLAS受信機の推移
H23 H24 H25 H26 H27 H28 H29 H30

R1

R2

R3

R4

R5

R6

LEX受信機
低速移動体ＬEXR
１０％

１st
１０％

2nd

３ｒｄ
４ｔｈ
5

価格
（予想）

CLAS受信機（11月時点の最新動向）
マゼランシステムズジャパンMSJ

三菱電機

コア

2M

Septentrio
1M
L6Ⅱ
AsteRx4

ビズステーション

2022.3予定
MSJ

2021.11
発売開始

開発終了
製品化時期等
要問合せ
U-bloxJRC

6

３．CLAS/MADOCA 各社受信機比較

新製品動向

小型一体化

7

４．各社受信機の紹介

8

開発ロードマップ
Step１：評価ボード
2017：提供中
サイズ： 90×100㎜
消費電力（最大）： 10W
単価： 80万 @数十台

Step ２：モジュール
2019/7 ：提供中

Step ３：Digital ASIC
2022/3：完成予定

サイズ： 43㎜×59㎜
消費電力（最大） ： 5W
単価： 10万以下 @数千台

サイズ
消費電力： 30×40㎜以下： 1W以下画像はイメージです。

評価キット

評価キット

206 x 154 x 86 mm

9130×90×42mm

9準天頂衛星システム CLAS対応
高精度測位端末 AQLOC-Light

AQLOC-Lightは、GNSS(GPS、QZSS、Galileo)の測位信号および補強情報を利用することでcm級の高精度測位を実現する測位端末です。
1．リアルタイムで移動体の高精度測位を実現
・準天頂衛星システムから日本全国に無償で配信されるCLAS信号を受信し、リアルタイムで移動体のセンチメータ級の高精度測位を実現
・ローカル補正情報（電離層・対流圏遅延補正）を含むCLAS信号の特長により、数秒から数十秒以下の初期捕捉
CLAS:Centi-meter Level Augmentation Service
時間を実現
2．小型・軽量設計により、さまざまな移動体に搭載可能・受信機およびアンテナに独自の構造を採用し、世界最小レベルの小型・軽量化を実現し、ドローンなどの小さな移動体へも搭載が可能
3．自律測位やネットワーク型測位補強情報による測位を実現
・衛星からの信号が受信できないトンネルや高架下でも、受信機に搭載したジャイロと移動体からの車速パルス信号によるINS
複合アルゴリズムにより安定した自律測位を実現
・地上配信のネットワーク型測位補強情報（ネットワーク型RTK
方式／RTCM3.2）による測位にも対応

受信機

アンテナ

■ 一般仕様重量

受信機：280g
アンテナ：150g(ケーブル含む）

電源

DC12V

消費電力

8W

温度条件

受信機：-30℃～+70℃（動作）アンテナ：-20℃～+60℃（動作）

データ出力
周期

測位結果：10Hz
センサ計測値(※)：50Hz
L6D(CLAS)データ：1Hz※センサ：IMU、気圧センサ、車速パルス※ INS複合アルゴリズムの性能改善版のS/Wを2021年4月にリリース①マルチパスへの耐性強化、②自律航法（Dead Reckoning）の精度改善※今後の計画は、低価格版、機能向上版をリリースしていく予定

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1. 各種測位方式に対応
みちびきCLAS測位をはじめ、RTK測位（通信キャリアのネットワークRTKサービスにも対応）などに対応
2. マルチ周波数対応
3. SDカードスロット搭載
測位結果や観測値など各種データのロギングが可能
4. 2アンテナ対応（※オプション）２アンテナによる正確な方位角計測が可能

コアのみちびき対応受信機■センチメータ精度受信機

Chronosphere-L6
2018年11月

Chronosphere-L6S
2019年7月

Chronosphere-L6II
2020年8月

新受信機開発中
2022年初頭予定

受信機価格■サブメータ精度受信機

高QZPOZ2018年6月

QZNEO
2020年6月

1. みちびきL1S(SLAS)対応
災害・危機管理通報サービスにも対応
2. 2周波・RTK対応
3. 豊富なアウトプットI/F
Wi-Fi, USB, 外部接続端子, Bluetooth, SDカードを搭載
4. 超軽量・超小型（W90 × D45 × H12[mm]、40g）
5. 設定が簡単
Web GUI, 付属ソフト(USB), SDカード等から設定が可能

低小大受信機サイズ©CORE Corporation
GNSS Solution Business Center Sales and Marketing Department

11Septentrio社：CLAS対応製品比較表
AsteRx U CLAS

AsteRx 4 CLAS

AsteRx m3 CLAS

Mosaic CLAS

形態

筐体型

ボード型

ボード型

モジュール型

リリース時期

2020年4月

2020年1月

2022年1月

2022年1月

対応衛星

GPS/GAL/QZS/GLO/BD GPS/GAL/QZS/GLO/BDS/S GPS/GAL/QZS/GLO/BD
S/SBAS/NAVIC
BAS/NAVIC
S/SBAS/NAVIC

GPS/GAL/QZS/GLO/BDS/S
BAS

周波数

L1,L2,L5,L6,L-band

L1,L2,L5,L6,L-band

L1,L2,L6,L-band

CLAS測位衛星数

最大15機（QZSはRTKに未対応）

最大15機（QZSはRTKに未対応）

方位（2アンテナ）〇（オプション）方式〇（オプション）L1,L2,L5,L6,L-band

すべて（QZSはRTKに対応がCLASの場合制限あり）〇×

L6 生データをRTCMに変換してRTK
コア社製 CLAS SSR2OSRライブラリー 搭載
12概要使用
測位方式

CLAS対応GNSS/INSタイトカップル方式

位置精 10㎝～度（理想環境時）IMU

産業グレートMEMS

みちびき対応CLASｰIMU

ヘディング角：0.8°
姿勢角
ロール角/ピッチ：角0.1°
精度（理想環境時）

出力
100Hz
レート

•

セプテントリオ社のAsteRx-4を搭載•GNSS信号の遮へいはIMUで精度を補完•

リ ア ル タ イ ム で I M U デ ー タ と 生 の G N S S デ ー タ を 評 価 し 出力て、測位品質の劣化を軽減（タイトカップル方式）•

車のレーン特定、長距離の公道試験、姿勢の計測などで利用実績

位置データ
データ 姿勢角データほか
データ NMEA
形式 CAN

13• 2周波RTK受信機はすべてSLAS対応• 単独測位でサブメートル級の精度を実現！
• 用途に応じて選べる4種類のパッケージ

SLAS

RWX

RWS

RWP

RWM

¥139,800¥59,800¥79,800¥82,600

CLAS

VRSC¥49,800• VRSCは、みちびきCLAS信号を受信し任意の位置での基準局データを生成• RWX / RWS / RWP / RWMなど2周波RTK受信機と通信することで、PPP-RTKを実現！
• 通信は、受信機・VRSCそれぞれに内蔵されたWiFi• 設定不要、アンテナを設置し電源を入れるのみ• Galileo E5b対応。Galileoも2周波で利用可能
14

JRCモビリティのGNSS受信機への取組み
弊社で開発済みの 高精度受信機JG11の 製品ラインナップをご紹介いたします。
今回の比較評価については CLASモデルを活用しています。

高精度GNSSチップ JG11モデル

対応システムGPS GLO GAL BDS QZSPPPモデル

✔

✔

✔

✔

✔

RTKモデル

✔

✔

✔

✔

✔

CLASモデル

✔

✔

✔

✔

✔

受信
周波

1周波(L1)2周波(L1, L2)

3周波(L1, L2, L6)

外形寸法：9.0×9.0ｍｍ

補正
データ

位置精度SBAS

65cm(*1)

外部入力

1.7cm(*1)

システム公称値12cm
QZSS オープンスカイ固定点実測

位置精度3.4cm→1.8cmに向上
平均測位使用衛星数10.4個→15.5個に向上*1：オープンスカイ固定点実測、RMS

Confidential

15

16

CXD5603GF/CXD5605AGF/CXD5610GF＜概要＞
低消費電力連続測位を実現したモバイル機器、IoT向けGNSS（全地球衛星測位システム） 受信LSI。
CXD5603GF(L1) 10mW、CXD5605AGF (L1) 6mW、CXD5610GF(2周波) 11mW。
＜特長＞▶ 低消費電力連続測位を実現•高周波アナログ回路では、専用の低消費電力ADコンバータや低雑音増幅器、位相同期回路（PLL）•などを開発し、デジタル信号処理回路では機能ブロックごとに電源とクロックの制御を最適化する設計•技術などを採用。
•衛星追尾中は必要な機能ブロックのみを動作させ、それ以外の部分は入力クロックの停止や電源•遮断を行うことによって平均消費電力を低減している。これらの技術により、低ノイズでありながら、•10mW以下まで電力を削減し、低消費電力と高感度を両立。
▶ 複数の周波数と測位衛星システムに対応し、位置測定の精度が向上•同時に複数の周波数と測位システムを利用できるため位置測定の精度が向上した。
•対応の衛星システムは：
CXD５６０３GF（L１）, CXD５６０５ＡＧＦ（L１）： GPS, QZS＊1, GLONASS, Ｇａｌｉｌｅｏ，ＢｅｉＤｏｕ, SBASCXD５６１０GF（２周波）： GPS, QZS＊1, GLONASS, Ｇａｌｉｌｅｏ，ＢｅｉＤｏｕ, NavIC , SBAS
製品名

対応衛星

用途
QZSSGPSGLONASS

Galileo

BeiDouCXD5603GF 動体機器など。
L1C/A（低消費電力）
CXD5605AGF CXD5603GF(10mW) L1S

L1C/A

L1E1

B1

L1C/A
L5

L1OF

E1
E5a

B1I
B1C
B2a

NAVIC

ＳＢＡＳ

-〇

IoT・ウェアラブル機器、移CXD5605AGF(6mW)

CXD5610GF
CXD5610GG

CXD５６１０GF

スマートウォッチなどの
L1C/A
ウェアラブル機器や、トL1S
ラッカー用途などのIoT機
L5器など。

*1 L1C/A, L1S (SLAS、災危通報)も対応

L5L117古野電気
時刻同期用GNSS受信機

手のひらサイズの“原子時計”

5Gモバイル基地局、テレビ放送、業務用無線、電力システム、証券取引など、社会を支える重要インフラで使われています。フルノは時刻同期用GNSS受信機を各種取りそろえています。

TB-1は、無線システムの保守現場や、研究開発の現場に向けて作られたGNSS基準信号発生器です。
UTCに同期した1秒パルス（1PPS）と正確な10MHzで、モバイル通信・デジタル放送・V2X開発の現場の時刻同期や周波数測定のニーズに応えます。

型式：TB-1

災危通報受信機 QZ-DC1
みちびきからの信号を受信することで、地上の通信ネットワークに依存することなく、気象庁が提供する防災情報を取得できます。
地方自治体の防災スピーカーに内蔵され活躍しています。

デュアルバンドGNSS受信チップ
eRideOPUS 9
車載用で世界初！
補正データなしで位置精度50cmを実現
V2Xと自動運転（レベル2～レベル3）に対応したGNSS受信チップです。
１チップでL1/L5信号を受信します。

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Allystar launches QZSS L6D and L6E decoder

https://www.gpsworld.com/allystar-launches-qzss-l6d-and-l6e-decoder/
Allystar Technology（深圳華大北斗科技）
August 23, 2019

HD9310オプションC
L6D,L6E

L1/L2orL1/L519

PX1126C-01
QZSS L6E RawData
Decorder for
Asia-Oacific MADOCA

PX1126C-02
QZSS L6D RawData
Decorder forJapan CLAS

20

５．4周波アンテナの状況
Harxon社（中国)CVX-600A

Taoglas社(アイルランド) XAHP.50.A.301111
MSJ MJ-3009-GM4-ANT

φ150✕53mm

600g

アカサカテック AR270

φ140✕49mm405g

φ94✕57mm
Tallysman社 VSP6037L
φ148✕60mm 405g

59✕59✕33mm以下

小峰無線電機 QZG1256fQ

AQLOC-Light

φ140✕46.5mm

59✕59✕33mm

270g

395g

φ161.5✕75.5mm

500g

日精 ＧNSS対応基板アンテナ
FMSP-QZSS-Q55-BP-35ｄB-3W

110✕40✕25mm

47g

21

６-１．CLARCSの紹介(CLAS-Based RTK Correction System)
JSSでは、CLARCSセンタをJ space systems内に構築。みちびき(準天頂衛星)から配信される無料のCLAS補強情報をセンタ1か所で受信し、従来のRTK受信機がCLASを利用できるよう、全国任意に設置可能な仮想基準局位置とその位置上のRTK補正値をCLASから計算で生成し、地上回線経由RTK受信機に配信し、センチメータ級測位を実現する。仮想基準局から半径約10㎞以内の無限数のRTK受信機が同じ仮想基準局にアクセスして測位することができる。
みちびき(日本）
ガリレオ（欧州）

GPS（アメリカ）
みちびき(日本）

周波数/GNSS（L1/L2/E5）

GNSS
アンテナ
周波数/GNSS受信機(NTRIP

Bluetooth)タブレット端末

L6/L1受信機/

RTK補正値
生成

CLARCSセンタ
機械振興会館

測位端末

10km以内仮想点

インタネット: CLAS信号: 測距信号: RTK補正値: 測位結果: 仮想点座標

位置管理センタ

COMPANY PROPRIETARY NOT TO BE REPROCUCED OR DISCLOSED WITHOUT SPECIFIC WRITTEN PERMMISION OF JSS

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６-2．“新しいフェーズに入った衛星測位技術を加速させる人材育成“の紹介•

宇宙航空科学技術推進委託費 2021-2023•••

久保 信明（東京海洋大学）
海老沼 拓史（中部大学）
鈴木 太郎（千葉工業大学）

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背景：インフラとしての衛星測位

移動体（陸海空）の自動化への流れが加速

高精度の汎用化→高信頼・高安全
社会インフラになりつつある

低軌道衛星（測位含む）の利用の本格化

GNSSの位置の信頼度が求められる
GNSSと他センサの統合が必須
新たな脅威も出現（欺瞞、干渉）
自律型移動体は陸海空と多岐にわたる→受信機の中身の理解が必須→国内に基盤技術を確保することが急務

宇宙開発へ民間企業の参入が本格化。低軌道測位衛星（米国、中国）が注目→従来の国家的測位インフラ＋コンシューマ向けの測位インフラへ→低軌道測位衛星の場合、GNSSの受信機開発も新たに必要→世界的に日本の競争力が低下（アジアで中国が台頭）→高セキュリティ利用でGNSS受信機がブラックボックス（人材育成が極めて重要）24具体的に何を伝授するか
位置の信頼度担保また精度を根本的に向上させるには、受信機の中身の動作の正しい理解が必要

従来ハードウエアのブラックボックスであった点線枠部をソフトウエアで実現する→ソフトウエア受信機と呼ばれる部分
25

課題の概要• 実施しようとする内容、達成目標①衛星測位用のソフトウエア受信機の開発と教材準備、学生への伝授②学生自らが改良できるレベルになるための指導③測位精度だけなく高信頼・高安全な位置情報への意識転換• 予想される結果と意義①以下に列挙したような喫緊の課題を本質から解決できる学生の育成②彼らが企業で活躍することで、国内衛星測位分野での競争力が向上

欺瞞信号

マルチパス

位置の信頼度
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目標• 衛星測位用のオープンなソフトウェア受信機及び測位演算部の開発を行い、学生らに提供する機材及び教材を整える• 学生らに伝授する場を提供し、ソフトウェア受信機の改良等を自らの手で実行できる学生を、3年間で10名以上輩出する。さらに本受信機のリアルタイム化やFPGA化に対応できる学生を3年間で3名以上輩出• ソフトウェア改良につながる所定の課題を与え、コンテスト形式で、学生間で競争する場を提供。企業専門家による定期的な進捗確認（毎年2回）
上記は感染状況を考慮しオンラインでの実施も想定• 業務終了後、申請者らが企業の資金を原資として、共同研究による開発・改良を継続し、国内関連企業へのフィードバック。測位航法学会等を通じて、学生への伝授の場を1年に1回以上提供

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実施体制と役割分担

申請者らの教材＋学生の成長の指標を企業・研究機関の方に客観的に評価頂く

学会に参加されている多くの技術者・研究者のフィードバックが極めて重要

28

1

リアルタイム ～位置・時刻情報

10 利用シーン例(X,Y,Z,T)

QZSSのさらなる進化と利用活用分野開拓を推進しましょう！

2929

QZS利用実証の推移
利用実証は
初期はＳＰＡＣが単独推進
その後ＱＳＳと共同で推進

みちびき初号機QZS-1
2010年9月11日打上

4機運用開始20162018.11.1

QZS運用

JAXA

cm級補強信号SPAC CMAS

QSS

CLAS

サブm級補強信号

SPAC L1-SAIF

QSS

SLAS

災害・危機管理通報サービス「災危通報」

SPAC L1-SAIFに組込み

衛星安否確認サービス「Q-ANPI」

QSS（準天頂システムサービス（株））

QSS Ｌ1Ｓ信号に組込み

QSS Q-AMPI