PPK(Post-Processing Kinematic)は、生の位置データのエラーを修正することにより、高精度な測位を実現する GNSS データ処理方法です。後処理は、測量、マッピング、UAV 運用など、正確な地理空間情報を必要とするアプリケーションで広く使用されています。
SBG Systems は、慣性航法システムの性能を向上させるために、独自の GNSS 後処理ソリューションを開発しました。
GNSS後処理とは何ですか?
PPK 後処理は、システムがデータ取得後に GNSS 受信機で記録された生の GNSS データ測定値を処理するアプローチです。これらを他の GNSS 測定ソースと組み合わせることで、最も困難な環境でも、GNSS 受信機に最も完全で正確な運動学的軌跡を提供できます。
これらの他のソースは、データ取得プロジェクトの場所またはその近くにあるローカル GNSS 基地局、または政府機関や商用 CORS ネットワークプロバイダーが通常提供する既存の継続的に稼働している基準局(CORS)である可能性があります。
後処理キネマティック(PPK)ソフトウェアは、無料で利用できる GNSS 衛星軌道およびクロック情報を使用して、精度をさらに向上させることができます。PPK を使用すると、ローカル GNSS 基地局の位置を、使用する絶対的なグローバル座標参照フレームデータムで正確に決定できます。
PPK ソフトウェアは、エンジニアリングプロジェクトをサポートするために、異なる座標参照フレーム間の複雑な変換もサポートできます。
つまり、補正へのアクセスを提供し、プロジェクトの精度を高め、ミッション後の測量または設置中のデータ損失またはエラーを修復することもできます。
RTK vs PPK
リアルタイムキネマティック(RTK)は、通常 RTCM 形式の補正ストリームを使用して、ほぼリアルタイムで GNSS 補正を送信する測位技術です。ただし、GNSS 補正、特にその完全性、可用性、カバレッジ、および互換性を確保する上で課題が生じる可能性があります。
PPK は、順方向および逆方向処理を含む、後処理中の データ処理を最適化する という大きな利点を提供します。対照的に、リアルタイム処理は、補正とその送信の中断または非互換性により、測位精度が低下する可能性があります。
GNSS PPK 後処理のリアルタイム(RTK)に対する最初の重要な利点は、現場で使用されるシステムが、CORS からの RTCM 補正を INS/GNSS システムに供給するためのデータリンク/無線を必要としないことです。
後処理の採用に対する主な制限は、環境に対応するための最終アプリケーションの要件です。一方、アプリケーションが最適化された軌跡を生成するために必要な追加の処理時間に耐えることができる場合、すべての成果物のデータ品質が大幅に向上します。
順方向および逆方向処理は、どのようにデータ精度を向上させますか?
60秒間のGNSS途絶が調査中に発生したと仮定しましょう。順方向処理における位置誤差は急速に増大し(その速度はIMUの仕様やその他のパラメータに依存します)、途絶の終わりに最大値に達します。その後、誤差は速やかに回復します。
ポスト処理では、物理法則が有効であるため、時間を逆方向に進むと仮定して、時間順とは逆の順序で処理を行います。この逆方向処理では、誤差はGNSS途絶の開始時に最大となり、自然な順方向処理と非常に対称的な挙動を示します。
これらの2つの計算結果を統合すると、誤差は途絶の中間付近で最大となり、順方向のみまたは逆方向のみの解よりもはるかに小さい値になります。これは、SBG Systemsの製品で可能なGNSS+INSソリューションを特に改善しますが、GNSSのみの処理もこのワークフローの恩恵を受けることができます。
前述のように、ポスト処理は、最初から最後まで全てのデータが必要なため、この改善を実現する唯一の方法であり、調査の終了まで利用が遅れます。
すべてのマッピングアプリケーションに対応
RTKは、リアルタイムの結果が要求されるマッピング、建設管理、および海洋アプリケーションにおける高精度GNSS測位に広く使用されています。INSデータのポスト処理は、無線実装とRTCM補正ストリームの監視が困難なUAVおよびUSVアプリケーションに役立ちます。
航空測量士はPPKを使用する傾向があります。なぜなら、セルラーネットワークは地上放送アンテナの向きのために高度が高い場所ではうまく機能せず、航空機へのデータリンクが困難であるためです。
ポスト処理キネマティックを必要とする他のアプリケーションは、データ(画像またはLiDARデータなど)が後続のワークフロー(多くの場合、クラウド内)で処理され、QinertiaのようなGNSSポスト処理ソフトウェアを使用した軌跡の処理を簡単に追加できる場合です。