GPS受信機・ディファレンシャルGPS・DGPS・GPSコンパス・GPS測量・GPSデータロガー
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GPS受信機についてQ:へミスフィアGPS受信機の内部でどんなことをやっているのですか？A: 受信機でGPS衛星を自動的に追跡し、各衛星の情報を知ることができます。位置情報が検出さると、GPS世界標準であるNMEAフォーマットの＄GPGGAメッセージなどでデータを出力します。衛星のトラッキング情報などは、$GPGSVメッセージで出力されます。またLEDランプなどでGPS信号受信状況を知ることもできます。 Q:NMEAフォーマットって何ですか？A: 米国海洋電子機器協会（National Marine Electronics Association）が定めた規格で、GPS受信機に使用されるプロトコル規格のことで、通常は、NMEA-0183として知られています。データはASCIIテキスト「文字型」で送られ、GGA、GLL、VTG、GSAなど情報によってカテゴリ分けされています。利用できるカテゴリは、受信機の性能などにもよります。詳しいNMEA-0183のフォーマットについては当社マニュアル等にも書かれております。また米国海洋電子機器協会のホームページもご参照下さい。 出力例： $GPGGA,044943.00,3541.03947,N,13945.60959,E,2,07,1.3,2.2,M,39.3,M,7.0,0129*4D $GPGLL,3541.03947,N,13945.60959,E,044943.00,A,D*61 $GPVTG,17.19,T,24.11,M,19.44,N,36.01,K,D*22 $GPZDA,044943.00,24,04,2008,00,00*60 $GPRMC,044943.00,A,3541.03947,N,13945.60959,E,19.44,17.19,240408,6.9,W,D*2C $GPGSA,M,3,09,10,15,18,21,24,26,,,,,,2.4,1.3,2.0*3C $GPGSV,3,1,11,02,02,162,,08,13,038,,09,30,204,46,10,45,104,50*71 Q:GPS信号を正しく受信しているか、どのように注意をはらうべきですか？A: 最高のパフォーマンスを発揮するためには、アンテナが遮蔽されず、反射波(マルチパス)などの影響が受けにくい高い位置に設置することが重要です。現在は十分余裕をもった個数でGPSが打上げられているため障害物の影響による、ある程度の信号遮断には耐えられますが、衛星遮断、マルチパス、電波障害などが多いほど、位置情報に重大な影響を与えることになります。 Q:SBAS（MSAS）はデファレンシャル補正情報ソースとして信頼できますか？A: SBAS（MSAS）は信頼度の高い補正情報ソースです。 詳しいことは、神戸航空衛星センターのホームページにあります。ご参照下さい。 Q:SBASって何ですか？A: もともとは航空機用に位置精度の向上を目的とした静止衛星型衛星航法補強システムの総称です。 Satellite Based Augmentation Systemの略です。地上の基準局で観測したGPSとの誤差補正情報（デファレンシャル情報）を静止衛星を使用して地上のGPS受信機へ送信し、測位精度を向上させることができます。ごとにそれぞれ異なった名称とシステムの為の静止衛星を持っています。 へミスフィアGPSは、米国航空広域管理システム（WAAS）及びヨーロッパのEGNOS、日本のMSASに標準で対応できています。日本のMSASは、衛星番号42、50（PRN 129、137）となっています。 Q:ディファレンシャルGPSって何ですか？A: GPS測位の精度を悪くする主な要素としては、大気、時刻、衛星軌道及び多重反射などがあります。ディファレンシャルGPS は、これらの誤差を削除（補正）して、測位精度を良くする方法で、DGPSと一般に呼ばれています。これは、位置が分かっている地点上のGPS 受信機（参照機）が得た測位データとの差から、補正すべき要因と値を測定しているGPS受信機（移動機）に補正データとして送信入力する方法です。最も一般的な方法はタイム補正によるもので、基地局から通信によって、補正データを即時に、移動機に送る方式です。 ただしこの方式は、C/A コードによる測位方法の場合で、搬送波位相測定によるディファレンシャル方式についてはこの技術ではありません。これらの補正情報を伝送する方法としては、海上保安庁のBEACON放送システムと神戸航空衛星センターに拠るMSAS衛星放送システムがあります。 Q:SBAS補正情報の受信状況をどのように知ることができますか？A: $RD1メッセージに、SBAS用の2つのチャンネルにおけるSBASビットエラーレート(BER)情報などが含まれ、BER数値はSBASからのエラーレートを示しています。この数値が0であることが理想ですが、150BERまでが良い状態と言えます。 Q:ディファレンシャル補正されているかどうか、どのように知ることができますか？A: GGAメッセージは位置情報を表す主なメッセージですが、この中で6番目の数字が2の場合、ディファレンシャル補正を受けていることを意味します。またLEDランプなどでディファレンシャルモードを知ることもできます。 Q:GPS受信機を使用している場所で静止衛星までの仰角が低く、障害物でSBAS信号の遮断がしばしば起こる場合大きな問題となりますか？A: 日本のMTSAT(MSAS)は南方赤道上ですが、補正情報を完全な形で受信できるようであれば、位置情報の致命的な精度劣化は起きません。へミスフィアGPS独自技術のCOSTテクノロジーにより、MSAS(SBAS)の遮断が起きても約40分間は、直前の補正情報を利用し測位することが可能で、大きな精度劣化を防いでいます。 ただし用途による求められる精度を十分に理解している必要があります。COAST技術により次の新しい補正情報が受信できるのを待てばよいのです。電離層マップ（電離層の情報）などを再捕捉により数十秒で瞬時に受信します。 Q:飛んでいるGPS衛星がもし壊れているような場合は、どうなるのですか？A: へミスフィアGPS受信機は状態の良い（健康な）衛星のみを適用するようになっています。 Q:ビーコン補正情報受信圏内かどうかをどのように知ることができますか？A: 海上保安庁サイトにDGPSビーコン基地局マップがあります。ただし大気の影響、基地局から観測場所までの通り道のノイズ源の有無などにより、受信の可否は大きく影響を受けます。 Q:ビーコン補正情報を受信しているかどうかどのように知ることができますか？A: BEACONモードに設定後、CS0コマンド$PCSI,1＜CR＞＜LF＞で信号強度(SS)、SN比signal-to-noise ratio）などの値をリクエストすることができます。これにより信号ロックのための品質情報を得ることが可能です。 Q:ビーコン補正情報のロックが、しばしばはずれたら大きな問題となりますか？A: 補正情報を完全な形で受信できるようであれば、位置情報の致命的な精度劣化は起 きません。MSAS(SBAS)同様に独自技術COASTテクノロジーにより、遮断が起きても約40分間は直前の補正情報を利用し精度の劣化を防いでいますが、求められる精度を十分に理解している必要があります。200bpsの基地局では数秒間でビーコン補正情報はロックします、100bpsであれば6秒以上かかるかもしれません。COAST技術作動中に、次の新しい補正情報が自動受信されるのを待てばよいのです。 Q:ビーコンの設定方法を教えてください。A: 自動モードは、$GPGSK,,A,,A,CRMSSの出力間隔になります。A=Autoの意味です。 マニュアルモードは、$GPGSK,周波数,M,MSKビットレート,M,CRMSSの出力間隔です。 例） 周波数が 309.0ＫＨｚ ＭＳＫビットレートは200Bitのときは、 $GPMAK，309.0，M，200、M，n＜Cr＞＜Lf＞とする。 ※ Ｍの部分は、そのまま半角'M'で、ｎの部分はCRMSS出力間隔間隔を1〜100で 指定します。出力しない場合は指定無しにします。 $CRMSSメッセージで、ビーコンの受信状態が確認できます。 ※詳しいことは、当社マニュアル等ご参照下さい。 Q:COAST技術は外部補正情報ソースにも対応していますか？A: はい、対応しています。 Q:GPS受信機が通信を開始していないようです。どうしたらよいですか？A: いくつかの原因が考えられます。 ・ ケーブル、コネクタに損傷がないか確認してください。 ・ 正しい電圧で電源をとっているか確認してください。（電圧間違えると壊れます） ・ きちんとパソコンやPDA、データコレクタに接続されているかラインを確認して下さい。 ・ 受信機のボーレートが合致しているか再度確認してください。 ・ 以上のチェック後、販売店へご相談下さい。 Q:2つのシリアルポートがある場合、それぞれ異なるボーレートで使用できますか？A: はい。各ポートは独立です。一つのポートが4800、もう一方のポートが19200ボーといったような通信設定が可能です。 Q:2つのポートから異なるNMEAメッセージを出力できますか？A: 同時に異なるメッセージや出力レートが可能です。 Q:現在のコンフィギュレーション(設定)を一覧できますか？A: $JSHOWコマンドで現在のコンフィギュレーション情報を見ることができます。 ※詳しい設定は、当社マニュアル等ご参照下さい。 Q:無料のモニタリングまたは、設定ソフトはありますか？A: PocketMAX PCがあります。 ・ ビーコン局、MSAS/SBAS周波数の設定 ・ ビーコン、SBAS補正情報のモニタリング ・ GPS出力メッセージ、ポートの設定 ・ 各種データの記録 などを行うことができます。 このほかにLXMonソフトでRTCM情報なども見ることができます。 Q:Windowsのハイパーターミナルソフトウェアを使用してGPSコマンドを手入力したいのですが？A: 通信ポート、ボーレートを確認してください。 サンプル例： リセット： $JRESET ボーレート設定： $JBAUD,4800,8,,1 （4800〜115200まで可能） 方位データ出力：$JASC,HEHDT,1 （オプションで20Hzまで可能） MSAS（SBAS）の設定： $JDIFF,WAASと$JWAASPRN,129,137 GGAデータ出力：$JASC,GPGGA,1 （オプションで20Hzまで可能） 設定の保存：$JSAVE ※このほか詳しい設定は、当社マニュアル等ご参照下さい。 Q:GPS受信機に外部補正情報を受信させるには、どうしたらよいですか？A: 以下を確認して下さい。 ・ RTCM SC-104プロトコールか確認してください。 ・ メインポートでRTCMを受けられるように、a $JDIFF,OTHER ・ GPS受信機側ポートと外部補正情報を出力する機器のポートとボーレートが一致しているか確認してください。 ・ 外部補正情報を出力する機器が"8-N-1"でデータ・ストップビット、パリティの設定が行われているか確認してください。 ・ ケーブル・、ポートに損傷がないか、きちんと接続されているかチェックしてください。 Q:ヘミスフィアのGPSは、Raw Dataの出力は可能でしょうか？A: Rawデータの出力は出来ます。 技術情報のGPS Technical Referenceをご参照下さい。 RAWデータは、＄JBINコマンドの、BIN95とBIN96としてログ（記録）されます。 Q:Raw Dataは、全ての捕捉衛星データ（最大12衛星）が出力されるのでしょうか？A: 全ての捕捉衛星のデータが出力されます。 Q:最大更新レートは20Hz となっていますが、Raw Data 出力も20Hz出力可能でしょうか？A: Bin96だけ、1Hz〜20Hzとなります。 Q:ヘミスフィアのGPSで最低衛星数は、通常4個ですが3個に変更できませんか？A: 衛星数を3個に許容するコマンドは基本的にありません。4個以上（3Dのみ）です。 状態としては、5個以上がベターです。 Q:GPSアンテナをどこに設置したら良いですか？A: 上空の開けた場所にアンテナを設置します。測位はアンテナ中心を位置情報として計算・出力しますので、位置情報を取得したい点がアンテナ中心になるように設置することになります。移動体の中心線上にポールで設置したり、既知点に設置するなど設置場所に留意して下さい。 Q:GPSの精度は、どのように決まるのですか？A: 一般的に受信機が既知点で連続して測位した計測点のバラツキ（機械の精密度）、そのバラツキがどれだけ既知点に近いかの正確度の二つの要素によって決定します。その確率計算はいくつかの手法がありますが、へミスフィアでは、厳しい2ｄRMSを採用し、95％の確率で表現しています。 既知点を中心に散らばった全測位点の少なくとも95％を含む円の半径ですが、これが小さいほど良い精度といえます。へミスフィアの主なGPS受信機は位置精度60cm前後を実現しています。 ただし、このＧＰＳの精度は地域、季節、時刻、アンテナの設置場所、電離層等の環境により変動することが確認されています。
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GPSコンパスについてQ:ヘミスフィア GPSコンパスはどんなものなのですか？A: ２個のGPSアンテナを使い、方位を計測するものです。GPS受信機も内蔵されており、主アンテナの中心の位置もわかります。 つまり方位と測位が同時に分かるというGPSコンパスです。 Q:V100/VS100は内部でどんなことをやっているのですか？A: 内蔵のGPS受信機でGPS衛星を自動的に追跡し、各衛星の情報を知ることができます。 位置情報が検出さると、RTK（リアルタイムキネマテック）初期化を行ない方位計算を始めます。これらのデータはGPS世界標準であるNMEAフォーマットにより、方位は,＄HEHDT、また位置は＄GPGGAメッセージなどでデータを出力します。 VS100では、LEDランプなどで信号受信状況や方位確定状況を知ることもできます。 Q:GPS信号を正しく受信しているか注意をはらうべきですか？A: 最高のパフォーマンスを発揮するためには、Vector Sensorが障害物の影響を受けない高い位置に設置することが重要です。 現在は十分余裕をもった個数でGPSが打上げられているため、障害物の影響によるある程度の信号遮断には耐えられます。 ただし衛星遮断が起きれば起きるほど、位置情報に重大な影響を与えることになりますし、マルチパス(反射波)も精度劣化の一因となります。 Q:主アンテナの受信感度だけしか、見ることはできないのでしょうか？A: コマンド『$JWCONF,12,1』で、第2アンテナに切り替えることが出来ます。 $JWCONF,12,0で、元の主アンテナに戻します。 ただしこれらの情報を見るのには、PocketMAXではなく、SLXMon（無料ソフト）で行ないます。 Q:V110なのにビーコン（BEACON）が、受からないのですが？A: A20とA30アンテナの組み合わせと思いますが、A30にビーコンアンテナが内蔵されています。 これを主アンテナ（プライマリ）として接続してください。 Q:V100・VS100 GPSコンパスに内蔵されている補助センサーって何ですか？A: Tilt Sensor (傾斜計)とGyro Sensor (ジャイロ方位計)が内蔵されています。 ・傾斜計 2台のＧＰＳアンテナによるＲＴＫ測定の初期化を短縮するもので、電源ON時、２アンテナ間の傾斜値を参照データとして使用します。 ・ジャイロ ＧＰＳ衛星遮断時に測定データを補間するシリコン型レートジャイロで、水平回転速度を測定し方位は時間積分で求めます。 しかし、ドリフトが大きいので、GPS衛星遮断後3分間しか良い補間はできません。 方位精度は約1.0°となっています。 Q:内蔵ジャイロは3分間補間すると言いますが、3分以上たったらどうなりますか？A: NULLデータとなり、方位は表示されません。 Q:内蔵ジャイロが、出す方位をどうやって知ることが出来ますか？A: PSATメッセージで知ることが出来ます。 $PSAT,HPR, time, heading, pitch, roll, type*7B typeが "N"のときは、GPSによる方位（No Gyro） "G"のときはGyroによる方位を出しています。 ※詳しいことは、当社マニュアル等ご参照下さい。 Q:内部センサーは、全部ONさせるべきですか？A: ティルト（Tilt）とピッチ（Pitch）、ジャイロ（Gyro）は少なくともONにしておいてください。 ※V100（一体型）の場合に限り、フリップボード（FLIPBRD）もONにして下さい。 Q:アンテナ間距離を広く取るべきですか？A: V100（一体型）は、２個のアンテナが50cmの距離で固定内蔵されており方位精度も約0.3°（95%）となっていますが、VS100のように外部アンテナを使用した場合は方位精度を上げることが出来ます。 推奨アンテナ距離は２ｍまでで、精度は0.１°（95%）が可能です。 それ以上の精度が必要であれば、アンテナ間距離を長くしますが、確定(FIX)に少し時間がかかります。RTKの初期化を考慮すると2m以内が推奨です。 Q:アンテナをどのように設置したらよいですか？A: アンテナを船軸に平行に配置する場合は、船首にセカンダリアンテナ、船尾にプライマリアンテナを向け、センターライン上に設置します。アンテナはできるだけ水平に設置しましょう。 Q:このGPSコンパスは対象船は何トン程度ですか。A: 特に制限はございません。 Q:アンテナ2個でローリング、ピッチングに問題ありませんか。A: 1セットですとピッチングのみです。 ローリングも同時に必要な場合は、横向きにもう１セット必要です。 Q:既に設置されているロラン、方探の影響を受けませんか？A: 特に影響はございません。 Q:GPSアンテナの寿命はどのくらいですか？A: 機械そのものの寿命は用途や使用環境により変動しますが、およそ4年から5年です。 これは、その期間でアンテナが壊れてしまうと言う事ではなく、大体その周期で製品に使用している部品が変更され、同じ部品を用いての修理等が難しくなる為です。 |
GPSアンテナについてQ:GPSアンテナをどこに設置したら良いですか？A: 上空の開けた場所にアンテナを設置します。測位はアンテナ中心を位置情報として計算・出力しますので、位置情報を取得したい点がアンテナ中心になるように設置することになります。移動体の中心線上にポールで設置したり、既知点に設置するなど設置場所に留意して下さい。 Q:アンテナA20の機械仕様で「Endosure :AES」ってなんですか？A: AES樹脂のことで紫外線に強く、船や車などに使われる外部用プラスチックです。 Q:アンテナの防水性はIP規格で定義されていますでしょうか？A: アンテナA20とA30、スマートアンテナA100はIP67規格です。 Q:ヘミスフィア製アンテナの中心ねじサイズは？A: 5/8-11 UNCです。通常の測量ポールなどにフィットします。 |
その他のご質問Q:マグネティックマウント、ポールなど設置金具はGPSアンテナに影響しますか？A: 問題とはなりません。ただし水平には留意してください。 Q:車から電源を取れますか？独立電源の方がよいですか？A: 車からの電源でもかまいません。 通常12Vになります。 Q:「使用環境 衝撃・振動： EP455」とはどういった規格なのでしょうか？A: 米国の農機規格のASAE EP 455のことです。 Q:A100のレーダシュミレーターとは？A: VTGで得られる速度をアナログ周波数に直し出力しています。 Q:GPSの分解能は？A: 常に20MHzで、衛星との擬似距離を計算し、更新出力レートのタイミングに応じて位置計算を行なっております。 Q:へミスフィアGPS製品はRoHS対応してますか？A: 2006年の8月以降はすべての商品がRoHS対応になっています。 Q:経緯度データの小数点以下の桁を変えられますか？A: コマンド $JNP,5 で5桁となります。（1〜８桁まで指定できます） この後、$JSAVEをしないと設定は保存されません。 Q:RlNEXデータとは何ですか？A: Receiver Independent Exchange fomatの略で、事後処理の互換性を容易にするためにデータに使用される標準フォーマットのことです。 RINEX形式のデータに変換すると、他社メーカーの解析ソフトでも対応することが可能となり、例えば作業において複数メーカーの受信機が混在しても利用が可能になります。 |