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ZED-F9PでRTKをやってみる

以前「RTKをやってみる」という記事(これこれ)を書いたのが2014年の事でした。あれから5年が経過し、精密測位に使えるGNSS受信機の状況も驚くべき進化をしています。

先日u-bloxのZED-F9PというGNSS受信機を購入しました。
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スイッチサイエンスで3万ちょっとで売られていますが、この価格でなんと2周波(L1,L2)対応というものです(U.FLコネクタからのアンテナケーブルは付属していません)。20世紀の2周波対応GPS受信機の価格を知っている当方としては、高級外車が3万円程度で買えるようになったのと同じ衝撃です。

早速実験です。
前に自宅にアンテナを設置してstatic測量を行った際には惨憺たる結果でした。あの時は受信できる衛星がGPSしかありませんでしたが、今回購入した受信機はGPS, GLONASS, Galileo, QZSS, BeiDouの各衛星が受信できるので、あの時ほど悲惨な結果にはならないとは思うのですが…

以前、気圧の連続観測をやっていることを書きましたが(これとかこれ)、測定された現地気圧を海面気圧に直すためには海面更正という補正が必要です。その為には気圧計の正確な標高が必要です。気象庁が出している「気象観測の手引き」の中では、気圧計の標高は0.1mまで求めておくと書かれています(1mの差で0.1hPa変わる)。最初は地形図の等高線から読み取った値でやっていましたが、これをGNSSの精密測量でなんとかできないかと以前より色々とやっていました。トラ技の2018年1月号に出ていたu-bloxのNEO-M8Pなどを使用してGPS+BeiDouにて何とか自宅でもFix解を得ることができていました。ただ、いかんせんこの上空視界でGPSとBeiDouだけではFixに至るまでが一苦労で、なかなか高いratioの解は得られませんでした。

その時に製作したグランドプレーンとなんちゃって電子基準点
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乗っているアンテナはu-bloxのANN-MB-00という2周波対応アンテナです。ベランダ設置なので、上空視界は全天の半分以下です。

RTKなどの相対測位をやる場合には「基準局」が必要です。前に記事を書いた時には国土地理院の電子基準点のデータを使って後処理にて計算していましたが、今は「善意の基準局」なる点のデータをリアルタイムでしかも無償で使用することができるようになりました。運営している方には本当に感謝です。幸運にも私のところから比較的距離が近いかなめ測量さんが2周波のRTCMデータを送信してくれていますので、それを使用することにします。かなめ測量さんに感謝。

さて結果です。計算には高須先生のrtklibのRTKNAVIを使用して、基準局にはrtk2go.comでNtrip serverのKANAME-ANX-RTCM3を使い、計算モードはStatic、データとして使用する電波受信強度は38dB以上、整数値バイアス推定はFix and Holdでやってみました。

ベランダ設置のアンテナでは上空視界が極端に良くないので、上空の衛星配置状況によってFixしたりしなかったりします。良い時には
rtknavi_gtrk.png
こんな感じでFixしてくれました。グリッド間隔は2mmです。さすがは2周波+5種衛星受信。
rtknavi_pos.png
解も安定して求まっているようです。その時の受信状況はこんな感じでした。
rtknavi_recstat.png
(座標値はマスクさせてもらっています)
GPS, GLONASS, Galileo, QZSS, BeiDouをすべて使用しました。色付きのバーはL1の受信電波強度。L2の方は白抜き(L1より低い場合はL1バーの中の白線)です。上の段が当方で受信している状況、下の段は基準局での受信状況です。GPS衛星の受信個数はよろしくありませんが、他の衛星がカバーしてくれたおかげで測位できています。ratioも最高値の999.9までいっています。前にNEO-M8Pで求めた時とほぼ同じ座標値が得られました(差は2cm以内)。

一方、衛星配置が良くない時は全然Fixしてくれません。
rtknavi_gtrk_2.png

rtknavi_pos2.png
これはまだ部分的にFixしているので良い方。

なにはともあれ、自宅の座標値が精密に求められました。気圧・気温の観測データファイルではこれまでは気圧計標高が未確定だったため毎分の計測時に海面更正値は求めていなかったのですが、今回かなり正確な標高が求まったので気圧測定時に同時に海面校正値も求めてファイルに記録するように変更しました。因みにこの測量で得られる高さは楕円体高なので、ジオイド高を引き算して標高を求めています。

基準局データの配信で、ソフトバンクやドコモなどが参入するというニュースも聞きました。センチメートルオーダー精度の位置測定がいつでもどこでも可能になる日も近そうです。
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2019年台風19号

今回の台風19号もつくば市を通っていきました。

今回はマスコミで対策についてうるさく報道されていたので、我が家でも最低限の備えをすることにしました。

10日木曜頃から水などを買い求めに近くのスーパーに行ったりしましたが、すでに水は売り切れ状態でした。ストックとして2Lボトルが2本あったのでそちらの使用は後回しにして、直近用はキャンプ用のウォーター・タンクに水道水を入れて保存することにしました。

太陽光パネルがベランダに設置してあるのですが、これも強風時には最悪飛ばされたりする可能性があります。なのでこれも一時的に取り外すことにしました。その他、物干竿が落ちないように番線で固定したり、乾電池の購入、サブバッテリーの充電などをしました。養生テープで窓ガラスを補強することも考えましたが、それは風の状態を見ながらとしました。

我が家では気圧や気温を継続的に観測していますが、今回の気圧の観測値は下のようになりました。
気圧T19
最低気圧を記録したのは22:21の968.6hPa(海面校正値)でした。23時の台風情報で、中心位置はつくば市付近、中心気圧は965hPaとなっていましたが、23時にはすでに気圧は上昇モードに入っていました。

こちらはハイパス・フィルターを通して細かい気圧の変化を見易くしたもの。
HPF気圧T19
中心が通過したと思われる時刻に大きな変動が記録されました。これほど振幅の大きな短時間変動は初めて見ます。

桜川の流域ではまだ避難指示が出ているようですが、我が家では無被害でした。
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チバニアンを見に行く

なんだか最近風向きが怪しい「チバニアン」の露頭を見てきました。

チバニアンというのは時代に付けられた名前なので、「チバニアンを見に行く」というのは「昭和を見に行く」というのと大差ない使い方で、間違った使い方なのですが、現地の案内などでは「チバニアン→」などの案内図が多々あり・・・

約77万~12万6千年前の地質年代に「チバニアン」という名前を付けようという話が出ておりました。1次審査は通ったようなのですが、とある団体(国内)からクレームがついて、やっと2次審査が再開されたという話を少し前に聞きました。

_DSC6039.jpg
駐車場も完備され、露頭に至る道には案内板も多数立てられています。

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こういう道をてくてくと。

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少し険しくなってきた。

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河原に出たら左に進みます。

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こんな感じの露頭です。

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この階段はいちゃもんを付けている団体が作ったらしいです。これを登ると路頭にサンプルを採集した穴が多数。

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赤の杭は地磁気が逆転している点、黄色は地磁気の向きが不安定な時期、緑は現在と同じ向きの点です。

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ここに「いちゃもん」の内容が書いてあるのですが、

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黄色の杭の下から2番目から上の杭は全部「未測定」で、1.7km離れた場所での測定結果をそのままここにコピーしたというものです。それが本当であれば確かに「捏造」の範疇に入ると言って良いのではないかと思います。同じような高さでサンプルを取得したものは結果が未公表なんだそうで、それがちゃんと出てくれば確実なことが言えるのではないかと思うのですが…

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上記露頭に行く途中の沢にもサンプルを採った跡がありました。

この後、三島ダムにダムカードを貰いに行ったのですが、そこにあった手掘りのトンネル。
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つるはしとか鑿とかで掘ったと思われ。

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このあたりの地層はかなり垂直に近いのですが、それがくっきりトンネルの壁で見ることができます。

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途中横に出る穴がありまして、そこから出てみると・・・

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岩窟を利用した神社が!

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トンネルの出口付近

PB020069.jpg
最奥部。昔はここにも何かあったのかも知れません。

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奥から入り口方向を見る

結局何神社なのかは良く判りませんでした。検索すると八雲神社とか山王神社とか出てくるのですが、八雲神社よりは山王神社の方がしっくりくる気がします。
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石岡測地観測局に行ってきた

石岡市にある国土地理院石岡測地観測局の一般公開があり、それに行ってきました。

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茨城県畜産センターの入り口付近から専用のバスに乗りおよそ数分間で到着です。

2017年につくばにあった34mのパラボラアンテナが取り壊され、新しくこちらにアンテナが設置されました。
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アンテナの口径は13.2m。つくばにあった時よりかなり小型になりました。しかし、観測精度は格段に上がったという事です。つくばの時はかなり地盤が軟弱だったそうで、田に水を張るために地下水をくみ上げたりすると地盤が下がるなどの影響がかなりあったと聞きます。
見学は1段上のテラスまで登れます。パラボラを横向きにしてくれるので、直にパラボラに触ることも出来ました。材質は結構薄かった。

パラボラ旋回の様子。


私の場合、パラボラアンテナと聞いて思い浮かべるのはこれ。
マーカライトファープ2
(c) 東宝 (1957)
東宝映画「地球防衛軍」に登場する「マーカライトファープ」。これが伊福部昭の地球防衛軍マーチに乗って光線を放つシーンは血沸き肉躍るといった感じです。すごいよね、もう映画ができてから61年も経つんですね(もちろん公開時には私は生まれていません)。

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電子基準点「石岡」。観測所の敷地内という事からか、一般にある電子基準点とは若干違って、アンテナの高さも低いです。

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電子基準点付属標

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こちらは予備点だそうです。

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予備点の付属標。132010は国土地理院の情報提供ページには出てこないですね。

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アンテナレドームの中はこんな風になっています。トリンブルのアンテナが使われていました。

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絶対重力計FG5。2×10^-9m/s^2の重力加速度変化を検出できるというすぐれもの。錘(プリズム)を落とした際の自由落下の様子を高精度に測定して重力加速度を求めています。

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計測装置。

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ラコスト重力計(右)とシントレックス重力計(左)。ともに「相対重力計」というもので、重力加速度が基準になる点との相対値で求まります。ラコストは私が学生時代から既に存在しましたからずいぶん息の長い重力計です。

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クイズに答えるとこんなカードが貰えました。

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台風21号

台風21号は23日6時過ぎにつくば市を通過していったようです。

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我が家で最低気圧を記録したのは06:37分。気圧は968.1hPa(海面更正値)でした。気圧の記録を始めてから最低記録更新です。「超大型」の台風という事で、かなり早い段階からどんどん気圧が下がっていきました。そして中心が通り過ぎると一気に上昇してもう1020hPa目前です。

最近はこんなグラフも自動で作成しています。
o20171023.png
気圧の変動にハイパス・フィルターをかけて、短周期の変動を見やすくしたものです。台風の中心が通り過ぎてしばらくはかなりの変動が記録されていました。以前より「雨が降る直前には気圧が上昇する」という現象を見つけていましたが、こうすると更に見易くなりますね。

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プロフィール

夜行虫

Author:夜行虫
夜行虫とは天体撮影等、夜に出歩くのが多いことから名づけました。夜光虫の誤変換ではありません。海に潜ったり温泉浸かったりも趣味です。

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