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GNSSの概要

GNSSとは「Global Navigation Satellite System」の略で日本語では「全世界測位システム」と呼ばれ、自分がどこに居るのかを知ることができるシステムです。最近ではスマホでGNSS測量が可能なアプリも登場しており、これからも各方面で普及されると予想されています。

スマートフォンやカーナビでの位置情報の取得において、一般的に知られているのが人工衛星を用いた「GPS」ですが、GPSは人工衛星の総称ではありません。

GPSとはアメリカが管理する人工衛星のことで、測量に使用される人工衛星には日本には通称「みちびき」と呼ばれている「QZSS」、ロシアには「GLONASS」、EUには「Galileo」、インドでは「IRNSS」、そして中国には「BeiDou」があり、これらの人工衛星の総称を「GNSS」と呼んでいます。

測位方法

GNSSでは、4基の測位衛星から電波を受け取り、4つの距離が1つに交わる地点を計算して、自分の位置を割り出します。

距離を割り出す計算式はそれほど複雑ではありません。基本的には電波の通信速度と電波の到達にかかった時間をかけ、自分の地点までの距離を求めます。

測位の種類

GNSS測量の測位手法は多岐に渡りますが、代表的なのが「単独測位」と「相対測位」です。ここでは、この2つを含めて6つの手法をご紹介します。

・単独測位

衛星から送信される位置や時刻の情報を１台の受信機で受信し、受信機に達するまでの時間を測って距離を計算する方法です。精度はそれほど高くなく、10～20mの誤差があるため、船舶や飛行機、カーナビ等に活用されています。

・DGPS測位

ディファレンシャルGPS（Differential GPS）の略で、両点で単独測位を行い、基準局で観測された座標値に生じる差を求め、観測点に送信する方法です。誤差は50㎝～5mと幅が見られます。

・相対測位

4基以上の衛星から発せられる信号を2台以上の受信機によって受信し、その信号を基に受診地点の相対的な位置を観測する方法です。測量には分解能の高い電波を使用しているため1㎝～5mと誤差が少なくなります。

・RTK－GNSS測位

基準点と観測点の2つのポイントで観測する方法です。観測点の受信機は受信したデータと基準点から送られてきたデータをリアルタイムに分析し、観測点の相対位置を観測します。

基準点は必要ですが、その分誤差も1㎝～5㎝程度と高精度な計測が可能です。デジタル簡易無線機を利用する測位方式もRTK－GNSSに分類されます。

・ネットワーク型RTK－GNSS（VRS方式）

基準点を使用せずに、国土地理院が設置している全国約1,300地点にある「電子基準点」を用いて仮想基準点を用いて観測する方法で、誤差も3㎝～5㎝と高精度なのが特徴です。

データ通信には携帯電話やWi-Fiを使用してインターネットに接続して受信し、無線を使用しません。そのため、無線免許や総務省への届出も不要です。また、レンタルしたGNSS測量機でも測量できます。

・スタティック法

複数の観測点に測量機を設置して長時間（30分～120分）の観測を行う方法です。観測時間はかかりますが誤差も数㎜と非常に高精度な測量が行えます。こちらも無線免許や総務省への届出の必要がありません。近くに基準点がない場合等の従来の基準点測量が難しい場合に最適です。