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GNSSとIMUの密結合 - なぜ重要なのか？
自動車テストは、試験場から公道へとますます移行しつつある。 robotaxisが密集した都市環境をナビゲートし、OEMやTier 1が都市部や農村部の道路でADASセンサーやシステムを検証する必要があるため、正確な位置特定は公道での自動車テストが直面する最も重要な問題の1つになっている。
オープンスカイの条件下では、センチメートルレベルの精度を達成することは、最新のGNSS受信機にとって非常に簡単です。これは、補正のために基地局などを使用している場合に特に当てはまります。しかし、空が部分的に遮られている場合、正確な位置修正を維持することが難しくなることがあります。建物、木、橋、その他の障害物は、公道でテストする際に問題となる可能性があります。
マルチパス
もう一つの問題は、特に都市部では、衛星信号が建物によって完全に遮断されたり、偏向されたりする傾向があることである。反射された "マルチパス "信号は、擬似距離計算に大きな誤差を生じさせ、報告された位置に誤差をもたらす可能性がある。
これを回避する1つの方法は、単純に多くの衛星を追跡することだ。 最近追加されたBeiDou衛星とGalileo衛星 これらの衛星を追跡できるGNSSレシーバーは、GPSとGLONASSしか追跡できない古いレシーバーに対して大きなアドバンテージがあることを意味する。 もし受信機が4つの衛星を追跡していて、1つが反射信号で利用可能だった場合、受信機はこの悪い信号を利用する必要がある。そのため、不正確な位置を計算する必要がある。あるいは、その信号を破棄し、残りの3つの衛星から全く位置を計算できなくなる可能性もあります。
その代わりに、受信機が1つの反射信号を含む10個の衛星を追跡できたとすると、他の9個の衛星からのデータで十分であり、受信機は10個目の衛星の誤差に気づき、それを破棄することができる。 さらに、マルチパスが問題でない場合でも、空のどの領域でも、より多くの衛星を追尾できるというだけで、空が部分的に遮蔽されている場合に、衛星の最小数（SPSモードでは4個、RTKモードでは6個）の視認性を維持することが非常に容易になります。
別の修正？
これを回避するもうひとつの方法は GNSSとIMUのタイトカップリング. 一旦初期位置が確定されると、IMUを使用して他の有効な衛星解を制約することができる。これにより、可能な限り直接信号のみが使用され、マルチパス信号は破棄されます。
タイト・カップリングはどのように機能するのか？
この仕組みの例として、大きなガラス張りの建物の前を走る車を想像してほしい。
そうすることで、追跡していた衛星信号が直接受信され始め、位置が判明する。 IMUからの推測航法（さらにIMUのドリフトを考慮した多少の誤差）により、車両の「最もありそうな」位置を計算することができる。 その後、信号が建物の片側を経由して受信された場合、この「マルチパス」エラーによって計算された位置は、この最も可能性の高い位置から外れるため、この悪い信号は破棄することができます。
さらに、位置固定を維持するために4つの衛星が必要な場合（RTKを維持するためには最低6つの衛星が必要）、個々の衛星は、IMUのドリフトを低減することができる有用な位置データを提供することができる。 また、橋やトンネルなどの障害物の下を通過した後、RTKロックをより迅速に取得できる「慣性リロック」にも役立ちます。
これら2つの密結合モードをgxとixと呼ぶ。 gx/ixタイト・カップリングは、マルチパスや障害物が多い密集した都市環境では、疎結合のシステムよりも大きな利点がある。
OXTSは最近、gx/ixタイト・カップリングを4つの星座すべてに導入し、可能な限り最高のソリューションを提供することに成功した。 これをテストするため、ロンドン中心部をドライブした。 このドライブには、トンネルや密集した都市の峡谷が含まれていた（下記参照）。
図1：500mの高層ビルに隣接する片側1車線の道路。
図2：同じ片側一車線の道路から見た空。
ドライブ中に収集されたデータは、さまざまなポジションモードで後処理された：
- GNSS受信機が利用可能な衛星から位置を計算する受信機モード（疎結合）
- gx/ix密結合モードで4つの星座すべてを追跡
- レシーバー・モードとGX/IXの両方を組み合わせて使用するミックス・モード。
図3：ガーキンビル付近の断面
ロンドン市内は、ガラス張りの高層ビルに四方を囲まれた片側一車線の道路が密集する都会の峡谷で、4つの星座すべてに追従するINS（下の図3の緑線で示す）でさえ、信頼性の高い位置修正を維持することができませんでした。 図1と図2に示した道路（ガーキンビルの隣）では、疎結合システムはしばしばIMUの推測航法に頼り、マルチパスにより位置が大きくジャンプすることもありました。
ミックスモードで処理した場合（下図の赤線）、この最も困難な区間でも、位置はレーンレベルの精度を維持し、誤差は1メートル未満であることがわかる。 比較すると、レシーバーモードでは平均1.5メートル以上の誤差が計算された（この特定の区間ではさらに悪い）。 クワッドgx/ixタイトカップリングを組み込んだミックスモードでは、両方の長所を生かし、最も困難なエリアでも正確なデータを提供することができます。
OXTS gx/ix™ タイトカップリング技術について詳しくはこちら
どのようにgx/ixを使えば、GNSSの厳しい条件下で測位を改善できますか？
Gx/ixはOXTS NAVsuiteの追加機能としてご利用いただけます。NAVsuiteはOXTSの無償ソフトウェアスイートで、自動車試験エンジニアやサーベイヤーがINSデータの設定、監視、後処理、分析に必要なツールを提供します。最良のデータを作成することができます。
世界中の自動車テストエンジニアが、このフラッグシップモデルを使用しています。 RT3000 INSは正確な位置特定と地上真理の測定に使用され、測量士は サーベイ そして xNAV650 ローカライゼーションとジオリファレンス・アプリケーション用。
OXTSのINSデバイスでgx/ixを有効にすることで、GNSSの条件が難しい場所での位置精度が向上します。
自動車試験や調査プロジェクトで厳しいGNSS環境でも正確な位置が必要ですか？INSとgx/ixのお見積もりのご依頼はこちらから。 見積依頼
