1.GPS測量とは

 GPSとは、Global Positioning Syistemの略で、米国国務省が開発した軍事衛星の電波を受信して、地球上のどこでも、経度緯度を測定し、位置等の測量を行う技術です。
 具体的には、カーナビゲーションや携帯電話の位置情報システムなど、身近にも広く使われています。このGPSを測量に使うことで、高速かつ高精度な測量が可能となります。

地球の周りをまわるGPS衛星

地球の周りを周回するGPS衛星

GPS測量概念図

GPS測量概略図

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2.GPS測量の特徴

1. 高精度の測定が可能
スタティック測量を行えば、数ミリの誤差で、1級基準点が測量できます。
また、基線が長くなっても精度が劣化しにくいことが特徴です。
2. 測定点間の視通がなくても大丈夫
上空視界が確保されていれば、測定する点間の見通しは不要です。例えば山やビルなどを挟んで両側に測定点がある基線測定も1時間程度の衛星観測で実施できますので、従来のトータルステーションを用いた観測と比べて、測量作業時間の大幅な短縮、省力化を実現できます。
3. 天候にほとんど左右されない
電波を利用するため、天候には、ほとんど左右されませんので雨や風の日でも安心です。
4. 視通確保の伐採不要
視通確保の伐採がないので経費削減、環境保護にも役だちます。
5. 24時間観測可能
衛星が充分に観測できる場所であれば、1日24時間いつでも観測可能です。
6 GPSの弱点
衛星からの電波を利用するため、電波が届かない水中や地下ではまったく働きません。また上空視界の確保が大切になります。

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3.GPS測量の測定方法

 GPS測量の利用法としては、高精度(数mm)な位置の決定を必要とする測量業務から、数十メートル程度の精度でよいカーナビゲーションのレジャー用まで様々な用途があります。
測定方法には、大きく分けて以下の2つがあります。

単独測位(GPS受信機1台)

  • GPS受信機1台で座標が計算できる。
  • 位置情報の精度は数10m~100m
  • 利用方法 移動中の位置を知る
  • 利用分野 船・飛行機・自動車・人

相対測位(2台以上のGPS受信機)

  • GPS受信機を2台以上(複数)利用して同時に観測を行うことにより、単独測位では得られない高精度な結果を求めることが出来きます。
  • 結果がその場で得られるか(リアルタイム)あるいは観測後に何らかの計算によって得られる。

さらに相対測位は、以下の2つに分けられます。

DGPS測位(デファレンシャルGPS)

  • 位置情報の精度 数m~100m
  • 測位時間 1秒~1分
  • 精度が低い為、普通の測量には使われない。
  • 船舶、航空機の位置測定・カーナビゲーション等に利用

干渉測位

  • 複数地点で受信機を同時に観測して衛星からの電波到達の差(位相差)を解析することによって受信機関の距離を求める方法です。
    高精度な結果を求めることが可能なので、測量等で用いられる。

干渉測位の方法は大別すると4種類あります。以下に、相対測位方法の分類表を示します    

分類 測定方法 詳細分類 測定精度 測定時間 測定結果 測定条件
DGPS DGPS   数m~100m 1秒~1分 後処理又は
リアルタイム
・最低4衛星
・テレメータ必要
干渉測位 スタティック
(静的干渉測位)
スタテック 数mm 約60分 後処理 ・最低4衛星
・後処理を伴う
短縮スタティック 数mm 約20分 後処理 ・最低5衛星
・後処理を伴う
キネマティック
(動的干渉測位)
キネマテック 数cm 1秒~1分 後処理 ・最低5衛星
・後処理を伴う
RTK-GPS 数cm 1秒~1分 リアルタイム ・最低5衛星
・テレメータ必要

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4.GPS測量機の種類

測量業務で使用される受信機には、1級GPS、2級GPSの2種類があります。  

1級GPS測量機:2周波数測量機      
GPS衛星から発信されている搬送波 L1帯、L2帯を受信できます。   
2級GPS測量機:1周波数測量機      
GPS衛星から発信されている搬送波L1帯のみ受信できます。  

 2周波を受信できる利点は、地表とGPS衛星との間にある電離層の影響を、それぞれ屈折率が異なるL1帯、L2帯の電波を受信することにより、 補正できることです。短距離においては、電離層補正の本質的問題点の為かえって精度低下の原因となりますので、10km未満では1周波で測量を行います。


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5.当社での利用法

当社では、GPS測量機を以下の用途に使用しています。

  • 1級基準点~4級基準点測量
  • 地籍調査図根三角点測量
  • 短縮スタティック測量及びVRS-RTK測量

●短縮スタティック測位とは

 5個以上のGPS衛星の電波を受信し、測定点と既知点にGPS受信機を固定して連続観測を行う方式です。

短縮スタティック測量方式例の図

長所は、観測精度が良い。スタテック測量に比べたら観測時間が短い。
短所は、観測時間が長い。

電子基準点とは

 国土地理院が日本全国に千数百点設置・運用しているGPS電波の連続観測点です。
ここから得られる観測情報を利用することにより、測量データの誤差を補正し高精度な位置情報を取得できる仕組みです。

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VRSとは

 Virtual Reference Stationの略称で、仮想基準点方式と呼ばれ、複数(3局以上)の電子基準点の観測データから測量現場のすぐそばに、あたかも基準点があるかのような状態をつくり出す技術です。この仮想基準局を利用して、電子基準局と観測点間の距離に関係なく、短距離基線のRTK-GPS測量と同等の測位精度を得ることができる測量方式です。

長所は、
  • 観測時間が短い
  • 距離を気にせず観測可能
  • 機材・ソフトを大幅に削減
  • 既知点に設置不要
短所は、
  • 基準点測量では、3~4級基準点測量に適用・1~2級基準点には適用できない
  • 精度的に不十分である(±2~4cmの誤差)
  • データ配信契約と通信費が必要である

RTKとは

 リアルタイムキネマティック法の略称。
 キネマティック法では既知の位置に置かれた受信機を固定化して、もう一方の受信機で移動しながら各観測位置を測位していくことからキネマティック=動的と呼ばれています。RTKでは既知点からのデータを、携帯電話や無線などで新点の受信機に送信し、文字どおりリアルタイムにその位置を求めることが出来ます。スタティック法が60分以上観測するのに対して、1分程度で観測が可能です。

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・当社では、以下の1級GPS測量機4台を所有しております。

GPS測量機5800

2台保有

GPS測量機

2台保有

GPS測量機 GPS測量機

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