前方／後方処理

そのため、OXTSは慣性計測とGNSS計測の両方を組み合わせたシステムを開発し、正確で信頼性の高い計測プラットフォームを提供しています。このデュアルテクノロジー・アプローチは、それぞれの技術の長所を生かし、通常ではテストが困難な環境でも測定を継続することを可能にします。

しかし、OXTS RT、Survey+、Inertial+、またはxNAVで測定されたデータに適用され、本当に困難な状況での精度をさらに高めることができる、あまり知られていない第3の技術層があります。これはコンバインド処理またはフォワード/バックワード処理と呼ばれ、ポストプロセスで適用されます。フォワード/バックワード処理がどのように機能するかを理解するには、慣性技術とGNSS技術の長所と短所を認識する必要があります。

これは、車両が長いトンネルを通過する際に各技術によって測定された経路を示す図1に明確に示されている。車両がGNSSブラックアウトゾーン（黒/黄色のストライプ）に入ると、信号は失われる。画像の左から

• 実際の経路赤い線は、障害物を避けるためにハンドルを切ったことを含め、車両が通った経路を示す。これが我々が捕捉したい経路である。
• GNSSのみのパス： 赤い線はGNSS受信機が車が通ったと思っている経路を示している。受信機はトンネルに入るとGNSSロックを失い、トンネルを出た直後に再取得します。点と点をつないで」経路を埋めることは可能だが、急ハンドルを完全に見逃してしまうため、ほとんどのユーザーにとって受け入れられる解決策ではない。
• 慣性だけのパス： 説明のため、画像の最上部から始まるこの経路に誇張された一定のドリフトが適用されている。GNSS補正なしでは、実際の経路と比較して、トンネル入口ですでに位置がずれていることに注目してほしい。この特性は望ましくないが、慣性センサーが車線変更操作のダイナミクスを正確に捉えるという利点がある。
• 慣性+GNSSパス： これがOXTSシステムの見方です。GNSS計測がシステム内でドリフトが発生するのを防ぐため、車両がトンネルに入ると位置が正しくなることに注意することが重要です。これは、GNSS測定によりシステム内でドリフトが発生しないためです。重要なのは、ドリフトが発生しないため、トンネルの入口から旋回操作までの位置精度が向上することです。これは、同じGNSS測位システムであっても、旋回操作の頂点で確認することができます。 大げさ ドリフトは前の例と同様に適用されている。車がトンネルを出てGNSSロックを取得すると、システムの位置精度が再び向上し、蓄積されたドリフトが修正されます。再取得時に正しい位置にスナップバックすることも、このようにスムーズに移行することも可能です。

GNSS補助慣性ソリューションは、トンネルやGNSSの受信状態が悪い場所でも活動を捉えることができるため、明らかに最も望ましい選択ですが、前方/後方処理と併用することで、さらに強化することができます。 GNSS信号が信頼できないデータを生成するために完全にブロックされる必要はないことを覚えておいてください。

先ほどの例では、データは順方向、つまりリアルタイムで受信した順番に考慮された。前方/後方処理は、最初（前方部分）は同じように動作しますが、後処理環境で動作しているため、データを後方にも読み込むオプションがあります。GNSSのみの観点からは、ブラックアウト期間中に新しいことは何も学べないため、後方処理に利点はありません。

慣性航法のみのシステムの場合、ドリフトエラーは別の方法で蓄積されるため、データを逆算することには何らかの利点がある。横風の中を航行する船を想像してほしい。往路はまっすぐ航行するが、コースから外れて目的地の左側に到着する。復路は再び直進するが、今度は母港の右側に吹き飛ばされる。これを知ることで風向きを知ることができ、これは慣性航行のみのシステムにおけるドリフトに似ている。

前方／後方処理を使用して、両端からの慣性データを処理することも同様に機能する。同じ問題に対して2つの異なる解が得られる。これらの解は、システム全体に関する追加情報を生成するために使用することができる。ある既知の場所から別の場所へと航行する船とは異なり、慣性航法のみのシステムは、どこから出発し、どこで終了するのか正確にはわからない。

そのため、OXTSシステムはGNSSの両方を使用している。 そして 慣性テクノロジー する を正確に知ることができる。GNSS信号が失われた地点と再取得された地点が、システムが移動した2つの既知の地点となる。そして、船とは異なり、OXTS INS/GNSSは高精度の慣性センサーを内蔵しており、この2点間のあらゆる動きを捉えることができる。

前方／後方処理は、一方の解を使って他方の解を打ち消すというような単純なものではないが、これが基本的な原理である。図2は図1と同じシーンを上から見たものです。赤丸はGNSS信号が失われた地点と再取得された地点を表し、私たちはその間の領域に興味があります。上から見ていきます：

• フォワード処理された慣性パス： これは、図1で "Inertial+GNSS "と表示されている経路と同じです。これは、OXTSシステムがリアルタイムで受信したデータに基づいて行ったと考える経路を示しており、フォワード処理と同じです。GNSS補正がないと、ドリフト（説明のために誇張されています）がシステムに蓄積され始め、GNSSロックが再び達成されたとき、システムは自分が思っている場所とは全く異なっています。
• 後方処理された慣性パス： リアルタイム環境では、システムは慣性データを使って自分が通った経路を計算する。これが前方処理された経路である。後処理環境では、同じデータを既知の位置から遡ってシステムに供給することができる。この場合、既知の位置とは、トンネルの出口でGNSS測定が再確立された場所である。ポストプロセスのナビゲーション・システムは、データが逆順に供給されていることを知らず、単に与えられた入力測定値に基づいて経路を計算する。しかし、データを逆順に送信する役割を担うアルゴリズムは、計算された経路がGNSS測定が再確立された地点を起点とすべきことを知っており、それを正しい位置に変換する。これは、GNSS補正がない場合にシステムがドリフトすることを止めるものではないが、ドリフトがパスの反対側の端に蓄積されることを意味する。
• 前方/後方のパスを重ね合わせたもの： GNSS信号が途絶えた地点から前方、GNSS測定が再開された地点から後方への経路が計算されると、2つの経路を重ね合わせることができます。このようにして、前方経路（白）と後方経路（黒）からの最良のデータを組み合わせて、車両が実際に通った経路と重ねて見ることができる前方/後方経路（グレー）を形成することができます。

注目すべきは、横方向からの視点と極端な条件下での前方／後方処理の利点のみを強調したことだ。しかし、この処理は3Dフレームワークにも適用され、ピッチ、ロール、ヨーの測定も大幅に改善されます。短時間のGNSS信号ロスの間、前方/後方処理を利用する必要はありませんが、それでも同じようにデータを向上させることができます。

前方/後方処理、またはOXTSの製品・技術について詳しくお知りになりたい場合は、OXTSまで直接お問い合わせいただくか、お近くの販売店までご連絡ください。詳細は弊社ウェブサイトwww.oxts.com。