位置を正確に測定することに関しては、それぞれの方法に異なる長所と短所があります。そのため、OxTSでは、大きな成功を収めている当社のシステムの中で慣性測定とGNSS測定の両方を組み合わせ、正確で信頼性の高い測定プラットフォームを構築しています。このデュアルテクノロジーのアプローチは、それぞれのテクノロジーの個々の強みを活かし、通常であれば試験が困難な環境でも測定を継続して行うことを可能にします。

ですが、OxTS RT、Survey 、Inertial 、またはxNAVで測定されたデータに適用することができ、実に困難な状況での精度をさらに向上させることができる3つめの技術があります。これは複合処理また前後方向処理と呼ばれるもので、後処理の間に適用されます。前後方向処理がどのように機能するかを理解するためには、慣性技術とGNSS技術の長所と短所を認識する必要があり、それらを組み合わせるとなぜ強力なソリューションを生み出すことができるのかを理解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で計測された経路を示した図1に明確に示されています。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、信号は失われます。画像の左から：

図1. 異なる技術で測定されたトンネル内の経路

• 実際の経路：赤線は、障害物を避けるための旋回を含め、車両が走った経路を示しています。これがキャプチャしたい経路です。
• GNSSのみの経路： 赤線は、GNSS受信機が車両が通ったと考える経路を示しています。受信機は車両がトンネルに入るとGNSSロックを失い、トンネルを出るとすぐに再びGNSSロックを取得します。「点と点をつなぎ合わせ」て経路の穴を埋めることは可能ですが、障害物を避けるための旋回が完全に欠けているため、ほとんどのユーザーには受け入れられません。
• 慣性のみの経路： 説明上の目的で、この経路には画像の最上部から誇張された一定のドリフトが適用されています。GNSS補正なしでは、実際の経路と比較して、トンネルの入口ですでに位置がずれていることに注目してください。この特性は望ましいものではないものの、慣性センサは車線変更操作のダイナミクスを正確に捉えることができますが、ドリフトが蓄積されているため位置を正確に把握することができないという利点があります。
• 慣性 GNSS経路：これはOxTSシステムがどのように物事を見ているかを示しています。GNSS測定により、ドリフトがシステム内で発生するのを防ぐことができるため、車両がトンネルに入った時点で位置が正確になっていることに注目してください。重要なことに、これにより、蓄積されたドリフト少ないため、トンネル入口から旋回操作に至るまでの位置精度が向上します。これは、前の例と同じ 誇張された ドリフトが適用されているにもかかわらず、旋回の頂点で確認できます。車がトンネルを出てGNSSロックが取得されると、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。ユニットが再取得時に正しい位置にスナップバックしたり、ここで示されているようにスムーズに移行することも可能です。

トンネル内やGNSSの受信状況が悪い地域での活動をキャプチャすることができるため、GNSS支援慣性ソリューションが最も望ましい選択肢であることは明らかですが、前後方向処理と組み合わせて使用することで、さらに向上させることができます。 GNSS信号が完全に遮断されていなくても、信頼性の低いデータが生成されることがあるということを覚えておいてください。

前の例では、データは前方向、つまりリアルタイムで受信した順番で考慮されていました。前後方向処理は、最初は同じように動作しますが（前方向）、後処理環境で動作しているため、データを後方向に読み出すオプションもあります。GNSSのみの場合、ブラックアウト期間中は何も新しいことを学ぶことができないため、後方処理には何のメリットもありません。

慣性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、データを後方向に実行することにはいくつかの利点があります。横風の中を航行する船を想像してみてください。往路ではまっすぐ航行していますが、風に吹き飛ばされて航路から外れてしまい、目的地の左側に到着します。復路では再びまっすぐに航海しますが、今度は母港の右側に吹き飛ばされます。これを知ることで風向きを知ることができますが、これは慣性のみのシステムでのドリフトに似ています。

慣性データを末端から前後方向処理を使って処理することは、似たような方法で動作します。移動が1度行われただけであっても、同じ問題に対して2つの異なる解決策を提供します。これらの解決策は、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ます。既知の場所から別の場所へと航行する船とは異なり、慣性のみのシステムは、どこから出発してどこに到着するのかを正確に把握していません。

これが、OxTSシステムにGNSSと慣性技術の両方が使用されている理由で、これらの技術はそれらがどこに位置しているのかを正確に把握しています。GNSS信号が失われたポイントと再取得されたポイントが、システムが移動した2つの既知のポイントになります。そして、船とは異なり、OxTSのINS/GNSSには、これら2つのポイント間で行われたすべての動きをキャプチャするための高精度慣性センサが内蔵されています。

図2.さまざまな処理技術を用いて計算されたトンネル内の経路

前後方向処理は、一方の解決策を使用して他方の解決策を打ち消すといった単純なものではありませんが、これが基本的な原理です。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信号が失われたポイントと再取得されたポイントを示しており、私たちが興味を持っているのはその間の領域です。上から下に向かって：

• 前方向処理された慣性経路： これは、図 1 の「慣性 GNSS」と表示された経路と同じものです。これは、リアルタイムで受信したデータに基づいてOxTSシステムが考えた経路を示しており、これは前方向処理と同じです。GNSS補正がないということは、システム内にドリフト（説明のために誇張されています）がシステム内に蓄積され始め、GNSSロックが再び達成されたときには、システムは自分が考えている場所には全く到達していないことを意味しています。
• 後方向処理された慣性経路：リアルタイム環境では、システムは慣性データを使用して、それが取った経路を計算します。これが前方向処理された経路です。後処理環境では、同じデータを既知の位置から後方向にシステムに供給することができます。この場合、既知の場所とは、トンネルの出口でGNSS測定が再確立された場所です。後処理のナビゲーションシステムは、データが逆の順番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します。しかし、データを逆順に送信するアルゴリズムは、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るべきであることを知っており、それを正しい位置に変換します。これは、GNSS補正がない場合にシステムがドリフトするのを阻止することはできませんが、ドリフトが経路の反対側の端に蓄積されることを意味します。
• 前後方向経路の重ね合わせ: GNSS信号が失われた地点から前方向への経路が計算され、GNSS測定が再確立された地点から後方向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、前方向の経路（白）と後方向の経路（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合わせて見ることができる、前後方向の経路（グレー）を形成することができます。

ここでは、横方向から見た場合や極端な条件下での前後方向処理の利点のみを強調しましたが、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、ヨー測定においても大幅な改善をもたらします。短期間のGNSS信号損失の間は前後方向処理を利用する必要はありませんが、同様の方法でデータを向上させることができます。

前後方向処理、またはOxTSの製品や技術の詳細については、OxTSに直接お問い合わせいただくか、最寄りの販売店にお問い合わせください。詳細については、当社のウェブサイト www.oxts.com をご覧ください。