市街地における干渉信号の検知および抑制能力を有する高信頼GNSS/INS航法
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22K04367
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22050:Civil engineering plan and transportation engineering-related
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
辻井 利昭 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (60344256)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
成岡 優 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (10649073)
藤原 健 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主幹研究開発員 (40358651)
柄澤 孝一 長野工業高等専門学校, 情報エレクトロニクス系, 教授 (80249789)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | GNSS（衛星航法） / アレーアンテナ / スプーフィング / 慣性計測装置（IMU） / マルチパス / ソフトウエア受信機 / 機械学習 / 電波干渉 / 信号識別 / ドローン |
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| Outline of Research at the Start |
近年、宅配や自動農業・建築用ドローン等小型無人機のニーズが陸海空を問わず高まっているが、その移動範囲は都市部が多く、GNSS信号は電波干渉を受け測位精度は大幅に劣化する。また、携帯基地局の電波が干渉源となり衛星信号が障害を受ける事例が報告されており、超情報化社会を迎えるに当たって5G通信インフラ等が衛星測位環境を悪化させることが懸念される。本研究では、GNSSが我々の生活から切り離せない中、悪化しつつある電波環境においてGNSSの利用を維持・発展できるのか、そのための技術課題は何かを明らかにし、課題解決法の研究開発を行い、進展する小型無人機等の市街地における高信頼・高精度航法の実現を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、市街地における高信頼・高精度航法の実現を目指し、（1）アレー型ＧＮＳＳアンテナによる干渉信号の検知およびその抑制技術、（2）機械学習による電波環境把握技術、（3）電波に依らない慣性計測装置（ＩＭＵ）との複合技術、を主として研究する。
キー技術となる（1）アレーアンテナ技術においては、不要波の到来方向推定技術の研究開発・機能実証はＲ４年度に実施できた。不要波抑制のためのヌルステアリング技術については、昨年評価したＤＣＭＰ法に加えてＮＳＰ(Null Space Projection）法を実装し、非同期型および同期型スプーフィング実験により評価し、測位結果が欺瞞されずに実位置を示すことが確認できた。アルゴリズムの有効性は確認できたが、測位誤差の増加がみられるためさらなる改良を目指す。
（2）機械学習については、教師データ作成のためにRHCP/LHCP両円偏波アンテナを使用する手法を開発し、従来のレイトレーシングより簡便・高速に教師データを作成することができた。ただし、移動体については改良を要することが分かった．
（3）GNSS/INS複合航法については、スプーフィング検知のためにまず移動体へのスプーフィング実験環境の構築に注力した。電波法の制約より、ごく狭い範囲でしかスプーフィング実験が実施できず、移動体に対して感度を有するIMUの特性を十分に発揮できる実験環境の構築が困難で、回転台を用いた初期検討を行うにとどまった。次年度は福島ロボットテストフィールドなど実運用環境に近い状態での実験・評価を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究のキー技術である、アレーアンテナによる信号到来方向推定およびヌルステアリング技術を開発し、スプーフィング実験のデータ解析により静止受信機に対してアルゴリズムの有効性を確認できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
アレーアンテナによる信号到来方向推定および不要波抑制技術について、移動体に対するスプーフィング実験を行い、機能・性能の評価・改良を行う。また、IMUとの複合によるスプ－フィング検知・抑制の高度化に取り組む。加えて，マルチパスやNLOS信号の識別技術を改良し，市街地における高信頼・高精度航法の確立を目指す。
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
