| 研究課題/領域番号 |
16K06550
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
辻井 利昭 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 (60344256)
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| 研究分担者 |
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, 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, 主任研究開発員 (40358651)
清水 悠介 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (60773942)
吉川 栄一 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (70619395)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | GNSS（衛星航法） / INS（慣性航法装置） / アレーアンテナ / マルチパス / ソフトウエア受信機 / 電波干渉 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、劣悪な電波環境において脆弱なＧＮＳＳ航法システムをロバスト化するため、電波によらない慣性航法装置（ＩＮＳ)と複合するとともに、複数アンテナによって衛星の選択／排除機能を備えた航法技術の研究を目的とする。昨年度は、複数アンテナからの信号をハードウエア（コンバイナ）で混合し、市販のＧＮＳＳ受信機に結合することでアレーアンテナの指向性操作が可能なことを確認した。本年度は、
（1）ＧＮＳＳ（ハードウエア）受信機をＲＦフロントエンドに置き換え、取得したデータをソフトウエア受信機で混合して処理した。
（2）３素子アレーアンテナのデータを重み付け処理することにより、ソフトウエアにより指向性操作が可能なことを検証した。
（3）また、アレーアンテナ及びＲＦフロントエンドのハードウエアバイアスを探索法によって推定して適用した結果、指向性を概ね所望の方向に操作できることを確認した。
（4）さらに、マルチパスの多い環境で実験を行い、アレーアンテナにより疑似距離のマルチパス誤差を５０％以上低減出来ることを確認した。
本研究では搬送波位相の利用が目標の一つであるため、センチメートルレベルでハードウエアバイアスを推定することが望まれる。従って来年度は、ハードウエアバイアスを高精度かつ効率的に推定するアルゴリズムの研究を行う。また、アンテナ素子を３個から６個にして指向性をシャープにし、マルチパス誤差低減効果の強化を目指す。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
初年度に、実験機器（ＲＦフロントエンド）の不具合があり、ソフトウエア受信機による研究が進められなかった。本年度は改良型フロントを調達し、ソフトウエア受信機による指向性操作の検証が出来、さらにマルチパス誤差低減効果も確認できたため、遅れを一部挽回できたが全体としての進捗はやや遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究では搬送波位相の利用が目標の一つであるため、センチメートルレベルでハードウエアバイアスを推定することが望まれる。従って来年度は、ハードウエアバイアスを高精度かつ効率的に推定するアルゴリズムの研究を行う。また、バイアスは受信機の電源on/offや温度等の環境条件によって変化すると考えられ、バイアス変動を詳しく調査するとともに、要すればアダプティブな推定アルゴリズムの研究を行う。
さらに、マルチパス誤差低減効果の強化のため、アレーアンテナの素子数を3個から6個に増やし、よりシャープな指向性の実現を目指す。現在の受信処理ソフトウエアは3素子以下のデータしか扱えない等の制約があるため、バイアス推定を含めて大幅な改良を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
初年度にＲＦフロントエンドの不具合があったため、今年度は改良型フロントエンドを調達して研究を進め、進捗遅れを取り戻す計画であった。その結果、疑似距離マルチパスの低減効果を確認するなどの成果は得られたが、当初目標の一つであった搬送波位相の利用は出来ず、予算の全額執行には至らなかった。来年度はアンテナ素子を３個から６個に増やして、バイアス推定や搬送波利用の研究を行う。実証実験の結果が妥当であれば、高精度化を目指してフロントエンドやアンテナの追加調達を行う。
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