GNSS USBモデム

5G HubのGNSS USBモデムは、デッドレコグニング（DR）とリアルタイムキネティクス（RTK）を備えたGNSSです。これは、GPS、GLONASS、Galileo、BDS、QZSSなど、複数の全地球測位衛星系をサポートするデュアルバンドおよびマルチ衛星GNSSモジュールです。このモデムには、6軸慣性計測ユニット（IMU）が内蔵されています。高度なデッドレコグニングアルゴリズムをサポートし、IMUデータをGNSSデータと融合させることで、GNSSが使えない環境でも継続的なトラッキングソリューションを実現します。また、センチメートルレベルの測位精度を提供するRTK測位エンジンも搭載されています。

GNSS USBは2つのDRモード、車載用デッドレコグニング（ADR）と未処理デッドレコグニング（UDR）をサポートしています。ADRモードでは、GNSSがカバーされていない環境での精度を高めるために、モジュールは車両からの速度データとオンボードの6軸センサに依存します。UDRモードでは速度データは必要ありません。モジュールの電源投入時に速度データが挿入されない場合、ファームウェアは自動的にUDRモードに切り替わります。ADRモードでは、ホイールティックまたは直接車速データ出力（m/s）により車速データを取得します。ホイールティック注入方法には、WHEELTICKピンを介した注入（最大距離増分は1パルスあたり0.05m）と、UARTインターフェースを介した累積ホイールティック注入（最小注入周波数は10Hz、最大距離増分は1パルスあたり0.05m）の2種類があります。直接の車両速度出力はUARTインターフェース経由でのみ注入でき、最小注入周波数は20Hz、注入された速度と実際の速度間の最大誤差は0.1m/sです。

このGNSS USBモデムはDR技術をサポートしています。このモジュールは、衛星データとホイール速度、ジャイロスコープ、加速度センサのデータを組み合わせることで、トンネルや都市の谷間などの信号が弱い環境において、車両の状態（速度、前進方向、垂直方向の変位など）が変化した場合や、衛星信号が部分的または完全にブロックされた場合でも、継続的かつ高精度な測位を実現します。

GNSS DRアルゴリズムは、GNSSと内部ナビゲーションシステム（INS）を融合したソリューションで使用し、継続的な高精度測位を提供します。障害物によりGNSSの可視性が低下した場合、INSは衛星の可視性が改善するまで情報を提供します。この技術により、駐車場、トンネル、都市部の峡谷でも、フルカバーの測位やナビゲーションが可能になります。

下の図は、車が高架道路の下を走行しているときにDR付きGNSSがどのように機能するかを示しています。ここでは、高架道路のためGNSS信号が途切れてしまっています。DR付きGNSSを使用する場合、車の位置は正確ですが、DRなしGNSSを使用する場合は車の位置はずれてしまいます。

GNSS RTKアルゴリズムは、近くの基地局または参照ネットワークからのリアルタイム補正を使用してセンチメートルレベルの精度を実現する差分GNSS技術です。このアルゴリズムは衛星の軌道とクロック誤差、大気中の遅延、マルチパスの影響を修正します。RTKは、基地局とローバーのレシーバ間のこうした誤差の空間相関に依存します。RTKは通常、センチメートルレベルの高い精度を実現します。

下の図は、車が頭上障害物のない環境下で走行しているときにRTK付きGNSSがどのように機能するかを示しています。RTK付きGNSSを使用する場合、車の位置は正確ですが、RTKなしGNSSを使用する場合、その精度はやや低下しています。