ブログBLOG タイトル：GNSS(SDR)に関する情報掲載及び情報交換 2021年11月24日 5:08 PM コメント 久保 より: 2022年8月10日 11:22 AM 最後に鈴木先生より去年のIONで発表されたSDRを利用したNLOS信号の判別に関する研究の紹介がありました。実にSDRに適したおもしろい課題で、研究室でも大学院生が試そうとしているところです。参加者の皆様もぜひ何かしらGNSS-SDRの知見をもとに研究開発に役立てていただけると幸いです。写真の通り11時より3コマFPGAの基礎を海老沼先生が担当されています。 返信 久保 より: 2022年8月10日 10:06 AM 念のため、こちらが取得環境です。RTL-SDRをさしてアンテナはAMOです。RTL-SDRはサンプリングが2MBでPCでの処理もスムーズでセミナー用に適していると思います。実際の研究等ではポケットSDRが良いでしょう。 返信 久保 より: 2022年8月10日 9:52 AM 3日目です。最初に鈴木先生のデコード＋擬似距離計算＋測位の説明があり、その後、海老沼先生のFPGAの講義（3コマ）となります。いま昨日のリアルタイム信号追尾処理を再度自分で動かせるか試したところの画面キャプチャです。 返信 久保 より: 2022年8月9日 4:38 PM 今日の最後のほうは航法メッセージのデコードです。私はあまり気にしていなかったですが、実際航法メッセージのビットが少しでも間違っていると衛星位置はおかしくなるので、誤りチェックや訂正は重要ですね。新しい信号はそのあたりが充実されています。その分、実装が大変ですね。 返信 久保 より: 2022年8月9日 3:47 PM 信号追尾が終わり、これからIPデータからの航法メッセージのデコードです。信号追尾の最後にリアルタイムでRTL-SDRの信号を見ましたが、これまで後処理用のファイルを読み込んでいた部分に、RTL-SDR用のリアルタイムのブロックを差し替えるだけですぐに動作します。授業でもこちらを利用したほうがよいですね。 返信 久保 より: 2022年8月9日 12:38 PM zero-padding利用の信号捕捉のsimulink上での結果です。1ms分の相関と両端の残り分の相関がみられるのがわかりやすいです。 返信 久保 より: 2022年8月9日 12:23 PM zero-paddingの意味がわかりやすいのではりつけました。 返信 久保 より: 2022年8月9日 11:50 AM simulinkを利用したコードの相関の確認。私はsimulinkを実践で利用するのははじめてですが、学生が理解しやすいと思うので授業でも利用しようと思います。 返信 久保 より: 2022年8月9日 11:24 AM 6コマ目では、GNSS信号の概要の説明があり、SDR用のデータを取得したときの衛星配置を保存する処理などを行いました。できれば、市販受信機のデータも取得しておくと、比較もできるのでなおよいとのことです。RTL-SDRは個人でも購入できるほど安価なので、GNSS受信機を勉強するには向いています。昨日最後の説明で、bias teeをonにすることが重要ですとの話しがありました。私も知らずでいつも他の市販受信機から供給してました。 返信 久保 より: 2022年8月9日 9:50 AM 今日は９時半より開始しました。昨日の最後はSimulinkでGNSSの信号をスペアナで見るところまででした。スマホのGNSS情報を見ると室内であることもあり、再放射の信号を完全に受信しているようです。スマホの示すC/N0が、市販受信機の信号より高いため、これから学生に調べてもらいます。 返信 久保 より: 2022年8月8日 3:50 PM ５コマ目の鈴木先生の講義です。別件ですが、ION（米国航法学会）のGoogleのスマホの観測値より精度を競うコンテスト、今年も鈴木先生がトップとのことです。 返信 久保 より: 2022年8月8日 3:42 PM 海老沼先生のフロントエンド講義の最後でポケットSDRの動作確認までできました。この３日間受講者でがんばります。添付写真が１秒データをダンプして信号捕捉をした結果です。15名みなさんできています。 返信 久保 より: 2022年8月8日 2:15 PM 私もセミナーに参加しており、前から９列目の場所にubloxの受信機とアンテナを置き、再放射アンテナから受信できているか確認しました。ほんの5m程度先にある基準局の補正情報をスマホで取得し、RTKができていることを確認できました（u-centerの写真）。再放射用の元のアンテナも屋上に設置しており、アンテナはノバテルです。 返信 久保 より: 2022年8月8日 2:05 PM GNSS-SDRセミナーの初日が無事開始されました。15名全員の参加で、写真は最初の海老沼先生の講義風景（GNSSのフロントエンド）です。黒板の左上のほうに白い四角形に見える部分が再放射用アンテナになります。 返信 久保 より: 2022年8月3日 3:59 PM セミナー中にもしデータのやりとりをする場合、SDRでは容量が非常に大きくなりますので、その場合は新しいSSDを2つ準備していますので、それをご利用ください。WiFiはルータを2つ準備しています（パスワード等は黒板に記載）。こちらは速度が遅い（1MB/s程度）ですので、大きな容量には向きませんのでご注意ください。 返信 久保 より: 2022年8月2日 6:13 PM 昨日今日と学生が準備をしてくれています。再放射キット経由と直接でつなげた場合で、SDRで確認すると、2771のI相のみ（5ms、GPS＋QZSS）で再放射キット経由で8機、直接で10機の捕捉でした。単独測位の精度も両方2m程度で問題ないレベルと思います。こちらにある2771はIのみですが、SDRポケットはIQとれますので、さらに捕捉状況良くなります。 返信 尾関友啓 より: 2022年8月2日 4:06 PM 東京海洋大学博士後期課程1年の尾関です。 添付はセミナーで使用する大教室全体と再放射器です。 教室内では最大で50dB-Hz程度のSNRが確保されています。(アンテナの持ち方にもよります) 以下は再放射器と接続されている屋上アンテナの精密位置です。 35.6662643 139.7922689 59.827 返信 kubonobuaki より: 2022年7月26日 4:23 PM セミナーで利用する大教室とアンテナです。アンテナはノバテル703GGGです。ケーブルは20mで減衰が5dB程度のものです。 返信 kubonobuaki より: 2022年7月26日 12:16 PM 今日、セミナーで利用するフロントエンドのポケットSDRが届きました。写真のとおり、USBと同じ大きさ。私は初めて見るため、そのコンパクトさにびっくりでした。高須様、海老沼先生、鈴木先生をはじめ、関係者に大変感謝です。GNSS用のフロントエンドでまともなものは実はなかなか入手が難しくかつ高価なことが学生の取り組みを阻害していた部分もあるかもしれません。ポケットSDRそのものが本課題の大きな成果の1つだと考えます。 返信 尾関友啓 より: 2022年7月22日 1:39 PM 東京海洋大学博士後期課程1年の尾関です。 8月に開催予定のセミナー会場について、簡単に紹介します。 セミナーは東京海洋大学越中島キャンパス第4実験棟5階の大教室で行われる予定です。 以下のURLにあるキャンパスマップの16番が該当の建物となります。 https://www.kaiyodai.ac.jp/overview/announcement/map/echujima.html 最大130人程度座れる教室に、当日は15人前後の受講者で利用するため、密になりにくい環境です。(もちろんエアコン、扇風機も稼働します) 実際のセミナーでは大教室内にいながら本物GNSS信号を受信できるように、大教室内に再放射器を設置しています。(以下のURLにイメージ図) アンテナ屋上に仮設置しており、教室内では天頂方向の衛星で45dB-Hz程度のSNRが確保されていることを確認済みです。(AMOアンテナ＋F9Pの場合) https://drive.google.com/file/d/1Jc8C4iMvSA3iyai9MMyoeC7udiqBr1sH/view?usp=sharing 返信 久保 より: 2022年6月24日 12:07 PM 6月23日を締切としていました第1回セミナーへの申し込みありがとうございました。7月早々には参加者を決定し、開催できればと思います。なお、15回のうち最初の3回分の講義は、Zoom（後で見て頂くことも可能）で7月後半で行う予定です。詳細は今後ご連絡いたします。 返信 kubonobuaki より: 2022年5月2日 9:17 AM Hello, Thank you for a question. We uploaded data and corrected this site. Regards, Kubo 返信 kubonobuaki より: 2022年4月28日 9:37 AM みなさま 以下のサイトに第一著者がKai Borre先生のソフトウエアGNSSの MATLABをC言語に変更したプログラムをIFデータ付きでアップしました。 だいぶ前の測位航法学会セミナーで利用したものを、学生がまとめたものです。 8月に実施予定のセミナーの事前学習などにもご利用ください。 学生が主体となり、説明用PPTの作成と改修を随時進める予定です。 IFデータは、RTL、2771、USRP、TeleOrbitを準備します。 https://www.denshi.e.kaiyodai.ac.jp/kubo/sdr.html 返信 Minh Hoang より: 2022年5月1日 1:20 AM Hello, Could you please check the link for IF data L1 (RTL-SDR) and IF data L5 (TeleOrbit)? The links seem broken. Thank you very much. Best regards, Gia Minh Hoang 返信 久保 より: 2022年1月4日 9:37 AM 鈴木先生、回答ありがとうございます。皆様、本年もよろしくお願いいたします。 返信 川原 より: 2021年12月23日 5:45 PM 以前は回答ありがとうございます GNSS-SDRLIBについて3点ほど質問があります コリレーターの個数を指定する際に”samples”という単位で決定していますが、この”samples”は”chips”とは違うのでしょうか？単位系として同じの場合1chipが何samplesに相当するかも教えていただけるとありがたいです。 また、LOGを取った場合に”logsync_EF1.csv”といったcsvファイルも取れるのですが、そのセルの値は何を示しているのでしょうか？ 最後にLOGの相関値を利用しているのですが、I(0)がプラス値でピークを取っている場合のみを抽出して考察をしています。それ以外のデータ(例えばI(4)がピーク値であるものだったり、そもそも相関値がマイナスだったりするもの)はトラッキングの調整のみで使用してそれ以降の処理の段階では使用しないという認識で大丈夫でしょうか？ 返信 Taro Suzuki より: 2022年1月3日 9:46 PM 返信遅くなり申し訳ありません．3つの質問に順番に回答します． (1) サンプリング間隔で指定しているため，サンプリング周波数によって変わります．例えばサンプリング周波数が20MHzだとしたら，L1CA信号の1chipの中におよそ20点サンプルが含まれることになります．この場合，0.5chipの相関器は10サンプルになります． (2) 詳しくはsdrsync.cを見ていただければと思いますが，疑似距離計算時の各チャンネルの信号受信タイミングのズレなどを出力しています． (3) 相関値がマイナスになるのは航法メッセージによりビットが反転しているためです（相関値のgnuplotの表示では絶対値をとって表示しています）．基本的に正常にトラッキングできていれば常にE-P-L相関器のP（I(0)）が最大（最小）値になりますが，信号レベルが低かったり，信号捕捉直後，マルチパスがあるときなどはピーク値がずれることはあります．その場合は疑似距離にバイアスが発生しているはずです． 返信 川原 より: 2022年1月19日 3:53 PM 返信遅れました それぞれについて返答していただきありがとうございます。 航法メッセージによって相関値がマイナスになりうるということなので解析では絶対値を使用して解析を行いたいと思います。 ありがとうございました。 返信 川原 より: 2021年11月25日 6:13 PM GNSS-SDRLIBで行われているコリレーションについてコリレーション後の相関値の数値データをcsvファイルで取得したく，グラフを描く部分のコードをいじっています．(内容としてはsdrplot.c内のplotxy関数でcsvファイルにxデータとyデータを書き込んでいます．) その際に取得したデータに時刻が欲しいのと，また取得したcsvファイルのGPS番号とRINEXファイルで出てきたGPS番号が異なって取得してしまっているため，どこかまずい点があるのか，また他に最善案が存在する，例えばコリレーションのデータは他の関数から取れることなどあればアドバイスが欲しいです． 返信 kubonobuaki より: 2021年11月29日 9:18 AM 久保です。直接の回答ではないのですが相関値のCSVファイル化であれば後処理でよければオープンソースベース（Kai Borre等の教科書）でCで作ったものがあります。少しプログラムの確認必要ですがどこかにアップしますのでしばらくお待ちください。以降は憶測ですが、GPS時刻は測位に利用しますし必ず定義されているはずです。その時刻と相関処理部の1000msごと（1Hzの場合）の時刻を関連づけすれば大丈夫です。GPS番号も間違いなく相関処理部のある番号と関連づけされていると思います。 返信 小林 より: 2021年11月29日 10:01 AM 海洋大の小林です。 Outputの”LOG”にチェックを入れて相関値csvを出力するのはだめでしょうか？ 返信 Taro Suzuki より: 2021年11月29日 11:46 AM 返信遅くなり申し訳ありません．小林さんの回答と同等ですが，LOGにチェックして実行すると，それぞれの衛星毎に相関値などの出力がCSVファイルで出力されます．それでは不足でしょうか？ 返信 川原 より: 2021年11月29日 3:01 PM 返信ありがとうございます． LOGで衛星ごとの相関値も取れるのですね．ありがとうございます． いままでLOGにチェックマークを入れてこなかったので早速やってみます． その際に不足だと感じたらまた連絡をしたいと思います． 返信 久保 より: 2021年11月25日 5:35 PM 海洋大の久保です。こちらのブログは本プログラムだけでなく、GNSSや特にSDRに関する情報を今後更新していきます。もし関連する質問があるときは、ぜひご利用ください。研究室の学生が情報をアップすることもあると思います。 返信 コメントする コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目ですコメント * 名前 * メール * サイト 次回のコメントで使用するためブラウザーに自分の名前、メールアドレス、サイトを保存する。 Select an image for your comment (GIF, PNG, JPG, JPEG):
最後に鈴木先生より去年のIONで発表されたSDRを利用したNLOS信号の判別に関する研究の紹介がありました。実にSDRに適したおもしろい課題で、研究室でも大学院生が試そうとしているところです。参加者の皆様もぜひ何かしらGNSS-SDRの知見をもとに研究開発に役立てていただけると幸いです。写真の通り11時より3コマFPGAの基礎を海老沼先生が担当されています。
念のため、こちらが取得環境です。RTL-SDRをさしてアンテナはAMOです。RTL-SDRはサンプリングが2MBでPCでの処理もスムーズでセミナー用に適していると思います。実際の研究等ではポケットSDRが良いでしょう。
3日目です。最初に鈴木先生のデコード＋擬似距離計算＋測位の説明があり、その後、海老沼先生のFPGAの講義（3コマ）となります。いま昨日のリアルタイム信号追尾処理を再度自分で動かせるか試したところの画面キャプチャです。
今日の最後のほうは航法メッセージのデコードです。私はあまり気にしていなかったですが、実際航法メッセージのビットが少しでも間違っていると衛星位置はおかしくなるので、誤りチェックや訂正は重要ですね。新しい信号はそのあたりが充実されています。その分、実装が大変ですね。
信号追尾が終わり、これからIPデータからの航法メッセージのデコードです。信号追尾の最後にリアルタイムでRTL-SDRの信号を見ましたが、これまで後処理用のファイルを読み込んでいた部分に、RTL-SDR用のリアルタイムのブロックを差し替えるだけですぐに動作します。授業でもこちらを利用したほうがよいですね。
zero-padding利用の信号捕捉のsimulink上での結果です。1ms分の相関と両端の残り分の相関がみられるのがわかりやすいです。
zero-paddingの意味がわかりやすいのではりつけました。
simulinkを利用したコードの相関の確認。私はsimulinkを実践で利用するのははじめてですが、学生が理解しやすいと思うので授業でも利用しようと思います。
6コマ目では、GNSS信号の概要の説明があり、SDR用のデータを取得したときの衛星配置を保存する処理などを行いました。できれば、市販受信機のデータも取得しておくと、比較もできるのでなおよいとのことです。RTL-SDRは個人でも購入できるほど安価なので、GNSS受信機を勉強するには向いています。昨日最後の説明で、bias teeをonにすることが重要ですとの話しがありました。私も知らずでいつも他の市販受信機から供給してました。
今日は９時半より開始しました。昨日の最後はSimulinkでGNSSの信号をスペアナで見るところまででした。スマホのGNSS情報を見ると室内であることもあり、再放射の信号を完全に受信しているようです。スマホの示すC/N0が、市販受信機の信号より高いため、これから学生に調べてもらいます。
５コマ目の鈴木先生の講義です。別件ですが、ION（米国航法学会）のGoogleのスマホの観測値より精度を競うコンテスト、今年も鈴木先生がトップとのことです。
海老沼先生のフロントエンド講義の最後でポケットSDRの動作確認までできました。この３日間受講者でがんばります。添付写真が１秒データをダンプして信号捕捉をした結果です。15名みなさんできています。
私もセミナーに参加しており、前から９列目の場所にubloxの受信機とアンテナを置き、再放射アンテナから受信できているか確認しました。ほんの5m程度先にある基準局の補正情報をスマホで取得し、RTKができていることを確認できました（u-centerの写真）。再放射用の元のアンテナも屋上に設置しており、アンテナはノバテルです。
GNSS-SDRセミナーの初日が無事開始されました。15名全員の参加で、写真は最初の海老沼先生の講義風景（GNSSのフロントエンド）です。黒板の左上のほうに白い四角形に見える部分が再放射用アンテナになります。
セミナー中にもしデータのやりとりをする場合、SDRでは容量が非常に大きくなりますので、その場合は新しいSSDを2つ準備していますので、それをご利用ください。WiFiはルータを2つ準備しています（パスワード等は黒板に記載）。こちらは速度が遅い（1MB/s程度）ですので、大きな容量には向きませんのでご注意ください。
昨日今日と学生が準備をしてくれています。再放射キット経由と直接でつなげた場合で、SDRで確認すると、2771のI相のみ（5ms、GPS＋QZSS）で再放射キット経由で8機、直接で10機の捕捉でした。単独測位の精度も両方2m程度で問題ないレベルと思います。こちらにある2771はIのみですが、SDRポケットはIQとれますので、さらに捕捉状況良くなります。
東京海洋大学博士後期課程1年の尾関です。
添付はセミナーで使用する大教室全体と再放射器です。
教室内では最大で50dB-Hz程度のSNRが確保されています。(アンテナの持ち方にもよります)
以下は再放射器と接続されている屋上アンテナの精密位置です。
35.6662643
139.7922689
59.827
セミナーで利用する大教室とアンテナです。アンテナはノバテル703GGGです。ケーブルは20mで減衰が5dB程度のものです。
今日、セミナーで利用するフロントエンドのポケットSDRが届きました。写真のとおり、USBと同じ大きさ。私は初めて見るため、そのコンパクトさにびっくりでした。高須様、海老沼先生、鈴木先生をはじめ、関係者に大変感謝です。GNSS用のフロントエンドでまともなものは実はなかなか入手が難しくかつ高価なことが学生の取り組みを阻害していた部分もあるかもしれません。ポケットSDRそのものが本課題の大きな成果の1つだと考えます。
東京海洋大学博士後期課程1年の尾関です。
8月に開催予定のセミナー会場について、簡単に紹介します。
セミナーは東京海洋大学越中島キャンパス第4実験棟5階の大教室で行われる予定です。
以下のURLにあるキャンパスマップの16番が該当の建物となります。
https://www.kaiyodai.ac.jp/overview/announcement/map/echujima.html
最大130人程度座れる教室に、当日は15人前後の受講者で利用するため、密になりにくい環境です。(もちろんエアコン、扇風機も稼働します)
実際のセミナーでは大教室内にいながら本物GNSS信号を受信できるように、大教室内に再放射器を設置しています。(以下のURLにイメージ図)
アンテナ屋上に仮設置しており、教室内では天頂方向の衛星で45dB-Hz程度のSNRが確保されていることを確認済みです。(AMOアンテナ＋F9Pの場合)
https://drive.google.com/file/d/1Jc8C4iMvSA3iyai9MMyoeC7udiqBr1sH/view?usp=sharing
6月23日を締切としていました第1回セミナーへの申し込みありがとうございました。7月早々には参加者を決定し、開催できればと思います。なお、15回のうち最初の3回分の講義は、Zoom（後で見て頂くことも可能）で7月後半で行う予定です。詳細は今後ご連絡いたします。
Hello,
Thank you for a question.
We uploaded data and corrected this site.
Regards,
Kubo
みなさま
以下のサイトに第一著者がKai Borre先生のソフトウエアGNSSの
MATLABをC言語に変更したプログラムをIFデータ付きでアップしました。
だいぶ前の測位航法学会セミナーで利用したものを、学生がまとめたものです。
8月に実施予定のセミナーの事前学習などにもご利用ください。
学生が主体となり、説明用PPTの作成と改修を随時進める予定です。
IFデータは、RTL、2771、USRP、TeleOrbitを準備します。
https://www.denshi.e.kaiyodai.ac.jp/kubo/sdr.html
Hello,
Could you please check the link for IF data L1 (RTL-SDR) and IF data L5 (TeleOrbit)?
The links seem broken.
Thank you very much.
Best regards,
Gia Minh Hoang
鈴木先生、回答ありがとうございます。皆様、本年もよろしくお願いいたします。
以前は回答ありがとうございます
GNSS-SDRLIBについて3点ほど質問があります
コリレーターの個数を指定する際に”samples”という単位で決定していますが、この”samples”は”chips”とは違うのでしょうか？単位系として同じの場合1chipが何samplesに相当するかも教えていただけるとありがたいです。
また、LOGを取った場合に”logsync_EF1.csv”といったcsvファイルも取れるのですが、そのセルの値は何を示しているのでしょうか？
最後にLOGの相関値を利用しているのですが、I(0)がプラス値でピークを取っている場合のみを抽出して考察をしています。それ以外のデータ(例えばI(4)がピーク値であるものだったり、そもそも相関値がマイナスだったりするもの)はトラッキングの調整のみで使用してそれ以降の処理の段階では使用しないという認識で大丈夫でしょうか？
返信遅くなり申し訳ありません．3つの質問に順番に回答します．
(1) サンプリング間隔で指定しているため，サンプリング周波数によって変わります．例えばサンプリング周波数が20MHzだとしたら，L1CA信号の1chipの中におよそ20点サンプルが含まれることになります．この場合，0.5chipの相関器は10サンプルになります．
(2) 詳しくはsdrsync.cを見ていただければと思いますが，疑似距離計算時の各チャンネルの信号受信タイミングのズレなどを出力しています．
(3) 相関値がマイナスになるのは航法メッセージによりビットが反転しているためです（相関値のgnuplotの表示では絶対値をとって表示しています）．基本的に正常にトラッキングできていれば常にE-P-L相関器のP（I(0)）が最大（最小）値になりますが，信号レベルが低かったり，信号捕捉直後，マルチパスがあるときなどはピーク値がずれることはあります．その場合は疑似距離にバイアスが発生しているはずです．
返信遅れました
それぞれについて返答していただきありがとうございます。
航法メッセージによって相関値がマイナスになりうるということなので解析では絶対値を使用して解析を行いたいと思います。
ありがとうございました。
GNSS-SDRLIBで行われているコリレーションについてコリレーション後の相関値の数値データをcsvファイルで取得したく，グラフを描く部分のコードをいじっています．(内容としてはsdrplot.c内のplotxy関数でcsvファイルにxデータとyデータを書き込んでいます．)
その際に取得したデータに時刻が欲しいのと，また取得したcsvファイルのGPS番号とRINEXファイルで出てきたGPS番号が異なって取得してしまっているため，どこかまずい点があるのか，また他に最善案が存在する，例えばコリレーションのデータは他の関数から取れることなどあればアドバイスが欲しいです．
久保です。直接の回答ではないのですが相関値のCSVファイル化であれば後処理でよければオープンソースベース（Kai Borre等の教科書）でCで作ったものがあります。少しプログラムの確認必要ですがどこかにアップしますのでしばらくお待ちください。以降は憶測ですが、GPS時刻は測位に利用しますし必ず定義されているはずです。その時刻と相関処理部の1000msごと（1Hzの場合）の時刻を関連づけすれば大丈夫です。GPS番号も間違いなく相関処理部のある番号と関連づけされていると思います。
海洋大の小林です。
Outputの”LOG”にチェックを入れて相関値csvを出力するのはだめでしょうか？
返信遅くなり申し訳ありません．小林さんの回答と同等ですが，LOGにチェックして実行すると，それぞれの衛星毎に相関値などの出力がCSVファイルで出力されます．それでは不足でしょうか？
返信ありがとうございます．
LOGで衛星ごとの相関値も取れるのですね．ありがとうございます．
いままでLOGにチェックマークを入れてこなかったので早速やってみます．
その際に不足だと感じたらまた連絡をしたいと思います．
海洋大の久保です。こちらのブログは本プログラムだけでなく、GNSSや特にSDRに関する情報を今後更新していきます。もし関連する質問があるときは、ぜひご利用ください。研究室の学生が情報をアップすることもあると思います。