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2020年04月21日
マルチGNSS受信機を地盤変位計測に適用 -変位計測システムの活用範囲の拡大効果を狙う -

当社は、株式会社アカサカテック(社長:加瀬太郎)と共同で、マルチGNSS(※1)を、地盤変位計測に適用しました。
当社の変位計測において、従来は、米国GPS信号のみを活用しておりましたが、今回開発したモジュールは、複数衛星システムの信号を利用して位置を測定することで、位置測定の安定性が向上し、使用範囲の拡大が期待できます。また、傾斜計を併設しており、地盤勾配の変化を計測可能としています。

■背景
山間部における斜面工事・のり面造成が伴う道路や構造物等の建設において、のり面の変状把握・崩壊回避の対応として、地盤変位の計測管理を行う必要がある場合があります。
従来の変位計測は、山間部のような環境では、地形によりGPS衛星の信号が遮断されたり、時間帯により受信できるGPS衛星数が不足して、測位衛星システム特有の誤差要因となる場合がありました。マルチGNSSとすることで、特に、大規模なのり面・斜面等の計測の場合、測位衛星システムは、長距離計測や夜間計測が可能であり、天候の影響を受けにくく、有効な方法となります。
ちなみに、当社は傾斜監視クラウドシステムとして「OKIPPA」を提供中ですが、これは、傾斜・位置の概況計測・監視用であるのに対して、本技術はより正確な精度と測定頻度が必要な状況に対応できます。

■技術の概要
本方法は、マルチGNSS受信機を使用することで、GPSに加え、ロシアのGLONASS、日本の準天頂衛星(QZSS)等の信号を選択して受信できるため、衛星の捕捉数や衛星配置に起因する測位衛星システム特有の誤差要因が少なくなり、また位置測定の安定性が向上し、使用範囲の拡大が期待できます。
測位衛星システムによる変位計測において、従来は、落石・小動物の衝突による計測器の移動が変位として計測されることがありました。このような変位に対して、傾斜計の挙動と照合して、実際の地盤変位との区別を推測できるようにしました。
変位および傾斜の計測値は、関係者が一般のブラウザで確認することができます。さらに、計測値が閾値を越えた場合は、メール送信、パトライト点灯等により警報を出せるようになっています。
地盤変位計測は、工事に伴う地盤・のり面の変位、老朽化したのり面・土木構造物の変位、また、豪雨・火山活動等の自然現象に起因する地盤変位の監視等の計測へ適用可能な方法です。

■今後の展開
現在、解析衛星数が増加することに対応した、データ処理環境の構築・最適化等を行っております。データ処理環境の構築後、マルチGNSS受信機を使用して地盤変位計測を行います。また、自然現象に起因する地盤変位の監視計測へも適用する予定です。

構成概要(※2)

※1 GNSS(Global Navigation Satellite System/全球測位衛星システム)
GNSSは、米国のGPS、ロシアのGLONASS、日本の準天頂衛星(QZSS)等の衛星測位システムの総称です。

※2 移動局(測定点)で取得したGNSSの観測データと基地局データを使い、解析計算を行うことで変位をmm単位で測定します。移動局には傾斜計も設置し、地盤勾配の変化の確認ができます。
外観


写真-1 試作機モジュール