032.最近のＧＰＳに対するＩＧＳの寄与
2002年3月


１．はじめに
　最近のＧＰＳ観測の精度は一段と向上し水平位置の決定は３～４ｍｍ，垂直位置は１０～１２ｍｍの精度にも達している。このような精度が可能となったのはいろいろな理由があろうが、ここでは測地基準系確立に果たしている国際ＧＰＳ事業(International GPS Service,IGS)の寄与について説明する。紹介する論文は

R.Ferland:Activities of the International GPS Service(IGS)Reference FrameWorking Group

である。これは2001年9月2日－7日にブタペストで開催された国際測地学協会の学術集会に提出されたもので、このほど完全論文が報告集に収録されて2002年2月にＣＤとして集会参加者に配布されたものの一つである。
２．ＩＧＳの役割
　国際ＧＰＳ事業(ＩＧS)は１９９１年に国際測地学協会の学術事業として設立された｡現在では２８０点に及ぶＧＰＳ観測点を擁し、そのうち約２１５点の位置の成果が公表されている。その役割には

�@解析センター(Analysis Center, AC) による週ごと・観測点ごとの解析結果の公表
�A全地球網にわたる解析センター
　(Global Network Associated Analysis Center, GNAAC)の成果の公表
�B世界地心基準系(international Terrestrial Reference Frame,ITRF)
　確立への参加などがある。

�Bについては更に
�@解析センターＡＣとＩＧＳのＩＴＲＦ解を得るうえでの参加
�AＩＴＲＦの実現化
などがある。現在はＩＴＲＦ２０００の時代だが、この確立に貢献した。ＩＴＲＦ
２０００に貢献したのはＧＰＳ週［0837~1088(96/00/21~00/11/18)］期間の１６７点における位置決定の結果である。ＩＴＲＦの実現とは、ＩＧＳの網平均によって観測点の位置が決定できたことを意味する。これらは、ＧＰＳのユーザーによって広く利用されている。
３．ＩＧＳ
ＩＴＲＦ２０００は、ＶＬＢＩ・ＳＬＲ・ＤＯＲＩＳ・ＧＰＳといった宇宙技術の位置決定解を総合したものである。約２０の解が用意されたが、ＩＧＳの解はその一部をなす。ＧＰＳ週［0837(96/01/21)~0977(98/10/02)］の間は、ＪＰＬ・ＭＩＴ・ＧＮＡＡＣの解が総合解に使われた。ＧＰＳ週［0978(98/10/04)］からは、ＣＯＤＥ・ＥＳＡ・ＧＦＺ・ＪＰＬ・ＮＧＳ・ＮＲＣａｎ・ＳＩＯなどといった七つの解析センターの解が使われた。解析センターについては第１表に示してある。ＧＰＳ週［1013(99/06/06)］からは、ＥＲＰによる一日の長さが含まれ、ＧＰＳ週［0978(98/10/04)］からは地心の位置の情報も含まれている。総合解はＩＧＳの２８０点の座標値とその変化率とを与えている。週ごとの
ＳＩＮＥＸ解を与える観測点は１９９６年に２５点から６０点に達し、今は４０～１３０点である。
ＩＴＲＦ２０００とＩＧＳ解との間の残差ＳＤを第２表に示す。これによると水平位置は１ｍｍ、垂直位置も３ｍｍの精度に収まっている。速度は水平で２ｍｍ／ｙ、垂直で５ｍｍ／ｙの精度に達している。
解析センターごとのある観測点での高さの時系列を見ると、７ｍｍの振幅をもつ年周変化が見られる。これを第１図に示す。東西水平位置にも年周変化がみられる。点によっては、年周変化がないこともある。年周変化は、大気圧の荷重の年周変化によるのではないかと思われる。


第１表　ＩＧＳの解析センター及びＩＧＳ世界網解析センター

IGS Analysis Centers
CODE Center for Orbit Determination in Europe,
AIUB,Switzerland
ESOC European Space Operations Center, ESA,
Germany
GFZ GeoForschungsZentrum,Germany
JPL Jet Propulsion Laboratory, USA
NOAA National Oceanic and Atmospheric
Administration / NGS,USA
NRCan National Resource Canada, Canada
SIO Scripps Institution of oceanography,USA
IGS Global Network Associate Analysis Centers
NCL University of Newcastle-upon-Tyne
MIT Massachusetts Institute of Technology
JPL FLINN Analysis Center Jet Propulsion
Laboratory


第２表　ＩＴＲＦ２０００と比べたＩＧＳ点の偏差（ＳＤ）

Position（mm） Velocity（mm/y）
Latitude 1.1 1.8
Longitude 0.9 2.3
Height 3.1 5.1

４．ＩＧＳのＩＴＲＦ２０００の実現
　ＩＧＳ点５１がＩＴＲＦ９７を実現していた。すなわち、ＩＴＲＦ９７の座標値とその年変化率とを与えていた。提言されたＩＴＲＦ２０００の実現は５５点である。今までも、ＩＴＲＦ９６，ＩＴＲＦ９７，とＳＤは改善されてきたが、ＩＧＳ９７は格段によくなっている。

ＩＧＳのＤＲＡＯ点における週ごとのまた解析機関ごとの
高さの残差（ＳＤ）振幅７ｍｍの年周変化が見られる。

結論　　　　　
ＩＧＳの総合位置の決定解は２８０点を含み、そのうちの２１６点は現在利用できる。１６７点の解が２０００年の秋に、ＩＴＲＦ２０００に含まれるようにＩＥＲＳに送られた。ＩＴＲＦ２０００との結合の残差は水平位置決定で１ｍｍ、垂直位置で３ｍｍの誤差であり、水平位置変化率は２ｍｍ／ｙ、垂直位置変化率で５ｍｍ／ｙの誤差である。ＩＧＳ点ごとの位置決定精度も格段によくなっている。