9Axis ユニット（9軸センサー）とは
Quad SATには高性能９軸センサーが搭載されています。これにより安定船首方位検出を可能にします。それでは各センサーの働きをご説明します。
３軸ジャイロセンサー
機能：ジャイロセンサーは角速度（回転速度）を検出するセンサーです。これをX,Y,Z軸の３軸に搭載しています。
働き：風 波等の外部からの影響で急に姿勢を乱された時に船首方位を自動補正します。また、ジャイロデーターを積分処理する事により船体の角度や方向をロックする事ができます。
３軸加速度センサー（Gセンサー）
機能：加速度を検出するセンサーです。地上では常に下向きに重力加速度が働いています。他２軸（X、Y方向）の移動時の加速度を検出します。
働き；船体の傾きの検出、水平の検出。停船時の船首方位線が波の上下動でふらつくドリフトの防止を制御します。
３軸地磁気センサー（電子コンパス）
機能：地磁気を検出して絶対方向を検出します。船体が傾いても正確に方位を検出できる３軸の地磁気センサーを搭載しています。
QZSS DGPS搭載によって地磁気偏差を座標値から読み出してリアルタイム補正しています。
働き：このセンサーと他のセンサーデーターとの高精度演算により統合制御を可能にします。
Quad SATのQZSSとは
QUAD SATはQZSSに対応しています。QZSSについて説明します
準天頂衛星Qzssシステムは2018年度から4機体制で運用されます。これによりGPSの精度 利用可能性が大きく向上します。
QZSSの出す信号の受信状態に応じて精度は変わります
QZSS（L1-SAIF信号）システムは1m以下サブメーター級の高精度測位です。
QZSS（L6信号）システムは運用開始で10cmの精度です。
QZSS（L6信号）システム完全運用平成35年にはQZSSの精度は6cmになります。
現行Quad SATはQZSS L1C/A補完信号（L1-SAIF信号）受信に対応していますが測位補強データ（L6信号）は受信できません。
Quad SATはQZSS L1C/A補完信号に対応
QZSS L1C/A補完信号により谷間や崖下などの精度が劣化したりGPS受信ができない場所でも受信が可能になります
日本のほぼ天頂（真上）を通る準天頂衛星は、常に1機は日本の上空にいます。つまり、準天頂衛星から送信されるGPS互換の“補完信号”を利用することで、これまで必要なGPS衛星数を確保できなかった場所や時間帯でも測位できるようになります。
Qzss GPS補完情報受信対応で測位可能時間率90％（GPSのみ）から99.8％に向上
準天頂衛星Qzssシステムは日本を中心としたアジアオセアニア地域で受けられるサービスのため、これを使用するための仕様変更が必要です。
QUAD SATは日本での使用を前提にした仕様変更がされており、Qzss GPS補完に対応しています。
準天頂衛星Qzss GPS補完情報を加えることによって見える時間率が一気に高くなります。実際に90〜100%見える青い部分が増えます。このように、GPSを補完し、測位可能時間率を向上させるのが、準天頂衛星の大きな目的の1つです。
図：GPSのみ（左）と準天頂衛星を加えたとき（右）の4機以上から受信可能な時間率
（東京銀座地区3Dシミュレーション）
Jaxa ホームページより引用
「みちびき」によるGPS補完(*)で、どのくらい便利になるの？
Quad SATは補強情報受信 L1S信号受信で測位精度(95%)は水平１m以内 垂直２m以内
Quad SATはサブメータ級測位補強信号（L1S）（L1-SAIF信号）を受信しています。
サブメータ級測位補強信号（L1S）にて、準天頂衛星システム(QZS)、およびGPSのL1C/A 信号を補強することにより、日本とその近傍で測位精度を向上させることができます。
準天頂衛星Qzssシステムが2018年度から4機体制で運用された後には、DGPS補正 軌道時刻予報(LTE) 災危通報を受信できその測位精度(95%)は水平１m以内 垂直２m以内に向上します。
Quad SATはQZSS測位補強データ（L6信号）受信対応予定
Quad SATは別売測位補強データ（L6信号）受信モジュールを追加してセンチメータ級測位補強サービス対応を行う予定です。
この時点でQuad SATの精度は6cmになります。
マルチGNSSシステム
Quad SATはカーナビのテクノロジーと経験を使って設計されています
GPS、GLONASS BEIDOUを含む複数のGNSSシステム利用可能
QZSS補強信号なしの誤差も2m以内と従来を大きく上回る高精度を実現しています。
10HZデータ更新
Quad SATは1秒間に10回 10HZの座標データー更新します
現在1秒間に1回しか更新していない座標信号が1秒間に10回座標／進行方位更新の最新のDGPSになります。時速3.6kmまで10cmの誤差で記録可能です
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50CHマルチGPSシステムレシーバー
GPS、GLONASS、Galileo¹QZSS¹ Beidouを含む複数の全地球的航法衛星システムを追跡することが可能。この中から最も受信状態のいい衛星をえらび最大50CHのGPSから座標計算を行います
100万通りの相関計算をおこなうことでQZSS補強信号なしの誤差も2m以内と従来を大きく上回る高精度を実現しています
※GPSを定点に設置して測位したとしても測距誤差（大気、電離層、受信環境などさまざまな要因があり）測位の位置点は散らばります。
これらの散らばりの点の平均位置までの距離を二乗平均して平方根をとったものがDRMS。
平均値の2倍 2DRMSが位置精度の誤差の目安とされています。
QZSSを導入するための必須条件
QZSS補完信号対応アンテナを使用すること
そもそもQZSSのL1C/A補完信号を受信できるアンテナでなければQZSSサービスの恩恵は受けられません
Quad SATはQZSS L1C/A補完信号に対応しておりマルチGNSSと組み合わせて
QZSS 補強信号なしの誤差も2m以内と従来を大きく上回る高精度を実現しています.
Quad SATはQZSS測位補強データ（L1-SAIF信号）受信対応
Quad SATは測位補強データ（L1-SAIF信号）受信してサブメータ級測位補強サービス対応を行えます。
この時点でQuad SATの精度は1m以下になります。
Quad SATはQZSS測位補強データ（L6信号）受信対応予定
Quad SATは別売測位補強データ（L6信号）受信モジュールを追加してセンチメータ級測位補強サービス対応を行う予定です。
この時点でQuad SATの精度は6cmになります。
QZSSの高精度測位データを計算表示できるプロッターであること
QZSSが完全運用されると現在のプロッターでは座標記録精度を10倍に上げる必要があります
例：現在殆どのプロッターの座標値はE135度☓☓.●●●分という表記です。
0.●●●分という表記は最小解像度は1/1000分（185cm）で表示されていることを意味します。
つまり185cmより小さい範囲の記録はできないことを意味します。
秒表示の場合では、現行のプロッターが1/10秒（最小解像度308cm）を採用していることから1/1000秒（最小解像度3cm）が計算（従来の100倍の計算） 表示可能な機器へと買い替える必要性が生じることを意味します。
QZSS完全運用開始後は精度は理論上最高6cmまで向上します。
QZSS運用開始後に必要な最小解像度は1/10000分（18.5cm） 0.●●●●分 つまり分表示が小数点以下4桁がないGPSプロッターではQZSSの高精度測位をしても記録できないことになります。
分表示で小数点以下4桁はGARMIN GPSMAP/AQUAMAP/ECHOMAPシリーズは対応済みです
高速データ更新ができるプロッターであること
現在多くのGPSプロッターはGPS情報更新速度が1秒に1回でしかありません。
これではQZSSの高精度測位を実質的には使用できません。
QZSS運用開始でGPS精度は一気に１ｍの誤差になります。
GPS情報更新速度が1秒に1回の場合 秒速1mの移動速度ではじめて1mの誤差になります。
秒速1mの移動速度は時速に変換すると3.6km つまり時速3.6km以下でないと1m以下の精度は実現できないことを意味します。
実際のアイドリング航行で時速3.6km以下で航行は有りえません。
Quad SATは1秒間に10回 10HZの座標データー更新します
秒速10mの場合1秒間に10回データ更新し10m÷10回＝1m間隔で座標を取得します。
秒速10mの移動速度は時速に変換すると36km つまり時速３６ｋｍ以下であれば1m以下の精度が実現できること意味します。
実際の釣行で時速36km以下で航行探査記録は十分可能です。
QZSS運用開始後には最低1秒間に5回以上のデータ更新が可能なGPS受信回路の処理速度が必要です。これはGARMIN GPSMAP/GPSMAP Plus/AQUAMAP/ECHOMAP/ECHOMAP Plusシリーズは対応済みです
QZSS受信状態を表示できるソフトウエアーが搭載されたプロッターであること
現在多くのGPSプロッターはGPS情報に数種類のGNSS信号を使用しています。
| GNSSとは |
| GNSS(Global Navigation Satellite System / 全球測位衛星システム)は、GPS（米国開発：全世界カバー）、GLONASS（ロシア開発：全世界カバー）、BeiDou（中国開発：2020年全世界カバー）Galileo（EU開発：全世界カバー）、準天頂衛星QZSS（日本開発：アジア・オセアニアカバー、）アジア・オセアニア、NavIC（インド開発：インドカバー等の衛星測位システムの総称です。 |
GPSプロッターのソフトウエアはどのGNSSを使用するかを精度 受信安定度 開発の進捗によって使い分けています。
ハードでは各種GNSSに対応していてもソフトウエアでは対応していないモデルがあります
Quad SATはサブメータ級測位補強信号をもとに座標計算をして、そのときに使用したGNSS情報をGPS座標プロッターに送っています。精度はすでにサブメータ級測位補強信号をもと計算されているので高くなっていますが、QZSSの信号を座標計算に入れないソフトウエアを搭載している機器ではQZSSがスカイビューに表示できません。
QZSSのスカイビュー表示 は２０１９年1月１日時点でGARMIN GPSMAP/GPSMAP Plus/AQUAMAP/ECHOMAP/ECHOMAP Plusシリーズは対応していません。
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※GPSを定点に設置して測位したとしても測距誤差（大気、電離層、受信環境などさまざまな要因があり）測位の位置点は散らばります。
これらの散らばりの点の平均位置までの距離を二乗平均して平方根をとったものがDRMS。
平均値の2倍 2DRMSが位置精度の誤差の目安とされています。
その他
NMEA0183（VER2.0）高速(38400BPS）入力可能な機器なら全て接続可能です
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ホットスタートと補助スタートのための最初の修正時間が1秒未満
-160dBmのSuperSense®捕捉およびトラッキング感度
KickStart機能を搭載してモジュールの信号の起動を高速化
妨害 乱反射に対する高い耐性、高度な妨害抑圧機構、イノベーションRFアーキテクチャを採用しています
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※QZSS 運用開始
http://www.sankei.com/politics/news/161231/plt1612310009-n1.html
※QZSS 準天頂衛星システム
日本版ＧＰＳ（衛星利用測位システム）として、日本のほぼ真上（準天頂）を周回する準天頂衛星と静止衛星の計７基で構成し、平成３５年度の完成を目指す。電波が高層ビルや山岳などに妨害されにくく、測位精度も現在の誤差５〜１０メートル程度から最高で誤差６センチ程度まで大幅に向上する。測位データを利用するには、システムに対応した製品が必要となる。
ヘディングセンサーや外部アンテを選ぶ場合の留意点
静止状態で船首方向が確認できる高速磁気ヘディングセンサー
GPSの船首方位は、進行方向の2点間から船首向きをを計算して表示しています。船舶が停止状態では、正しい船首を示すことが出来ません。Quad SATは衛星情報と磁気によって1秒間に10回方位データ更新する10HZヘディングセンサーです、停船状態でも正確な船首を素早く表示します。ボートが潮や風で流された場合、ヘディングセンサーで船首方向、GPSから得た自船の位置情報から流される方向を示します。流し釣りに欠かせないアイテムです。このヘディングセンサーは設置場所 使用法によって要求性能が変わります。選定の留意点をご説明します。
NMEA2000よりもNMEA0183で運用したほうが便利
GARMIN GPSMAP/AQUAMAPを複数台マリンイーサネットワーク運用する場合
ヘディングセンサーや外部GPSアンテナはNMEA0183で運用したほうが便利です
1台のNMEA0183ポートにヘディングセンサーや外部GPS入力した場合は
全ネットワークでイーサネット経由でヘディングセンサーや外部GPSを共有できます。NMEA2000でヘディングセンサーや外部GPS入力する場合は全てのディスプレイのNMEA2000端子にケーブルを配線する必要があり、コストも手間もかかります。
新型Quad SATはコストも安い
ヘディングセンサーHD-10DI+外部アンテナQZS-50S 2つの合計価格は43000円+消費税です。
新型Quad SATは HD-10DI+外部アンテナQZS-50Sの性能に加えて電子ジャイロと磁気偏差自動補正機能 強化32V電源が含まれて
40000円＋消費税
NMEA2000ネットワークスターターキットが要らない分の価格は抑えられて導入しやすくなります。
さらなる高性能
POINT-1やHD-10のヘディングセンサーは磁気コンパスタイプです
このタイプは水平に設置してはじめて正確に動作します。船が揺れている状態では地図オーバーレイしたレーダー画面や地図画面は
常に揺れていました。今回9軸センサーで補正するQuad SATヘディングセンサーを発売しました。10hzの高速ヘディングを船の傾きや揺れを補正して出力します。地磁気偏差も自動補正してQZSS マルチGNSSで精度1.1mを実現しています。
安定して正確なヘディングとGPS精度を得られる次世代高性能GPSヘディングジャイロセンサーです
注意：磁気の影響
外部GPSアンテナはGPS精度サブメーター時代が到来すると振動子の真上に設置することが必須になります。
外部アンテナとしてQuad SATは便利ですが問題が起きることがあります。
アンテナを設置する場所は振動子の近くのエレキやエンジンやパワーポールの近くに設置する必要がありました。Quad SATはヘディングセンサーと磁気コンパスとGPSが一緒になっているので、エレキやエンジンやパワーポールの近くは磁気を発生させてQuad SATを誤作動させるケースが有ります。
このような場合には根本解決作としてヘディングセンサーとGPSアンテナを別々の場所に設置する必要があります。
ヘディングセンサーHD-10DIもしくはQuad SATと外部アンテナQZS-50Sを別々に設置してください。これでヘディングセンサーは磁気の影響を受けない場所に設置して外部GPSアンテナのみ振動子の真上に設置できQZSSのサブメーター精度を十分に発揮できます
注意：ECHOMAPCHIRP SV2台設置の場合
この場合2台でポイント共有を行うのがNMEA0183になります。NMEA0183に外部アンテナQZS-50SやHD-10DIを接続するとポイント共有ができなくなります。
ポイント共有はNMEA0183
外部アンテナ/ヘディングセンサーはNMEA2000対応機器を使用する必要があります
NMEA0183→2000コンバーターを使うとQuad SATを使用可能です。
