衛星測位が届かない建設現場で高精度測位を実現!「Chrono Locate™」実証実験に成功

建設現場のデジタル化が進む中、衛星測位システム(GNSS)は測量作業の効率化やICT施工に大きく貢献してきました。しかし、GNSSの電波が届かないトンネル内や地下空間、電波の反射が起こる場所では、その利用が難しいという課題がありました。

大成建設株式会社とセイコーグループ株式会社の事業会社であるセイコーフューチャークリエーション株式会社、セイコーソリューションズ株式会社は、この課題を解決するため、GNSSが使えない環境でも高精度な位置情報を把握できる「屋内対応高精度測位システム Chrono Locate™」の実証実験を建設現場で実施しました。このシステムは、屋内外問わずセンチメートル級の精度で位置を特定することを目指しています。

従来のGNSS測位とChrono Locateによるローカル高精度測位の比較

Chrono Locate™とは

Chrono Locate™は、セイコーグループが長年培ってきた高精度な時刻同期技術を応用した測位システムです。GNSSが衛星からの電波を一方的に受信するのに対し、このシステムは測位したい場所に設置した複数の基準局と、測位対象に取り付けた移動局が電波を双方向に送受信します。これにより、ナノ秒単位の時刻同期とセンチメートル単位の距離測定を同時に実現します。

この技術は、地上に展開された「ローカルGPS」とも言える仕組みです。衛星の代わりに複数の基準局を配置し、移動局に届く電波の到達時間差を非常に精密に測ることで、正確な3次元位置情報(座標)を算出します。

建設現場での実証実験

今回の実証実験は、首都高速道路の日本橋区間地下化事業の一部である「(改負)高速都心環状線(日本橋区間)常盤橋地区トンネル工事」の現場で行われました。この現場は、首都高速道路の高架橋下でGNSSの電波が届きにくい環境でした。

実験内容と結果

  1. 通船の追尾試験
    首都高速道路の高架橋下にある施工エリアに12カ所の基地局を設置し、日本橋川を行き来する通船(移動局)を追尾しました。
    結果として、Chrono Locate™が追尾した通船の軌跡はレーザー測量の結果とほぼ一致し、求められる測位精度が得られることが確認されました。複数のエリアを組み合わせて運用することで、広い施工区間をカバーし、通船が複数のエリアを移動しても途切れることなく測位できることも分かりました。

    実証実験の様子(通船の追尾による作業状況)
    測位エリアと電波測距、レーザー測量のデータ
    複数エリアにおける通船の往復経路

  2. バックホウの追尾試験
    浚渫(しゅんせつ)作業を行う台船上のバックホウについて、運転席と車体後部にそれぞれ移動局を設置し、ブームが旋回する様子を追尾する試験を行いました。
    結果として、バックホウの前後に取り付けた2つの移動局により、ブームの旋回を連続的かつ安定して追尾できることが確認されました。これにより、将来的に浚渫位置を正確に把握することに応用できる可能性が示されました。

    実証実験の様子(バックホウ台船による作業状況)
    バックホウに設置された移動局

今後の展望

大成建設は、建設現場の施工管理をデジタル技術で支援する統合プラットフォーム「T-iDigital Field」のアプリケーションの一つとして、このChrono Locate™による測位機能を導入する予定です。これにより、GNSSが使えない環境での出来形管理、品質管理、安全管理をさらに高度化し、建設現場全体のDXを推進していくことを目指します。

一方、セイコーは、この技術を建設・土木分野だけでなく、物流倉庫や工場内での動線最適化、自動搬送ロボットの制御など、さまざまな産業分野へも展開していくことを考えています。位置情報を活用した新しい社会インフラの構築と生産性向上に貢献していくでしょう。

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