firefly binary format

宇宙機搭載用GPS/GLONASS受信機のfireflyは，測位結果をNMEAで提供します．

誰でも気軽に使えるよう，汎用的なフォーマットを選んだのですが，
そもそもNMEAが宇宙機での運送を想定したものでないため，
いろいろと不便もあります．

一番の問題は速度ベクトルが得られないことです．位置ベクトルは，緯度，
経度，高度から変換できるのですが，NMEAで提供される速度は対地速度と
方位角のため，地表に対する水平方向の情報しかありません．

高速で飛翔する衛星やロケットの運用では，速度情報も重要になるため，
ECEF座標系での位置・速度ベクトルを出力して欲しいという要望が多く
ありました．

予算や時間の関係で実装をあきらめていたバイナリフォーマットですが，
ユーザからのリクエストに答えるべく，開発に着手しました．

fireflyの開発では，動作検証のためにGPS信号シミュレータを確保するのに
一苦労でしたが，今回は自作シミュレータのbladeGPSがあります．
衛星軌道でのシミュレーションも，これで簡易的に実施できます．

現行のfireflyでは，バイナリ出力の検証をしておらず，動作が保証できません．
測位精度を確認すると，30mほどのオフセットが見られます．
これは主に，測位結果の時間タグの精度によるものです．

fireflyのバイナリ出力に含まれる時間タグの単位は，1/100秒となっています．
これは車など，地上の移動体であれば十分な精度なのですが，
秒速7kmで飛翔する衛星では70mもの位置誤差となってしまいます．

その他，いろいろと細かなアップデートを行った新しいファームウェアでの
測位精度を，bladeRFによる衛星シナリオで評価してみました．

　（クリックで拡大）

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位置精度はNMEAと同様に数m，速度精度は1m/s程度と，衛星軌道での高速な
受信環境であっても，通常の測位で期待できる精度が得られています．

とりあえず動作に問題はなさそうですが，残念ながらbladeRFではGPS信号しか
シミュレーションできません．

どこかでGPS/GLONASSのシミュレータを借りられないかな．求む，スポンサー！