RTKとは? — センチメートル級測位のしくみ
スマホのGPSは、いつも数メートルずれます。ところがRTK(リアルタイム・キネマティック)を使うと、同じ衛星から数センチメートルの精度で位置が分かります。測量・精密農業・ドローン・建設機械・自動運転——「cmで位置が要る」現場すべての土台がこの技術です。専門用語を使わずに、そのしくみを解説します。
なぜ普通のGPSは数メートルずれるのか
GNSS(GPS等の総称)は、宇宙の衛星が出す電波の「届くまでの時間」から距離を測り、複数衛星から自分の位置を計算します。でもその電波は、宇宙から地上へ来る途中で電離層や大気(対流圏)を通り抜ける際に少し遅れ、さらに衛星の軌道や時計にも微小な誤差があります。1台の受信機だけではこれらを取り除けず、位置は数メートルずれます。
RTKのしくみ — 基準局が誤差を「打ち消す」
ここで基準局が登場します。基準局は座標が正確に分かっている、固定されたGNSS受信機です。あなたの受信機(ローバー)と基準局は、同じ空・同じ瞬間の電波を受けるので、ほぼ同じ誤差を受けています。基準局は「今この瞬間、電波にどれだけ誤差が乗っているか」を測り、その補正情報を送ります。ローバーはそれを差し引くことで誤差を消し、cm精度に到達します(差分測位)。
さらにRTKは、電波の「山の数(搬送波位相)」まで数えます。GNSSの波長は約19cmと短いので、この山を正確に数えられれば非常に高い精度が得られます。基準局とローバーの距離(基線)が短いほど、両者の誤差がよく似るため精度が上がります。
補正はどうやって届くのか — NTRIP
基準局の補正データ(RTCMという形式)は、多くの場合NTRIPという仕組みでインターネット配信されます。NTRIPキャスター上の「マウントポイント」に接続すると、その基準局の補正がリアルタイムで受け取れます。世界には有志が公開する基準局が数千あり、KUONの基準局ランキングや地図でその位置と稼働状況を確認できます。
Fix と Float — 「解けた」か「解けていないか」
搬送波位相の「山の数」は本来整数です。これが正しく解けた状態をFix(フィックス)と呼び、cm精度が得られます。まだ解けきれていない状態はFloat(フロート)で、精度はデシメートル級にとどまります。空が開けている・基線が短い・時間をかける、ほどFixしやすくなります。
基準局がなくても — みちびき(QZSS)CLAS
日本の準天頂衛星みちびき(QZSS)は、L6という信号でCLASという補強情報を放送しています。対応受信機なら、地上の基準局に接続しなくても、みちびきから受け取った補強だけでcm級測位ができます。基準局のインフラが届かない場所でも高精度が狙えるのが強みです。
どこで使われている?
測量(境界・地形)、精密農業(トラクターの自動操舵・畝単位の管理)、ドローン測量、建設機械の自動制御、点群・3Dマッピング、そして将来のロボット・自動運転——「機械が正確に自分の場所を知る」必要があるすべての領域です。RTKが安く手に入るようになったことで、これらが個人にも降りてきつつあります。