2022.06.22

驚異のセンチメートル測位！「RTK」の特徴とGPSとの違いとは？ネットワークRTKについても解説します

近年、様々な分野でドローンの導入が進んでいますが、その中でも注目されている技術の一つが「RTK」というものです。「RTK」を使うことで、これまでよりもさらに高精度な測位が可能となり、その精度はわずか数センチの誤差！測量分野での活躍はもちろん、障害物との距離が近い場所でのドローン飛行など、様々な分野で導入が期待されています。

そこで今回は、この「RTK」の特徴やGPSとの違い、DJIドローンでの使用方法などをご紹介していきたいと思います。

・RTKとは？

「RTK」とは『リアルタイムキネマティック』の略で、地上に設置した「基準局」からの位置情報データによって、高い精度の測位を実現する技術のことです。「RTK」は、一般的に「RTK-GNSS」という表記がされています。この「GNSS」とは「汎地球測位航法衛星システム」のことで、GPSなど、衛星を用いた測位システムの総称のことです。

通常、GPSのみの場合、位置情報データは2メートル前後の誤差となりますが、このRTKを組み合わせることで、数センチ内の誤差に抑えることが可能になります。

これまでGPSでは難しいとされていた、センチメートル単位での高精度な位置情報データを活用することができるため、様々な産業分野での利用が期待されています。

・ドローンに搭載可能なRTKモジュール「D-RTK」

このRTK技術を活用した、ドローンにも搭載可能なモジュールが、DJIより発売されている「D-RTK」という商品です。「D-RTK」はDJIのフライトコントローラー「A3」シリーズ用に設計された位置情報測位システムで、『Matrice600Pro』、『Matrice210 RTK』モデルに対応しています。この「D-RTK」モジュールをドローンに搭載することで、高い精度が必要とされる様々な場所で瞬時にRTKの測位システムを利用することができるようになりました。

今後は、送電線などのインフラ点検や3Dマッピング、農薬散布、精密農業、物流分野などでの活躍が期待できます。

「DJI Agras T-20」、「Matrice300 RTK」といった最新の「D-RTK2」を採用した機体も続々誕生しています。

・RTKのメリットその１：数センチ単位での位置情報が測位できる

GPSでの数メートル単位での誤差とは違い、RTKでは垂直・水平方向に1センチメートル単位の正確な測位が可能になります。例えば、農薬散布や精密農業において、ドローンや農機を自動飛行させようとした場合、地理的に密集地が多い日本では、数メートルの誤差は致命的な誤差となり、用途として使いづらくなってしまうのが現状です。しかし、数センチの範囲内で、正確な測位ができるのであれば、自動飛行での安全性もかなり向上し、農業における自動飛行での運用も行いやすくなります。

その他にも、高精度な測位を行うことで、インフラ点検や、大規模な太陽光発電所などのメンテナンス作業においても、一度飛行ルートの設定をしておけば、高い再現性で運用を行うことが可能になります。

・RTKのメリットその２：電波妨害に強い

D-RTKでは、RTK用に2本のアンテナをドローンに搭載することで、単体のコンパスセンサーを用いるよりも、はるかに正確な機首方位の表示を行うことが可能です。ドローンの機体の方角をブレなく、安定的に処理することができ、かつ、コンパスに影響しないため、磁気などの干渉にも強いという特徴があります。

このため、現場によくある金属の構造物をはじめ、高電圧線や無線基地などによる電波障害、コンパスエラーを回避し、他のドローンでは飛行できないような環境でも正確な運用を可能とします。

・RTKのメリットその３：正確な高度計算ができる

ドローンで採用されている高度計算は、主に気圧計を用いた手法が一般的です。そのため、離陸時や操縦時には高度の計測がズレることもあり、また突然の気流が発生した場合には、高度計算が狂うこともよくあります。しかし、RTKでの計測では、誤差を1センチ程度に抑えることができるため、安定的な高度計測を可能とし、信頼性が高いデータ収集を行うことができます。

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・D-RTKを活用したドローンでの利用方法

現在、「D-RTK」はDJIドローン『Matrice600 Pro』か、『Matrice210 RTK』モデルに対応しています。そのため、RTKでの測位システムを利用したい場合、これらの機体が必要となります。基本的な「D-RTK」の構成は、「RTK」と「Datelink Pro」をそれぞれ用意し、ドローン（エアシステム）と地上の基準局（グランドシステム）に設置しお互いをリンクさせる方法です。上記ドローンには、この「D-RTK」の測位システムを導入しやすいよう、あらかじめパッケージングされた商品がありますので、すぐに導入をすることが可能となっています。

＜Matrice600 Pro＞

『Matrice600 Pro』でRTKを使用するには、DJIより別途発売されている「D-RTK GNSS」のモジュールキットを購入する必要があります。「D-RTK GNSS」のモジュールキットには、2つのモデル「RTK-G」か「RTK-B」が用意されており、どちらか選択可能です。「RTK-G」はGPSとGLONASSを組み合わせたもので、ほとんどの国と地域で使用可能。「RTK-B」はGPSとBDSを組み合わせたもので、BDSをカバーしてる地域ではRTK-GよりRTK-Bの方が精度がよく、日本での利用ではRTK-Bの使用がよいとDJIでは推奨しています。

また、キットには「Datalink Pro」も同梱されており、これらを使うことで簡単にRTKの測位システムを構築することが可能です。

「D-RTK GNSS」：https://www.dji.com/jp/d-rtk

＜Matrice210 RTK＞

M210RTK

『Matrice210 RTK』モデルは、すでにRTKの測位システムを利用するために必要なモジュールが元々パッケージングされているのが特徴です。『Matrice210 RTK』モデルには、「D-RTK グラウンドシステムキット」、「Datalink Pro エアシステムキット」、「D-RTK アンテナ」が同梱されており、これらを使用することで、簡単にRTKでの測位を利用することが可能です。

参照：Matrice210 RTK同梱物

※Matrice210 RTKは現在廃盤で製造中止となっています。