基礎知識
RTK-GNSSとは？測位方法の違いや精度を高めるデジタル簡易無線機のメリットを紹介
現在、幅広い分野の業務に欠かせない技術となっている「衛星測位技術」。なかでも、高精度な測位を実現する「RTK測位」はさまざまなシチュエーションで活用されています。
AKTでは、高精度なRTK測位をサポートするデジタル簡易無線ユニットを先日リリースいたしました。そこで本記事では、RTK測位の種類や特徴、無線ユニットが有効なシーンなどについて解説します。
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GNSSとGPSの違い
「GPS」という名称は有名ですが、「GNSS」は業界に接点のない方にはあまり聞き馴染みのない言葉かもしれません。両者の違いは以下の通りです。
GPSとは
GPSとは「G lobal P ositioning S ystem」の頭文字を取った言葉で、米国が開発した衛星測位システムのことを指します。
GNSSとは
GNSSとは「G lobal N avigation S atellite S ystem」の頭文字を取った言葉で、衛星を利用した測位システムの総称を指します。米国のGPS（ジーピーエス）だけでなく、ロシアのGLONASS（グロナス）、中国のBeiDou（ベイドゥ）、EUのGalileo（ガリレオ）、日本のQZSS（みちびき）など様々な測位システムが含まれます。
測位方式の種類と仕組み
GNSSを利用した測位方式には、一台の受信機により位置を求める「単独測位」と、複数の受信機で同時に観測し相対的な位置関係を求める「相対測位」の2つがあります。
相対測位のなかにも、サブメーター級精度を実現する「D-GNSS測位」とセンチメートル級精度を実現する「RTK測位」があり、更にRTK測位のなかにも幾つかの方法が存在します。
RTK測位の種類と違い
RTK測位には、主に「RTK-GNSS」と「ネットワーク型RTK-GNSS（VRS方式）」があります。
RTK-GNSS
RTK-GNSSは、基準点と観測点という2つのポイントを同時に観測する測位方法です。基準点とは位置がわかっている実在の基準局を指し、観測点とは測りたいポイント（移動局）を指します。具体的な測位精度は水平2cmから3cm、鉛直3cmから4cm程度で、単独測位と比較しても大変高精度です。
デジタル簡易無線機を利用する測位方式も、このRTK-GNSSに該当します。導入に際してはイニシャルコストが大きい反面、導入後のランニングコストは低く抑えることが期待できます。
ネットワーク型RTK-GNSS（VRS方式）
ネットワーク型RTK-GNSS（VRS方式）は、RTK-GNSSとは異なり、基準局の設置が不要です。代わりに、国土地理院が全国1,300カ所に設置した「電子基準点」を用い、現場内に仮想的な基準局を設けます。また、情報の通信には携帯電波を用います。
リーズナブルな価格で導入できる反面、VRS配信会社等との契約が必要となり、年間/月額のランニングコストが発生します。
デジタル簡易無線機を使ったRTK-GNSS測位の特徴
RTK-GNSS測位には、デジタル簡易無線やインターネット回線を使用する方法があります。デジタル簡易無線を使ったRTK-GNSS測位の主な特徴として、以下のことが挙げられます。
デジタル簡易無線機を使ったRTK-GNSS測位のメリット
高精度な測位を実現でき、ネット環境が不要
RTK-GNSS測位は、ネットワーク型RTK-GNSS方式と比較し基線長が短くなるため、より高精度な位置情報が取得できます。またネットワーク型RTK-GNSS方式と異なり、データのやり取りを無線で行うため携帯電話の通信エリア等に左右されません。よって測位環境を速やかに整えることができ、通信等にかかるランニングコストを抑えることができます。
デジタル簡易無線機を使ったRTK-GNSS測位のデメリット
距離や障害物などに影響を受ける
無線を用いる場合は、無線機（受信機と送信機）間にある障害物や通信距離に影響を受けるため、活用が難しいケースがあります。また、ネットワーク型RTK-GNSS（VRS方式）と比較して、イニシャルコストが大きくなりやすい点もデメリットの1つといえるかもしれません。
小型無線ユニット『A8500U』の特徴
A8500Uは、GNSS補正データを受信しRTK測位を支援するための小型無線ユニットです。
RTK-GNSS受信機と組み合わせ、基地局から送信されたGNSS補正データを移動局として受け取ることで、センチメートル級精度のRTK測位を支援します。サンライズテクノ社のデジタル送受信無線機U7000に対応した、AKTオリジナルの受信専用機です。
A8500Uの主な特徴は以下の3点となります。
・小型・軽量化により用途が拡大
・専用アタッチメントで簡単設置
・高精度なRTK測位をサポートできる
小型・軽量化により用途が拡大
A8500Uは、従来機のU7000UJC181と比較して、小型・軽量化に成功しています。従来機のU7000UJC181は大きさが145×115×27mm、重量がバッテリーを除いておよそ580gであったのに対して、A8500Uは大きさが108×56×29.5mmまでサイズダウン。重量は、バッテリーを含めて約117gと、U7000UJC181の30%程度まで軽量化しています。
またU7000UJC181では重量のある外部バッテリーが必須でしたが、A8500Uでは「充電バッテリー」「外部電源」の2系統の電源供給に対応したため、幅広い用途への活用が可能となりました。
専用アタッチメントで簡単設置
重機によるICT施工や作業員による位置出しなど、様々なシーンに対応した専用アタッチメントを用いることで、ストレスのないシンプルな設置を実現。利用シーンに合わせて使い分けできる、小型で実用的な一台を目指しました。
高精度なRTK測位をサポートできる
デジタル簡易無線でのRTK測位は、インターネット環境を必要とせず、仮想基準点を用いたネットワーク型RTK-GNSSと比較し基線長が短くなるため、より高い精度で位置情報を取得でき、精度が求められるICT施工にも採用できます。
AKT製 RTK-GNSS受信機
高精度のRTK測位に対応する、AKT製 RTK-GNSS受信機を紹介します。
『RTF500』 2周波 RTK-GNSS受信機
センチメートル級精度の測位を実現する受信機です。従来の測量用RTK受信機と比較してコストパフォーマンスに優れ、「Ntripモード」「基準局モード」「DGNSSモード」3つの測位モードに対応。より幅広い業種・用途での利用を想定しています。
『HDT320』 2周波RTK-GNSS 受信タブレット端末
Android OSを搭載した堅牢型・多機能端末です。2周波RTK-GNSSを2基搭載、スマホ感覚の操作性、重機への接続を前提に作られた強固な筐体、信頼性の高い物理ポートインターフェイスが特徴。現場・ビジネスニーズに応じ、多種多様なアプリケーションに対応できます。
『nico・one』2周波 RTK-GNSS受信機
2つの2周波GNSSモジュールを1台の筐体に収めた、まったく新しい発想の産業用GNSS。2基のRTK-GNSSにより、大型構造物・作業船などの位置誘導、姿勢制御、クレーン先端位置の計測など、今まで2台以上必要だったGNSS受信機がnico・one 1台で、様々なシーンに活用できます。
まとめ
衛星測位技術は日進月歩の進化を続け、高性能化、小型化、低価格化が進んでいます。現在GNSS機器を利用し何らかの不満を感じている方も、最新機器を活用することで問題を解決できる可能性があります。
我々AKTは、米国にてGPSが民間利用され始めた黎明期（1980年代）より、衛星測位技術を活用した製品を提供させて頂いており、いち早く日本国内に持ち込み販売を開始したことが社業のスタートとなっております。
近年、現場の声を反映させた自社製品を立て続けにリリースさせて頂いております。ぜひ、業務の効率化や安全強化等にお役立てください。
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