RTKとは？(リアルタイムキネマティック） l GNSS技術

RTKはReal Time Kinematic（リアルタイム・キネマティック）の略で、GPSの位置測定の精度を向上させるもう1つの技術ですが、理解するのが最も難しく、実装に最も手間がかかる技術の1つです。

標準測位サービス（SPS）は、GPSシステムが最初に達成する位置の修正で、これは C/Aコード.もしディファレンシャル補正差分補正が利用可能な場合、衛星信号のタイミング遅延を取り除くことができるため、SPSの精度を向上させることができます。使用方法 DGPSの位置精度は40cm程度が普通です。RTKはDGPSの次のステップで、デシメートルレベルの精度を達成するRTKフロートとセンチメートルレベルの精度を達成するRTK固定の2つのバージョンがあります。

どちらかのバージョンの仕組みを理解するには、2つのことを理解する必要があります。

まず、RTKは民間のGPS受信機を使って実現すべきルールを曲げている。それは私たちを助けるためにシステムに設計された技術ではありません。代わりに、それはC/Aコードを使用して意図されていたよりも高い精度を達成するためにGPSメーカーによって考え出された方法です。
第二に理解すべきことは、それはキャリア波そのものに基づくものであって、キャリア波が伝えるC/Aコードや航法メッセージに基づくものではないということです。

RTKリアルタイムキネマティック

RTKはどのように機能するのか？

SPSとは」のページでは、SPSがC/Aコードを使って計算された擬似距離測定に基づいていることを説明した。受信機はクロックを GPS衛星受信機はGPS衛星とクロックを同期させ、見える衛星ごとにC/Aコードを生成します。アンテナで受信しているC/Aコードと一致させるために、C/Aコードのコピーを例えば7ミリ秒遅らせなければならない場合、その衛星からの信号の移動時間が7ミリ秒であることを知り、その衛星がどのくらい離れているかを計算することができます。

RTKの究極の目的は、アンテナと衛星の間にどれだけの搬送波があるかを確立することです。その理由は簡単です。各衛星は、1,023ビットで構成されたユニークなC/Aコードをブロードキャストします。コードは1.023Mb/sの速度で送信され、1ビットが約マイクロ秒ごとに送信されることを意味します。1マイクロ秒で衛星からの無線信号は約300メートルの距離をカバーしています。

C/Aコードが変調される搬送波は、はるかに高い周波数であるが、1575.42MHzである。これは、1つの波が約19cmをカバーしていることを意味します。もし、衛星とアンテナの間に何本の全波があるのかがわかれば、より正確な距離を計算することができるでしょう。実際に、全波数が分かっていて、部分波（位相角）も測定できるのであれば、非常に正確な距離を計算することができます。

RTK固定とRTKフロートの比較

RTK FixedとRTK Floatは、システム内で同時に実行される2つの別個の（しかし関連する）アルゴリズムと考えることができます。RTK Fixedに有効な解がある場合、システムはそちらに切り替えます（ただし、RTK Floatアルゴリズムはバックグラウンドで実行され続けます）。その後、RTK Fixedが無効になった場合、システムはRTK Floatに戻り、搬送波位相ロックが失われない限り、再スタートする必要はありません。

では、アルゴリズムはどう違うのか？RTK Floatは、あなたの推定位置を特定することを目的としています。 DGPS精度を向上させる)ことを目的としています。基地局と最低4つの共通衛星を必要とし、（平たく言えば）衛星が回転している現在の位置測定の周りの円内の点を探します。RTK固定とは異なり、Floatアルゴリズムは決してあいまいさの問題を解決しようとしません。RTKフロートの精度は約40cmから始まりますが、最高でも20cmまで上がります。

一方、RTK固定は、アンビギュイティの問題を解決することを目的としており、解決するまで使用されない。5つの一般的な衛星を必要とし、有効な解が見つかると、システムはn個の搬送波に加え、衛星との間に任意の部分波があることを知る。19cmの波長の約0.6%まで測定値を合わせることができる。複数の測定値をナビゲーション・ソリューションに組み合わせると、約1cmの精度が得られる。

今、私たちは'GNSSとは？'シリーズでは、GNSSシステムが一般的に使いやすく、ドリフトせず、高い精度を達成できることを説明してきました。しかし、人生において完璧なものなどありませんよね？では、マイナス面は何でしょう？何が最も精度を向上させるのか？ GNSSの限界は？?

GPSとRTK GPSの比較

GPSとRTK GPSの違いは簡単に理解できます。従来のGPSシステムは、衛星からのデータだけで位置を計算します。しかし、RTK GPSシステムは、近くの基地局からの追加情報で標準的なGPSデータを補完します。

RTK GPSシステムを使用することで、以下のようなアプリケーションで必要とされるセンチメートル以内の精度を向上させることができます。 ADASテスト, マッピングそして自律性.

RTK FAQ

RTKの精度は？

GNSS/INS技術が向上するにつれ、RTK精度も向上してきました。良好な条件下では、OxTS GNSS補助慣性航法システム RT3000 v4のようなGNSS支援慣性航法システムを使用するお客様は、1cmのRTK精度を期待することができます。自動車試験, マッピングそして自律走行ナビゲーション.都市部の峡谷や屋内など、GNSSが利用できない場所では屋内位置ドリフトを抑制し、できるだけ長く精度を保つために、追加のセンサー技術を採用することができる。

GPS計測におけるRTKとPPKの違いは何ですか？

一見したところ、RTKとPPKの違いはかなり単純だ。以前このブログで紹介したように、RTKはリアルタイム・キネマティックの略です。位置データを補正するプロセスのことで、その名の通りリアルタイムで行われます。PPK（ポストプロセシング・キネマティック）が異なるのは、データの補正は行われるものの、データ収集が行われた後に行われる点です。

PPKはRTKよりも正確ですが、自律航法など、データをリアルタイムで補正する方が理にかなっている場合もあります。

ドローンのRTKとは？

何かが自律的にナビゲートしたり、正確で瞬時の位置更新をユーザーに提供する必要があるプロジェクトには、RTKデータが必要です。対象が車であれ、ボートであれ、ドローンであれ、考慮すべき最も重要な要素は、プロジェクトの要件に関連するものです。どの程度の精度が必要なのか、それがプロジェクトの目標にどのような影響を与えるのかを自問自答してください。多くのドローンにはRTK測位技術が搭載されているが、これらは一般的に標準的なGPS測位センサーを搭載したドローンよりも高価になることがある。コストを削減する1つの方法は、関連するオンボードセンサーを搭載した独自のペイロードを構築することです。この場合、組み立てに時間がかかる可能性がありますが、作業用のセンサーの組み合わせを決定する際に、ユーザーに柔軟性を提供します。

OxTS のようなGNSS/INSデバイス xRED3000のようなGNSS/INSデバイスは、ドローンインテグレーターにRTK位置精度を提供し、統合が容易なOEMボード形態で提供します。