ドローン大辞典
RTK-GNSS｜用語解説｜ドローン大辞典
概要
RTK-GNSSとは、既知点である基準局と計測点である移動局の2地点で同時に衛星信号を受信し、その情報をリアルタイムに通信・解析することで、数cm級の高精度な位置情報を取得する測位技術である。本記事では、RTK-GNSSの基本的な仕組みと方式、建設現場やドローン測量における活用、その他の高度利用分野について整理する。
RTK-GNSSの基本原理
RTK-GNSSは、スマートフォンなどで用いられる単独測位とは異なり、衛星から送信される信号のうち搬送波位相を利用して測位精度を高める技術である。基準局と移動局で同時に受信した衛星信号の差分を解析することで、測位誤差を補正し、高精度な位置を瞬時に算出する。
この仕組みにより、測量、建設、ドローン運用など、位置精度が成果物や作業品質に直結する分野で広く利用されている。
RTK-GNSSの方式と特徴
RTK-GNSSには、運用形態や補正情報の取得方法に応じて、いくつかの方式がある。
固定基準局方式（通常のRTK）
現場内の既知点に基準局を設置し、そこから無線などを用いて移動局へ補正データを送信する方式である。作業範囲は、基準局から半径数百メートルから約1km程度が一般的とされる。
ネットワーク型RTK（VRS／FKP方式）
現場に基準局を設置せず、国土地理院の電子基準点データを利用する方式である。補正情報は配信事業者を介し、インターネット回線を通じて受信する。基準局設置が不要である一方、通信可能な環境であることが前提となる。
PPP-RTK（精密単独測位型RTK）
基準局との相対測位ではなく、衛星軌道や時計誤差に関する高精度な補正情報を受信し、単独で高精度測位を行う方式である。基準局が不要であり、計算負荷が比較的軽い点が特徴とされている。
i-Constructionにおける活用
建設現場では、RTK-GNSSが出来形管理やICT施工の中核技術として利用されている。
出来形計測では、GNSS受信機を取り付けたポールを用いて、盛土や切土の施工面を計測する。トータルステーションのように視通を確保する必要がないため、広範囲を効率的に計測できる。この場合、4級基準点と同等以上の基準点との較差が、平面で±20mm以内、鉛直で±30mm以内であることが求められる。
ICT建設機械の制御では、バックホウやブルドーザにGNSSアンテナを搭載し、刃先位置をリアルタイムに把握して施工を支援または自動化する。この際、現場内に設置する基準局の座標精度が施工精度に直結するため、工事基準点への設置が必須とされる。
また、GNSSで得られる座標と、建設現場で用いられる平面直角座標系や標高には差があるため、既知点を複数計測して座標変換パラメータを作成するローカライゼーションの作業が不可欠となる。
ドローン測量での活用
ドローンにRTK-GNSS受信機を搭載することで、空撮写真の位置精度を大きく向上させることができる。
カメラ位置を数cm精度で把握できるため、従来必要とされていた標定点を省略または削減する運用が可能となる。ただし、成果物の精度を確認するための検証点は省略できず、必ず設置して評価を行う必要がある。
また、携帯通信が利用できない山間部などでは、独自の基準局を設置することで、ネットワーク型RTKが使用できない環境でも高精度な測位飛行が可能となる。
その他の高度利用分野
RTK-GNSSは、測量や建設以外の分野でも活用が進められている。電子基準点データを用いたリアルタイム解析により、地震時の地殻変動や緩やかな変動を即時に把握する研究が行われている。
さらに、衛星自体に受信機と演算装置を搭載し、宇宙空間でリアルタイムにcm級の軌道決定を行う衛星オンボードPPPの技術開発も進められている。