ドローン大辞典
レイテンシ|用語解説|ドローン大辞典
レイテンシとは、ドローンの運用において信号の送受信や処理に生じる時間的遅れを指し、操縦応答性や測位精度に直接影響を与える重要な要素である。大きくは「通信におけるレイテンシ」と「測位信号の伝搬レイテンシ」の二つに分類される。
概要
ドローンは遠隔操作や自律飛行を前提とするため、通信および測位の双方における遅延が安全性に直結する。通信レイテンシは操縦や衝突回避に影響し、測位レイテンシは位置精度の誤差要因として作用する。
通信におけるレイテンシ
通信レイテンシとは、操縦信号や映像データ、テレメトリ情報が送信されてから受信・処理されるまでに発生する遅延である。
通信状態が不安定な環境は、遮断や遅延が発生しやすく、雨や霧などの気象条件と同様に、ドローンにとって飛行困難な環境とされる。
安全基準としての遅延要件
レベル4飛行などの高リスク運航では、C2リンク(コマンド&コントロール)における遅延の上限が定められている。
操縦コマンドの遅延:5秒以内(厳しい条件では3秒以内)
トラフィック情報の遅延:10秒以内
これらの基準を超える遅延は、回避行動の遅れや衝突リスクの増大につながる。
遅延低減の技術
通信レイテンシの低減には、以下のような技術が活用されている。
混信の影響を受けにくい専用周波数帯の利用
携帯電話通信網(LTE/5G)の活用
フォグコンピューティングによる分散処理
フォグコンピューティングは、端末とクラウドの中間層でデータ処理を行うことで、通信距離を短縮し、レイテンシの最小化を図るアーキテクチャである。
測位信号の伝搬レイテンシ
測位信号の伝搬レイテンシとは、GNSS(全球測位衛星システム)の電波が衛星から地上の受信機に到達するまでに生じる遅延であり、位置計算における誤差要因となる。
遅延誤差の要因
測位信号は地球大気を通過する際に速度が遅れ、以下の誤差を生じる。
電離圏遅延
対流圏遅延
これらは衛星軌道誤差や時計誤差と並び、単独測位において数メートルの位置ズレを引き起こす要因となる。
補正技術による精度向上
日本の準天頂衛星システム「みちびき」は、電離圏や対流圏による遅延誤差を補正する情報を配信している。
補強サービス(CLASやMADOCA-PPPなど)では、地上の観測データを基に補正情報を生成し、これを受信機側で適用することで、センチメートル級の高精度測位が可能となる。