精密測位の鍵：リアルタイムキネマティック（RTK）技術によるGNSS精度の最大化
GPSは、1983年に民間利用が可能になって以来、飛躍的に進化してきました。当初、民間向けGPS受信機の精度は約100メートルに制限されていましたが、2000年にその制限が解除されました。
次の進化は、複数の信号への対応です。GPSは当初、民間向けにL1信号（1575.42 MHz）のみを提供しており、約3メートルの精度を実現していました。現在では、L1に加えてL2（1227.60 MHz）やL5（1176.45 MHz）を併用することで、約1.5メートルまで精度を高めることが可能です。L2は電離層による誤差を軽減し、L5はより強力な信号を提供することで、さらに高い精度を実現します。
しかし、港湾の自動搬送車、測量、準自動運転車、精密農業など、ビジネス用途においては1.5メートルの精度では不十分なケースもあります。そのような用途には、GNSS精度を20センチメートル程度に高めるLバンド補正サービスが有効です（詳細は「GNSSアプリケーションにおけるLバンドの活用と費用対効果のバランス」をご参照ください）。
さらに精度が求められる用途には、1センチメートルレベルの誤差補正を可能にするRTK補正サービスが必要です。本記事では、RTKの仕組み、導入方法、制限、今後の展望、そしてIoT機器への統合手法について解説します。
GNSS誤差を補正してセンチメートル級精度を実現
GPS、Galileo、GLONASSなど、すべてのGNSS信号は軌道偏差、衛星クロックのずれ、大気遅延といった要因による誤差にさらされています。RTKは、地上に設置された基地局が統計手法を用いてこれらの誤差を補正し、その情報を1秒ごとに移動体へ送信することで、リアルタイムでの精密測位を可能にします。
RTK基地局の通信範囲は一般的に10〜20キロメートル。たとえば、農業用車両のGNSSモジュールがRTKデータを受信し、自身の位置を瞬時に補正します。
Geodnet、Point One Navigation、RTK FIXなどが代表的なRTK補正サービスで、有料のものもあれば無料で提供されているものもあります。日本を含む地域ごとのサービスは https://ntrip-list.com で確認できます。
**農業協同組合（Co-op）**のような組織が自前で基地局を設置し、会員向けにRTKサービスを提供することも可能です。
導入時の注意点と制約
RTKの導入を検討する際は、以下の点に注意が必要です：
- セルラー通信の有無：RTK補正データの受信にはインターネット接続が必要です。3Gしか通じない地域では受信間隔を5秒、10秒、30秒に設定できますが、精度は低下します。高利得のセルラーアンテナを選ぶことで、弱い信号でも最大限活用できます。代替として、Wi-FiやLoRaを使ったローカルRTK基準局の構築も可能です。
- 基地局のカバレッジ：基地局1台のカバー範囲は最大20km程度です。自治体や農地など、エリア内に基地局が少ない場合は、商用RTKサービスの契約が必要になる場合もあります。
- 信号減衰：GNSS信号は地上に届く時点で既に弱いため、樹木や高層ビルによってさらに減衰する可能性があります。
ただし、GPSなどのGNSSは近代化プログラムにより、新しい周波数帯や高出力信号の追加が進んでおり、将来的なRTK精度の向上が期待できます（詳細は「GNSS進化による将来性の確保」をご参照ください）。
RTKの進化とトレンド
- 民間企業・政府・研究機関の連携により、RTK基地局ネットワークの整備が進行中
- 5G通信との連携による都市部でのRTK精度向上への取り組み
AIやLiDARとRTKの融合による更なる高精度化
RTKを迅速かつ低コストで導入するには
Taoglasは、RTK機能をデバイスに素早く組み込めるEDGE Locateプラットフォームを開発しました。OEMがセンチメートル精度の測位機能を短期間で実装できるように設計されています。
EDGE Locateは、Taoglas AGPSF.36GアクティブGNSSアンテナとu-blox ZED-F9P GNSS受信モジュールを一体化したモジュールです。GPS、GLONASS、Galileo、BeiDouの同時受信に対応し、RTK時で最大0.01m + 1ppm CEP、非RTK時でも0.05mの精度を実現します。
このソリューションは、OEM、システムインテグレーター、エンドユーザーにとって、IoTアプリケーションの将来性確保と競争力強化に貢献します。
より詳しい内容は、[高精度GNSSとRTK測位ウェビナー]をご覧ください。
RTKやLバンド以外の精密測位手段
用途によっては、RTKやLバンドの代わりに高精度GNSSアンテナの選定で精度を最適化する方法もあります。
Taoglasでは以下のような高精度GNSSアンテナと評価サービスを提供しています：