ドローンポジショニングシステムの探索：GPS、GNSS、RTK、およびPPK

ドローンは、航空写真撮影から精密農業、地図作成まで、幅広い分野に革新的なソリューションを提供することで、多くの産業に革命をもたらしてきました。これらの機能を実現する重要なコンポーネントが、ドローンの測位システムです。この記事では、ドローンで使用されている様々な測位技術（GPS、GNSS、RTK、PPK）について解説し、それぞれの機能、利点、そして用途について詳しく説明します。

買う ドローンGPSモジュール

1. GPS（全地球測位システム）

意味GPS（全地球測位システム）は、アメリカ合衆国政府が運用する衛星を利用したナビゲーションシステムです。衛星ネットワークを利用し、少なくとも4基の衛星からの遮るもののない視界がある限り、地球上のどこにいてもGPS受信機に位置情報と時刻情報を提供します。

仕組みGPS受信機は、地球を周回するGPS衛星から送信される信号のタイミングを測定することで位置を計算します。各衛星は、衛星の位置と信号が送信された正確な時刻を含むデータを送信します。受信機はこのデータを用いて各衛星までの距離を計算し、三辺測量法を用いて位置を特定します。

アプリケーションGPSは、スマートフォン、カーナビ、ドローンなど、消費者向けデバイスのナビゲーションに広く利用されています。基本的なナビゲーションや位置追跡など、多くのレクリエーション用および商用ドローン用途に十分な精度を提供します。

いくつかの ドローン用GPSモジュール

SOLOGOOD M10 GPSモジュール

GEPRC GEP-M1025 GPSモジュール

利点:

• グローバルカバレッジ
• 費用対効果が高い
• 使いやすい

制限事項:

• 精度は通常2～10メートル以内です
• 建物や木などの障害物によってパフォーマンスが低下する可能性があります

2. GNSS（全地球航法衛星システム）

意味GNSSは、地球全体を網羅する衛星航法システムの総称です。米国のGPS、ロシアのGLONASS、欧州連合のGalileo、中国のBeiDouなどのシステムが含まれます。

仕組みGNSS受信機は複数の衛星群からの信号を利用できるため、GPSのような単一のシステムを使用する場合と比較して、精度と信頼性が向上します。より多くの衛星にアクセスすることで、GNSSは様々な環境においてより優れた測位精度と堅牢性を提供します。

アプリケーションGNSS は、自律走行車、高度なドローン、地理空間測量など、より高い精度と信頼性が求められるアプリケーションで使用されます。

ドローンGNSSモジュールを購入:

マテックシステムズ GNSS M10Q

利点:

• GPS単独に比べて高い精度と信頼性
• 困難な環境でも優れたパフォーマンスを発揮

制限事項:

• 単一システム受信機よりも高価

3. RTK（リアルタイムキネマティック）

意味RTK は、衛星ベースの測位システムから得られる位置データの精度を向上させる GPS 補正技術です。RTK は固定ベース ステーションとモバイル レシーバーを使用してリアルタイムの補正を提供し、センチメートル レベルの精度を実現します。

仕組みRTKシステムは、固定された場所に留まるベースステーションとローバーまたはモバイルステーション（e.g（ドローンなど）。基地局は衛星からの信号を受信し、既知の位置に基づいて補正値を計算し、ローバーに送信します。ローバーはこれを自身の衛星データに適用することで、精度を大幅に向上させます。

アプリケーションRTKは、精密農業などの高精度が求められるアプリケーションに不可欠です（e.g、植栽、散布）、建設現場測量、地理空間データ収集などです。

CUAV RTK 9Ps GNSSモジュール

Holybro H-RTK F9P ローバーライト GPS モジュール

Holybro H-RTK F9P GNSS

利点:

• センチメートルレベルの精度
• リアルタイム修正

制限事項:

• 基地局と信頼性の高い通信リンクが必要
• コストと複雑さの増大

4. PPK（ポストプロセスキネマティック）

意味PPKはRTKに似たGPS補正技術ですが、補正のタイミングが異なります。リアルタイム補正ではなく、PPK補正はデータ収集後の後処理時に適用されます。

仕組みPPKでは、基地局とローバーの両方が独立して衛星データを記録します。ミッション完了後、両局のデータは統合処理され、正確な補正値を計算し、精度を向上させます。

アプリケーションPPK は、航空写真、地形図作成、資産管理など、リアルタイムの修正が重要でないアプリケーションでよく使用されます。

CUAV NEW C-RTK 2 は PPK と RTK GNSS モジュールをサポートします

利点:

• センチメートルレベルの精度
• リアルタイム通信リンクは不要

制限事項:

• 修正はリアルタイムでは利用できません
• データの後処理が必要

結論

GPS、GNSS、RTK、PPK の違いを理解することは、ドローン アプリケーションに適した測位システムを選択するために不可欠です。

• GPS 一般的なナビゲーションと基本的な位置決めのニーズに適しています。
• GNSS より要求の厳しいアプリケーションに対して、精度と信頼性が向上します。
• RTK 即時の高精度な位置決めを必要とするタスクに必要な、リアルタイムのセンチメートルレベルの精度を提供します。
• PPK 同様の高精度を提供しますが、後処理が許容され、リアルタイムの精度が重要ではないアプリケーションに適しています。

適切なシステムの選択は、必要な精度、予算、運用条件など、プロジェクトの具体的な要件によって異なります。これらの高度な測位技術を活用することで、ドローンは様々な分野でかつてないレベルの精度と機能性を実現できます。

詳細はこちら ドローンGPSモジュール