ドローンは、航空写真から精密農業、地図作成に至るまで、さまざまなタスクに革新的なソリューションを提供することで、多くの業界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は、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さまざまな測位テクノロジー (GPS、GNSS、RTK、PPK) について説明し、その機能、利点、用途について詳しく説明します。
1. GPS (全地球測位システム)
定義: GPS (Global Positioning System) は、米国政府が運用する衛星ベースのナビゲーション システムです。 少なくとも 4 つの衛星への障害物のない見通しがある限り、衛星のネットワークを使用して、地球上のどこにいても GPS 受信機に地理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計ることによって位置を計算します。 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使用して各衛星までの距離を計算し、三辺測量を使用してその位置を決定します。
アプリケーション: GPS は、スマートフォン、カー ナビゲーション システム、ドローンなどの民生用デバイスのナビゲーションに広く使用されています。 基本的なナビゲーションや位置追跡など、多くの娯楽用および商業用ドローン アプリケーションに十分な精度を提供します。
一部の ドローン用 GPS モジュール
利点:
- 世界的なカバレッジ
- コスト効率が高い
- 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 (全地球測位衛星システム)
定義: GNSS は、全世界をカバーする衛星ナビゲーション システムの総称です。 これには、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使用できるため、GPS などの単一システムを使用する場合に比べ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 はさまざまな環境でより優れた測位精度と堅牢性を提供できます。
アプリケーション: GNSS は、自動運転車、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必要な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:
利点:
- GPS 単独と比較して精度と信頼性が向上
- 困難な環境でのパフォーマンスの向上
制限事項:
- 単一システムの受信機よりも高価
3. RTK (リアルタイムキネマティック)
定義: 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 補正テクノロジです。 RTK は固定基地局とモバイル受信機を使用してリアルタイム補正を行い、センチメートルレベルの精度を実現します。
仕組み: RTK システムには、固定位置に留まる基地局と、移動局または移動局 (例:g、ドローン）。 基地局は衛星から信号を受信し、既知の位置に基づいて補正を計算します。 次に、これらの補正を探査機に送信し、探査機がそれを自身の衛星データに適用することで、精度が大幅に向上します。
アプリケーション: RTK は、精密農業 (例:g、植栽、散布）、建設現場の測量、地理空間データの収集。
Holybro H-RTK F9P ローバー ライト GPS モジュール
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です
- コストと複雑さの増加
4. PPK (後処理キネマティック)
定義: PPK は、RTK に似た別の GPS 補正技術ですが、補正のタイミングが異なります。 リアルタイム補正の代わりに、PPK 補正はデータ収集後の後処理中に適用されます。
仕組み: PPK では、基地局と探査機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、両方のステーションからのデータが一緒に処理されて、正確な補正が計算され、精度が向上します。
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、リアルタイム補正が重要ではないアプリケーションでよく使用されます。
CUAV 新しい C-RTK 2 サポート PPK および RTK GNSS モジュール
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必要ありません
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です
結論
ドローン アプリケーションに適切な測位システムを選択するには、GPS、GNSS、RTK、PPK の違いを理解することが不可欠です。
- GPS は、一般的なナビゲーションと基本的な測位のニーズに適しています。
- GNSS は、より要求の厳しいアプリケーション向けに精度と信頼性を向上させます。
- RTK は、即時の高精度の位置決めを必要とするタスクに必要なセンチメートル レベルの精度をリアルタイムで提供します。
- PPK も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、プロジェクトの特定の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、ドローンはさまざまな分野でこれまでにないレベルの精度と機能を実現できます。