RTKがセンチメートルレベルの精度でGPSを提供できる理由

位置情報技術入門

誰もが、データや位置の特定に関して、できるだけ正確な情報を求めていますが、それは今や実現可能となっています。
RTKとはリアルタイム・キネマティックの略称で、これは、すでに測量されたGPSベース局から補正データを受け取り、それをローバーまたは移動するGPSシステムに適用していく仕組みとなっています。これによって、大気の歪みや既存のGPSシステムの誤差を補正することができ、データ情報はメートルレベルの精度の測位からセンチメートルレベルの精度と測位へと高められるのです。
GPSシステムは、自由空間を移動する衛星からのGPS信号を三角測量しています。衛星信号は長距離の大気を通って送られますが、その距離によってGPSレシーバーに到達する信号の速度に影響を受けてしまいます。
位置の推定は、これらの信号を受け取るタイミングにとって非常に重要ですが、天候や時間帯も、信号に影響を与える要因のほんの一部にすぎません。これらの信号のそれぞれで大気が変化して到着時刻が変わるため、実際の位置推定値が変化してしまうのです。
GPS信号自体も大気によって 影響を受けてしまいます。そこで、RTKはローバーに比較的近い、調査済みの既知の位置から補正を行いますが、これは最大で20マイルになることもあります。そして、これらの大気の歪みや誤差を考慮した補正をかけ続けていくのです。これでRTKがどのようにセンチメートルレベルの精度のGPSを提供しているか、ご理解いただけたと思います。

RTKによってGPS信号がどのようにセンチメートルレベルの精度を提供できるのか、以下のビデオでinertialsense社が説明していますのでご覧ください。

ビデオテキスト
RTKはリアルタイム・キネマティックの略称です。これは、測量されたGPS基地局から補正サービスを受け、その補正をローバーまたは移動するGPSシステムに適用するということを意味しています。これにより、大気の歪みや既存のGPSシステムの誤差を補正することが可能となり、メートルレベルの精度からセンチメートルレベルの精度と測位が実現しているのです。
GPSシステムでは、自由空間を移動する衛星からのGPS信号を三角測量していますが、衛星からの信号が長距離の大気中を通過するために、GPS受信機に到達する速度に影響を与えてしまいます。
位置の推定は、信号のタイミングにとって非常に重要なものです。しかし大気の状態が変化し、天候や時間帯など様々な要因によって信号の到着時刻が変化するために、実際の位置の推定も変わってしまい、その結果として誤差が生じてしまいます。それはあたかもぼやけた巻き尺を見ているようなもので、マークがはっきりせず、単純に読み取れなくなってしまうのです。
また、GPS信号自体も大気の影響を受けています。そこでRTKでは、20マイル離れている場合もありますが、ローバーに比較的近い既知の場所から補正を行い、大気の歪みや誤差を考慮しながら、その補正を行っていくのです。

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