ロボットが正確にペイントするためには、常に正確なポジションを知る必要があります。ロボットは、ジオポジショニングの分野で相互に接続された複数の技術を利用してこれを行います。
簡単に言うと、GNSS受信機がポジションを決定する精度は、信号を受信できる衛星の数に依存します。多ければ多いほど良いです。複数の衛星からの信号を使用して、受信機は三角測量と呼ばれるプロセスを実行します。信号が到達するのにかかった時間に基づいて各衛星までの距離を計算し、すべての衛星からの距離情報を組み合わせて、三次元空間(緯度、経度、高度)での正確なポジションを計算します。
しかし、大気中の乱れがGNSS信号の精度を低下させます。これを軽減するために、受信した信号をインターネット経由で受信した補正データと継続的に比較します。これをNTRIPキャスターと呼びます。
中心的な技術の基本的な紹介については、以下を参照してください。
画像: RTKは、非常に高い精度を提供するリアルタイム差分GNSSの特定の形式です。NTRIPは補正データを送信するためのプロトコルであり、RTKと組み合わせて広域カバー範囲とインターネット経由でのリアルタイム補正配信を実現できます。
GNSSとは何ですか?
衛星ナビゲーション、またはサットナブは、衛星を使用して自律的なジオポジショニングを提供するシステムです。全世界をカバーする衛星ナビゲーションシステムは、グローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)と呼ばれます。
GNSSは、宇宙から信号を送信し、ポジショニングとタイミングデータをGNSS受信機に送信する衛星のコンステレーションを指します。受信機はこのデータを使用して自分の位置を決定します。
2023年現在、4つのグローバルシステムが運用されています:
- 米国のグローバルポジショニングシステム(GPS)
- ロシアのグローバルナビゲーション衛星システム(GLONASS)
- 中国の北斗ナビゲーション衛星システム(北斗は中国語で大熊座を意味します)
- 欧州連合のガリレオ(ガリレオ・ガリレイにちなんで名付けられました)
日常の言葉では、衛星ナビゲーションについて話すときにGPSという略語がよく使われます。これは、GPSが4つのGNSSシステムの中で最も古く、最もよく知られているためです。しかし、ほとんどすべての現代のGNSS受信機は、4つのGNSSシステムすべてを使用します。
DGPSとは何ですか?
差分グローバルポジショニングシステム(DGPS)は、GNSS(グローバルナビゲーション衛星システム)の測定精度を向上させるための技術です。特に、スポーツフィールドのペイントなど、非常に高い精度が要求されるアプリケーションで重要です。
DGPSは、既知の正確に測量された位置を持つ基準局を設置することを含みます。この局はGNSS信号の誤差を計算し、補正データを生成します。このデータは近くのモバイルGNSS受信機に放送され、受信機は自分の測定に補正を適用します。
DGPSの補正データは通常、基準局からモバイル受信機に直接ラジオ信号で放送されます。
RTK(リアルタイムキネマティック)とは何ですか?
RTKは、リアルタイムでさらに高い精度を提供するDGPSのより詳細な形式です。RTKも基準局を使用しますが、既知の位置と自分の位置を継続的に比較します。リアルタイムで補正データを計算し、モバイル受信機に送信することで、センチメートルレベルの精度を実現します。
固定基準局のRTKネットワークは、基準局ネットワークを含む広いエリアでRTKの使用を拡張します。運用の信頼性と精度は、基準局ネットワークの密度と能力に依存します。
RTKはセンチメートルレベルの精度を達成できるため、スポーツフィールドのペイントなど非常に精密なアプリケーションに適しています。RTK補正データは通常、Ntripを使用して送信されます。
NTRIPとは何ですか?
Ntrip(インターネットプロトコルを介したRTCMのネットワーク輸送)は、補正データを送信するために使用されるプロトコルで、DGPSおよびRTKと組み合わせて使用され、広域カバー範囲とインターネットを介したリアルタイム補正配信を促進します。NTRIPは、特定の実装に応じてさまざまな精度レベルをサポートできますが、RTKと組み合わせて使用することでセンチメートルレベルの精度を提供することができます。
NTRIPは、基準局ネットワークと集中サーバー(NTRIPキャスター)に依存しています。基準局は補正データをキャスターに送信し、それをインターネットを介してモバイルGNSS受信機に配信します。