CHAPTER 08

外部GNSS受信機(RTK)

USBやBluetooth LEでつないだ外部のGNSS受信機の位置を、現在地・軌跡・ポイントの記録に使えます。NTRIPの補正情報を受信機へ中継するので、RTK対応の受信機ならcm級の位置で記録できます。

メモ: この機能はAndroid版のみです。RTKの計算は受信機が行い、アプリは補正情報の中継と位置の受け取りを担当します。

使える受信機

  • USB接続 — u-blox ZED-F9Pなどの受信機を、USB(OTG)ケーブルでスマホにつなぎます。USBシリアル変換(FTDI・CP210x・CH340など)を使う受信機にも対応しています。
  • Bluetooth LE接続 — Nordic UART Service(NUS)でNMEAを出すBLE対応の受信機につなぎます。
  • 受信機はNMEAのGGA(位置)を出力している必要があります。RMC(速度・方位)とGST(精度)も出力していると、より詳しい情報を記録できます。

注意: Bluetoothクラシック(SPP)でつなぐ受信機には、現在対応していません。

受信機をつなぐ

設定画面の「GPSの設定」を開き、下の「外部GNSS受信機(RTK)」で接続します。

  • USB機器 — 受信機をつないで「更新」を押し、表示された機器の「接続」を押します。初回はUSBの使用許可を求められます。
  • Bluetooth(BLE)機器 — 受信機の電源を入れて「検索」を押し、表示された機器の「接続」を押します(検索は15秒で止まります)。Nordic UARTを広告している機器が上に並びます。初回は「付近のデバイス」の許可を求められます。
  • 接続すると、Fix種別(FIX・FLOAT・DGPS・単独)、精度、衛星数、HDOP、測位標高、楕円体高、補正の経過時間が表示されます。
  • 受信機の位置は、GPSがオンのとき(または軌跡の記録中)に使われます。位置が5秒途絶えると、自動的に内蔵GPSに戻ります。

自動で接続し直す

一度接続した受信機は記憶され、次の場合に自動で接続し直します。NTRIPがオンなら、NTRIPも接続します。

  • アプリを起動したとき・アプリが前面に戻ったとき
  • USBの受信機を挿したとき

USB接続では、アプリを起動し直すたびにAndroidがUSBの使用許可を確認するので、「許可」を選んでください。BLE接続は、権限を許可済みであれば確認なしで接続します。「切断」を押して自分で切った後は、自動では接続しません(もう一度「接続」を押すと再開します)。

受信機の設定

「受信機の設定」の「変更」で、次の項目を設定します。

  • アンテナ高(m) — 地面から受信機のアンテナまでの高さ(ポールの長さ)です。記録する標高と楕円体高から差し引きます。
  • ボーレート(「詳細設定」を開くと表示) — USBシリアル変換(FTDI・CP210x・CH340など)を使う受信機の通信速度です。受信機の出力の速さに合わせます。受信機に直接USBでつなぐ場合(ZED-F9Pなど)やBluetoothでは関係ありません。
  • 軌跡の記録 — 受信機の位置で軌跡を記録するときの点の残し方を選びます(下の「軌跡の記録」参照)。

NTRIPで補正情報を受信する

RTK測位には、NTRIPキャスター(補正情報の配信サービス)への接続が必要です。「NTRIP補正」の「変更」で接続先を設定し、スイッチをオンにします。

  • キャスター(ホスト)・ポート — 配信サービスから案内されたホスト名とポート番号(多くは2101)を入力します。
  • ユーザー名・パスワード — 配信サービスのアカウントです。パスワードは端末のキーチェーンに保存されます。
  • マウントポイント — 受信する補正情報の名前です。「一覧を取得」を押すと、キャスターのマウントポイント一覧から選べます。
  • プロトコル — 通常はNTRIP v1のままで構いません。配信サービスがv2を指定している場合は切り替えます。
  • 現在地(GGA)をキャスターへ送る — VRS方式(仮想基準点)の配信サービスでは必須です。単一の基準局から受け取る場合は、オフでも構いません。マウントポイントを一覧から選ぶと、必要に応じて自動で切り替わります。送信間隔は通常10秒で十分です。

接続中は「受信中」と受信量が表示され、受信機のFix種別が単独→FLOAT→FIXと変わっていきます。

ヒント: NTRIPのスイッチの状態は記憶され、受信機につながるとNTRIPも自動で接続します。

GPSボタンと測位の詳細

受信機の位置を使っている間は、ホーム画面のGPSボタンの文字と縁の色で測位品質を示します。

表示意味
FIX(緑の縁)RTK Fix(cm級)
FLOAT(橙の縁)RTK Float(数十cm〜1m程度)
DGPS(青の縁)ディファレンシャル測位
SPP(灰の縁)単独測位
GPS内蔵GPSの位置(受信機の位置が途絶えている)
  • GPSボタンを長押しすると、精度(水平/高さ)・衛星数・HDOP・測位標高・楕円体高・補正の経過時間・NTRIPの状態を表示するパネルが開きます。受信機が未接続のときは「未接続」と表示され、「GPSの設定を開く」から接続画面へ移れます。パネルはタップで閉じます。
  • 地図上の現在地を長押しすると、地形データの標高の代わりに測位標高と、小数8桁の緯度経度が表示されます。

ポイントを記録する

ドローツールの「現在地」でポイントを追加すると、受信機の位置で記録されます。受信機の使用中は確認ダイアログで記録方法を選べます。

  • そのまま追加 — その時点の位置で記録します。
  • 平均化して追加 — 複数のエポック(受信機が位置を出す1回分)を集めて平均した位置で記録します。

平均化の画面

  • エポック数 — 5/10/30/60から選びます(1秒ごとに出力する受信機なら、10エポックでおよそ10秒です)。
  • FIXのみ採用 — オンにすると、RTK FIXのエポックだけを集めます。
  • 集まった数、ばらつき(水平/高さ)、平均した点の精度が表示されます。指定数が集まると「記録」が青くなります。指定数の前でも「記録」で確定できます。「やり直し」で集め直します。
  • 平均化している間は、受信機(ポール)を動かさないでください。

既存のポイントの位置を測り直す

データ編集画面の「位置」から位置編集モードに入り、「現在地」を押すと、そのポイントの位置を現在地に更新できます。受信機の使用中は「平均化して更新」も選べます。

記録される情報

受信機で記録したポイントには、緯度経度に加えて次の情報が保存されます。データ編集画面の座標の下に1行で表示されます。

  • Fix種別と精度
  • 測位標高 — 受信機が出した標高からアンテナ高を引いた値です。
  • 楕円体高 — 測位標高にジオイド高を足した値です(アンテナ高は差し引き済み)。
  • 衛星数・HDOP・補正の経過時間、平均化したときはエポック数

精度は、受信機がGSTを出力していればその標準偏差から、出力していなければFix種別とHDOPからの目安で記録されます。

メモ: 受信機が出す「測位標高」は、受信機に内蔵されたジオイドモデルによる値で、国内の公式な標高(ジオイド2024による標高)とは数十cm程度ずれることがあります。測量に使う標高が必要な場合は、楕円体高から国土地理院の「ジオイド高計算サービス」などで換算してください。

軌跡の記録

受信機の位置で軌跡を記録するときは、「受信機の設定」の「軌跡の記録」で点の残し方を選べます。間引くのは軌跡に保存する点だけで、現在地の表示やポイントの記録・平均化には影響しません。

  • 精度に合わせる(既定) — 精度の約2倍動いたら記録します(FIXなら約10cm、FLOATなら約1m)。細かい形を残しつつ、止まっている間は点が増えません。
  • 距離で間引く — 1m/2m/5mから選んだ距離を動いたら記録します。点が少なく、ルートの記録に向いています。
  • すべて記録 — 1秒ごとにすべて記録します。止まっていた時間も残りますが、点数が多くなります。

間引く設定でも、止まっている間は30秒ごとに1点を残します。

  • 軌跡レイヤのカラータイプが測位品質のときは、FIXの区間が緑、FLOATの区間が橙で描かれます(2D・3Dとも)。それ以外の区間は、スタイル設定で選んだ色で描かれます。
  • 受信機で記録した軌跡を初めて保存したとき、軌跡レイヤのカラータイプが単色なら、自動で「測位品質」に切り替わります。単色やユーザー別などに戻すと色分けは消え、以後は自動で切り替わりません(スタイルを変更する)。
  • 軌跡をタップすると、受信機で記録した点は測位標高と楕円体高が表示されます。
  • 受信機の接続中に内蔵GPSへ戻った区間は、標高を記録しません(内蔵GPSの標高は誤差が大きく、標高グラフが乱れるため)。

エクスポート

  • ポイント — CSV・GeoJSONで書き出すと、受信機で記録したポイントを含むレイヤには _gnssFix(Fix種別)、_accuracy(精度)、_altitude(測位標高)、_ellipsoidHeight(楕円体高)、_satellites、_hdop、_diffAge、_averaged(平均したエポック数)の列が追加されます(データを書き出す)。
  • 軌跡 — GPXでは測位標高が ele に、ジオイド高が geoidheight に入ります。楕円体高は ele + geoidheight で求められます。

うまくいかないときは

  • NTRIPが「unauthorized」になる — ユーザー名・パスワード・マウントポイントを確認してください。同じアカウントを別の端末やアプリで使っていると、接続を拒否されることがあります。
  • 受信量が増えない・FIXにならない — VRS方式では「現在地(GGA)をキャスターへ送る」をオンにしてください。受信機が単独測位の位置を出すまで、補正は届きません。空の開けた場所でしばらく待ってください。
  • USB機器が表示されない — ケーブルがデータ通信対応か、スマホがUSB OTGに対応しているかを確認し、「更新」を押してください。
  • BLE機器が表示されない — 受信機がBluetooth LE(Nordic UART)に対応しているか確認してください。Bluetoothクラシック(SPP)の受信機は表示されません。
  • 精度がいつも同じ値になる — 受信機がGSTを出力していないと、精度はFix種別ごとの目安になります。受信機の設定ソフト(u-centerなど)でGSTの出力を有効にしてください。