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RTKはGPSと異なり、位置情報の精度が高いのが特徴です。正確な位置情報をもとに農作業機械を運転できれば作業の省力化にもつながり、担い手不足の対策にも効果が期待できます。まずは、RTKのしくみやGPSとの違いについて解説します。

RTK-GNSSのしくみ
出典：株式会社PR TIMES(ヤンマーホールディングス株式会社 ニュースリリース 2018年11月29日)

RTK（Real Time Kinematic）とは、固定局と移動局の受信機で複数の衛星から電波を受信して位置情報を得る技術です。

リアルタイムで固定局と移動局との間で位置情報のズレを補正するため、誤差が数cm以内に抑えられ、得られる位置情報の精度がGPS測位より高いのが特徴です。近年では、測量・ドローンの自動飛行や農業分野での活用が進んでいます。

一方、GPS（Global Positioning System）はアメリカが開発・運営する衛星測位システムで、単独の受信機で複数の衛星から電波を受信して位置情報を得るしくみです。

同様のシステムが日本や欧州・中国などでも運用されており、測位情報を補強する衛星と総称してGNSS（Global Navigation Satellite System）と呼ばれることもあります。

RTKを用いた測位方式は、主に以下の3方式です。

注1：サービス事業者によって対応通信事業者は異なる
注2：サービス事業者によって異なる

出典：株式会社トプコン「製品情報 > カテゴリ別 > 精密農業」 所収「補正情報カタログ」よりminorasu編集部まとめ

最近では、農家単位で導入できる低価格のRTK基地局が登場しています。また、一部の自治体では固定基地局を運営して、地域の農家にRTKを普及させる動きも見られます。

RTKを活用することでスマート農業を推進でき、省力化につながります。地力や生育状況などのデータと連携すれば、作業の均質化も実現可能です。農業でRTKを活用する意義について解説します。

地力や生育の見える化

地力解析の例
出典：株式会社PR TIMES(ドローン・ジャパン株式会社 ニュースリリース 2022年4月14日)

カメラやセンサーなどで収集したほ場の情報にRTKで得た位置情報を加えることで、地力や作物の生育状況を見える化できます。これまで熟練者の勘に頼ってきた判断をデータという客観的な指標で行えるようになり、農作業の効率化にも有効です。

最近では、作物の生育状況やほ場の温度・湿度・照度などを分析して、色別に表しマッピングする「センシング」という技術も登場しています。

例えば、マルチスペクトルカメラを搭載したドローンでほ場を撮影し、作物の生育状態をNDVI値（注）として見える化したうえで農作業の計画に活用する方法が実用化されています。人による巡回の手間が省けるうえに、短時間でほ場全体の状態を一覧できるのが特徴です。

注）NDVI値：Normalized Difference Vegetation Index　正規化植生指標

また、土壌の画像をシステムで解析してほ場内の肥沃土を把握し、可変施肥（後述）による地力の底上げを実施する農家もみられます。

出典：農林水産省「農業用ドローンの普及拡大に向けた官民協議会」のページ所収「令和3年度農業分野におけるドローンの活用状況（農林⽔産省農産局技術普及課 令和3年8⽉）」

蓄積されたデータは翌年度以降の栽培にも活用できるので、熟練者のノウハウやほ場の特性など営農技術の継承にも有効です。農業の大規模化や担い手対策にも効果を発揮するでしょう。

ロボット農機によるスマート農業の実現

Scharfsinn / PIXTA(ピクスタ)

RTKの位置情報をもとにロボット農機を自動運転させて、スマート農業を実現できます。農機によっては自動操舵装置を後付けして、自動運転に対応させることができる場合もあります。位置情報の誤差は数cm程度なので、経験に左右されずに精密な作業が可能です。

精密な可変施肥が可能に

ヤンマーは、施肥マップデータに基づいて適正量を肥料散布できる可変施肥仕様の直進アシスト田植機を発売している
出典：株式会社PR TIMES（ヤンマーホールディングス株式会社 ニュースリリース 2020年10月14日）

肥料の散布では、センシングによって把握したほ場データをもとに施肥量をピンポイントで調整する「可変施肥」に対応した農機が実用化されています。

生育状況やほ場の形状に応じて散布量を適正化することで、収量・品質の向上とコストダウンを両立できるのが特徴です。施肥量はデータとして記録され、次期以降の栽培に活用できます。また、可変施肥技術は農薬散布の場面にも応用されています。

トラクター自動運転

トラクターの運転では有人監視による自動運転が実用化されており、協調運転機能により1人でトラクターを2台運転することも可能です。将来的には一定の条件で、ほ場間の移動や農道上での自動運転にも対応できる見込みです。

▼トラクターの自動運転については下記記事をご覧ください。

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ドローンによる農産物や資材の運搬

また、ドローンによる農業用資材や農産物の運搬の実証実験も行われています。RTKの位置情報と組み合わせることで作業の省力化や人手不足の解消にも効果を発揮するでしょう。

▼北海道当別町でのドローンによる農産物運搬の実証実験については、以下のサイトをご覧ください。

経済産業省 北海道経済産業局「ドローンによる農作物運搬実用化に向けた実証実験を実施しました～ 時間ロスを削減、身体的･精神的負担を解消し、高齢者の農業継続を実現 ～」（2020年11月16日）
株式会社SkyDrive「CARGO DRONE 実証実験｜農作物運搬｜農作物運搬による作業負担軽減」

キャプテンフック / PIXTA(ピクスタ)

スマート農業を推進するために、RTKの固定基地局を整備する自治体が増えています。

スマート農業の先進地区といわれる北海道岩見沢市では、2013年にRTK-GNSS固定局を2基設置、2017年には全国初の業務用無線基地局としての免許を取得しました。農作業の効率化はもちろん、農道などの除排雪分野にもRTKで得た位置情報が活用されています。

さらに、2021年にはロボットトラクター単独での作業を実現すべく、地域で5Gネットワークを構築して遠隔監視制御などの実証実験が始まりました。

出典：北海道岩見沢市「高精度測位補正情報（RTK-GNSS）の活用」

また、宮城県では2022年度中に県内7ヶ所にRTK固定基地局の整備を完了させる予定です。スマート農業を推進する一環として、農家に対して、ロボット農機の購入費用やRTKの導入費用を補助する制度も設けています(2022年度分は10月3日で受付終了）。

出典：宮城県「令和4年度デジタル田園実装拡大事業（農業者支援）の募集について」

RTKで得た位置情報を活用することで、農業用機械を自動運転する精度が高まり、農作業の省力化に効果を発揮します。

ドローンの空撮写真などで得た情報を解析したうえでRTKの位置情報をマッチングさせれば、作物の生育状況や地力が見える化できます。施肥量や農薬の散布量をピンポイントで調整できるので、営農のコストダウンにも効果的です。

最近ではRTKの固定基地局を設置する自治体が増えており、低コストでRTKを導入できる環境も整いつつあります。