在 RTK 定位逐漸普及的時代,個人能做的準備

前言

你今天是以多精確的方式知道自己的位置呢?打開手機,地圖上那個精準定位的藍點就會出現。那個藍點通常會有幾公尺的誤差。平常找車站或店家時完全沒問題的精度,在某些情況下,「差那麼一點點」卻非常重要。

比如說,在我業餘愛好的家庭菜園裡,想在今年同一條畦播下和去年一樣的種子時。或者在野外錄製樂器時,想精確重現上次得到好音色的麥克風位置時……這種時候,那個所謂「GPS 的藍點」就有點靠不住了。

但最近,能以公分為單位掌握位置的 RTK 定位技術,正逐漸走進個人能觸及的範圍。它已經不再是專業測量師專用的工具。我感覺到它開始自然而然地融入我們的生活與興趣之中。

那麼,今天我想就以「RTK 定位成為常態的時代」,我們個人可以做好哪些準備,分享我的觀點。請不要拘束,一起思考看看吧。

「RTK」到底是什麼

RTK 是「Real Time Kinematic」的縮寫,簡單來說,就是利用衛星訊號即時得知公分級位置的技術。我們平常使用的 GPS(最近統稱為 GNSS),基本上是接收衛星發出「我在這裡、現在時間是這樣」的訊號。只是,那個訊號會受到大氣影響或衛星時鐘的微小誤差,難免產生數公尺的誤差。

在 RTK 中,會預先設置一個已知精確位置的「基準站」。基準站同樣接收衛星訊號,計算「原本該在的位置」與「實測位置」的偏差,然後即時將修正資訊傳送給移動站(你的接收機)。這樣一來,移動站就能根據修正資訊,精準算出自己的位置,誤差只有幾公分,這就是它的原理。

修正資訊的傳遞方式,可以利用手機網路、網際網路,有時也會用專用無線電。最近,日本準天頂衛星「引路」(Michibiki)的 CLAS 服務,直接對日本全國廣播公分級修正訊號,讓門檻大幅降低。個人只要有一台小小的接收機,就能享受到這項服務。

請想像一下,從數公尺誤差變成數公分。光看數字,或許只覺得進步了一點點,但實際使用時,那種感受就像「世界的解析度」又提升了一層。

當我感受到「位置解析度」改變的時候

因為從事錄音工作,在聲音的世界裡,「位置」也非常重要。只要移動麥克風幾公分,錄進來的聲音表情就會完全不同。在錄音室裡移動樂手的位置,或稍微改變吸音板的角度時,以前都得拿出捲尺或雷射測距儀,一個個測量並記錄下來。在保養類比錄音機 Revox 的時候,磁頭 azimuth 的調整,更是微米級定位的世界。

像這樣,想把「就是這裡」的位置精確記錄下來,日後再完全重現的渴望,在興趣的世界裡到處都是。

家庭菜園也是。今年這一畦的小黃瓜長得特別好,明年想避開連作障礙並持續改良土壤,卻發現過了冬天,常常會忘記畦在哪裡。因為霜柱讓土壤移動、雜草叢生。這時候,在初春的田裡立起 RTK 接收機,知道「啊,去年的根域是從這裡到那裡」,就能像畫設計圖那樣與菜園互動。這雖然是件小事,但做為與自然對話的線索,讓人非常安心。

從藝術觀點來看也很有趣。例如,在某個風景中站到特定座標上,風的聲音、氣溫的層次都會有微妙的變化。如果位置解析度提高,也許就能保存、分享這種「只有這裡才有的體驗」。不是單純把照片或錄音加上位置資訊,而是將空間本身數值化來品味,這樣的樂趣,個人也能輕鬆辦到了。

如果日常生活每個地方,都能以幾公分精度知道自己的位置,你會想用在什麼地方呢?稍微想像看看。

個人能做的技術準備

那麼,具體來說可以做哪些準備呢?我分成幾個階段來談。完全沒有必要一口氣備齊大型器材,我覺得「先試試看」的輕鬆心態才是最重要的。

1. 了解手邊工具的精度

第一步,就是先知道自己手機的定位性能。最近的機種不只支援 L1 頻率,也開始對應更適合高精度定位的 L5 頻率。你可以透過設定畫面或專用 App,看到正在接收的衛星數量和種類,先從觀察這些開始。在開闊的天空下,與在大樓之間,精度會如何變化?親自感受一下也不錯。

2. 試著玩玩小型的 RTK 接收機

如果想再深入一點,現在個人用的 RTK 接收機可以用相對便宜的價格買到。搭載 u-blox 的 ZED-F9P 等晶片的基板,在電子零件網購平台就能入手。我把它放進防水盒,連同電池一起帶著走。天線用稍微大一點的貼片天線,修正會比較穩定。

軟體方面,開源工具 RTKLIB 非常可靠。把電腦和接收機接起來,就能注入修正資訊、計算位置、記錄 log。設定項目可能有點不好入手,但有很多好心人寫了詳細的解說網站,慢慢學就會了。

取得修正資訊的方法,有自己架設基準站,或利用公開的修正服務兩種。引路的 CLAS 只要對應的接收機,不用額外費用就能公分級定位,這點很有魅力。也有民間的 NTRIP Caster 服務,付費提供修正數據。有的方案一個月只要幾百日圓,以興趣來說也負擔得起。

3. 擁有自己基準站的選擇

如果有個地方讓你覺得「我想要一個測量這裡的基準」,自己架設小型基準站也是有趣的選項。在院子或陽台欄杆上固定天線,花幾天時間精確求出它的位置。然後透過 Wi-Fi 把修正資訊傳給園藝用的平板,我自己也在試這樣的做法。

不過,基準站需要穩定的地方,最好有常時供電和網路連線。另外,從電波法規的觀點,使用輸出功率小、免執照的無線電,或是用手機網路連上網際網路會比較簡單。這部分請務必查清楚再開始。

4. 資料的保存與活用

好不容易拿到精密的位置資訊,如果只是一串數字就太可惜了。我的菜園區劃資料,是用地理資訊軟體 QGIS 來管理。看起來有點專業,但可以像在在地圖上疊上自己菜園圖層那樣使用。錄音現場的麥克風配置,與其在筆記本上手繪,不如用座標記錄,下次設定時就會快很多,當作錄音室聲學調整的履歷也很有意思。

習慣處理資料後,就能留下「在這個地點、這個高度收錄的聲音」這種立體 log。說不定將來會成為意想不到的創作靈感來源呢。

思考的準備,以及融入日常生活的方法

機器和軟體的準備很重要,但我覺得,頭腦和感覺的準備也同樣重要。因為當高精度位置資訊隨時都能取得,我們對「場所」的意識本身會跟著改變。

例如,現在約碰面時,我們會說「出車站閘門右轉」、「在大郵筒前面」。這是一種即使有數公尺誤差也能傳達,可說是人類用的位置表達。但是,如果能和家人或好友以公分等級分享位置,會怎麼樣呢?可能會出現「啊,我現在到家門口的門廊了」、「我正站在玄關三和土那塊缺角的磁磚上」這樣的對話吧。

這麼一來,個人的生活空間就能被更細膩地描述,做點簡單 DIY 或改變布置時,也能精確判斷「在這裡鑽洞沒問題嗎?」。用在健康管理的穿戴裝置,如果行走軌跡的晃動減少,也許就能從步行的微妙偏移察覺身體變化。

在藝術領域,運用位置資訊的裝置藝術或音樂作品,會變得更隨手可得,也更細緻。例如,坐在公園某張特定的長椅上,耳機就會傳來與該地有緣的聲音;或是散步路線不同,故事就會改變的體驗,個人也能設計出來。

這樣想來,準備不光是「備齊器材」。不如說,「更深刻地感受自己所在的地方」這份好奇心,或許才是本質上的準備。

慢慢來,但要帶著好奇心

話說回來,完全不需要急著什麼都做。我一開始也只是出於對小玩意的興趣,把便宜的 GPS 模組接上 Arduino 玩玩而已。不知不覺間,它變成了記錄院子裡菜畦的工具,在錄音現場決定三腳架腳位的幫手,還用來做地方風景的定點觀察。

重要的是,與其想著「非得把技術運用到淋漓盡致」,不如帶著玩心,「這會讓什麼事情變得有趣呢?」去接觸它。RTK 定位雖然還不是人人都有的技術,但那波浪潮,確實正在蔓延到個人的掌心裡。

首先,到戶外去,用自己的手機,隱約感受一下天空的樣子和定位精度的關係。或者,有興趣的話,買個小型接收機套件,趁假日野餐時順便試試看。這樣一點一滴累積下去,我想,那個「這很理所當然啊」的未來,肯定就在前方等待著。

那麼最後,再問你一個問題。

當你能以公分為單位的精確度知道自己身在何處,你想用那份位置資訊,培育出什麼樣的小小富足呢?今天散步時,模糊地想想這件事,或許就是很棒的準備了。

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