通信圏外でも威力発揮！CLASが支える災害・山間部の高精度測位

山奥や離島など携帯電話の電波が届かない現場で、正確な位置を測定できたらと考えたことはないでしょうか。また、大規模災害で通信インフラが寸断された地域で、被害箇所の位置を高精度に記録できればと感じた経験はないでしょうか。従来のGPSでは難しかったこうした状況で、近年新たに脚光を浴びているのが日本の準天頂衛星システム「みちびき」が提供するCLAS（センチメータ級測位補強サービス）です。CLASを利用すれば、地上の通信インフラに頼らずともリアルタイムにセンチメートル級の高精度測位が可能になります。

本記事では、CLASとは何か、その仕組みと特長、そして従来のRTK測位やネットワーク型補正との違いを解説します。さらに、災害対応の初動測量や山間部・離島での活用メリットについて具体的に紹介し、記事の最後ではCLASに対応した小型GNSS受信機「LRTK」をスマートフォンと連携して使うことで、現場で簡易測量を完結できる最新の手法にも触れます。

CLAS（センチメータ級測位補強サービス）とは

CLAS（Centimeter Level Augmentation Service）は、日本の準天頂衛星システム「みちびき」を通じて提供される高精度測位サービスです。みちびきから送信される専用の補強信号を受信することで、GPSなど通常のGNSS測位では5～10メートル程度あった誤差を数センチメートルまで縮小できます。言い換えれば、特殊な受信機さえ用意すれば、単独のGNSS受信機のみで測量級の位置精度を得られる画期的な仕組みです。

なお、このセンチメータ級測位サービスは、当初は測量や建設分野のICT施工（いわゆる*i-Construction*）や農業の自動走行などへの利用を想定して整備されました。しかしその精度と通信不要という特長から、防災やインフラ点検、交通管理など幅広い分野での活用が期待されています。また、みちびき衛星は現在4機体制ですが2025年頃までに7機体制へ増強される計画で、サービスのさらなる安定性・利便性向上が見込まれています。

従来、センチメートル級の測位には基地局を設置するRTK方式や、インターネット経由で補正情報を取得するネットワーク型RTKが主流でした。これらは高精度ですが通信環境や機材の制約があり、山奥や被災地などでは使えない場合もあります。これに対しCLASは、衛星から直接補正情報を受信できるため地上の通信インフラに依存しません。日本全国をカバーするみちびき衛星の電波が届きさえすれば、どこでもリアルタイムに高精度な測位が行える点が大きな利点です。またCLASの利用自体には料金がかからず、対応受信機さえ持っていれば追加コストなしでサービスを受けられるのも魅力です。

CLASの仕組みと特長

CLASの仕組み：CLASでは、国土地理院が全国に設置した電子基準点（GNSS基準局）の観測データをもとに、測位誤差の要因（衛星の軌道誤差・時計誤差や電離圏・対流圏遅延など）を演算しています。これらの誤差情報を専用の衛星信号（みちびきのL6帯信号）に乗せて日本全域に放送し、ユーザーの受信機側で自身の観測値に補正を適用することで、高精度な位置を算出する仕組みです。言わば「見えない基地局」が衛星軌道上に存在し、全国どこでも同じ補正データを共有できるイメージです。この方式はPPP-RTK（精密単独測位とRTKの融合技術）と呼ばれ、広域に均一な高精度測位をもたらしています。

CLASの補強信号は日本周辺の地域向けに設計されており、誤差情報の一部は地域毎のグリッド（格子）単位で提供されます。そのため、現在地に対応するグリッドの情報を受信して初めてフル精度が得られますが、おおむね1分以内にはセンチメートル級精度での位置確定が可能です。この初期収束時間は、従来の衛星単独測位方式（PPP）が数十分かかっていたのに比べ飛躍的に短縮されています。

CLASの特長：CLASがもたらす主なメリットを以下にまとめます。

• 通信インフラ不要: 衛星から直接補正情報を受け取るため、携帯通信網やインターネット接続が無い場所でも高精度測位が実現できます。山間部や離島、災害で通信障害が発生した地域でも威力を発揮します。

• センチメートル級の精度: 数cmレベルの位置決定が可能です。従来のGPS単独測位では5～10m程度の誤差が生じていましたが、CLASを使えば測量に耐える精度で現在位置を特定できます。

• 広域かつ均一なサービス: 国土全体をカバーする補強情報により、基準局からの距離に制約されず全国でほぼ一様の精度が得られます。遠隔地でも市街地でも、同じ仕組みで高精度が享受できます。

• リアルタイム測位: 衛星から補正データが常時送信されているため、現場でリアルタイムに高精度位置を取得できます。後処理を待つ必要がなく、その場で測位結果を利用可能です。

• 低コストで利用可能: CLASの信号受信自体は無料で、月額利用料等も発生しません。初期導入として専用受信機や対応機材の準備は必要ですが、一度揃えれば継続的な運用コストを抑えられます。特に構成がシンプルなため、現場の担当者にとって扱いやすい点も利点です。

なお、CLASを利用するには対応するGNSS受信機が必要です。一般的なスマートフォン内蔵GPSチップはCLAS信号やキャリア位相測位に対応していないため、別途アンテナと受信機を備えた機材を用意する必要があります。ただし近年は後述するLRTKのように、スマホと組み合わせて手軽にCLASを活用できる小型受信機も登場してきており、機材の小型化・簡易化が進んでいます。

RTK測位やネットワーク補正との違い

CLASの登場以前、現場で数センチの測位精度を得るにはRTK-GNSS測位が一般的でした。RTK（リアルタイムキネマティック）は、既知の座標を持つ基地局（基準点）と移動局の2台のGNSS受信機を用意し、基地局から移動局へ誤差補正情報をリアルタイムに送り続ける方式です。基地局との距離が近ければ数秒で初期化でき、水平数センチ・鉛直数センチ程度の精度が得られます。しかし、RTKを成立させるには常に基地局からの電波や通信が届くことが前提となります。

近年では基地局を自前で用意しなくても、高精度な補正情報をインターネット経由で取得できるネットワーク型RTK（VRS方式など）も普及しました。これは各地に設置された基準局網のデータをサービス事業者から配信してもらうもので、利用者は移動通信回線を通じて補正情報（RTCMデータ等）を受け取りつつ測位します。ネットワーク型RTKにより、広範囲で基地局なしにセンチ級測位が可能となりましたが、やはり携帯通信網に接続できることが利用条件となります。

これら従来方式とCLASの違いを整理すると次のようになります。

• 通信依存度の違い: CLASは衛星経由で補正を受信するため通信回線が不要です。一方、従来のRTKは無線やインターネット通信による基地局データ受信が必須であり、通信圏外では高精度測位が行えません。

• 基地局の要不要: CLAS利用者は自ら基地局を設置する必要がありません（全国の電子基準点網を元にした補正情報が衛星配信される）。従来の単独RTKではユーザー自身が近隣に基地局を置くか、ネットワーク型RTKではサービス契約によって仮想基準局情報を受け取る必要があります。

• カバー範囲: CLASは衛星の電波が届く範囲であれば全国どこでも同じように機能します。単独のRTKは基地局から数km～20km程度が実用範囲（距離が離れると誤差が増大）ですし、ネットワーク型RTKも提供事業者のサービスエリア外では利用できません。

• 初期計測に要する時間: CLASは数十秒～1分程度で高精度測位が可能になります。RTKは条件が揃えば数秒で固定解が得られるため初期確定はより速いですが、CLASも実用上十分短い収束時間といえます。

• 測位精度・安定性: どちらも最終的には数センチの精度を達成します。理論上は基準局に近いRTKの方がわずかに精度面で有利な場合がありますが、CLASも平面位置で数cm程度の誤差に収まるため、多くの用途で遜色ない精度を提供します。

• 機材やコスト: RTK測量には基地局機器や通信装置、サービス利用料などが必要になるケースがあります。CLASは受信機さえ用意すれば追加の通信機材や通信費が不要で、高精度測位のハードルを下げます。特に、測量経験が浅い現場でもシンプルな構成で扱いやすい点は利点です。

以上のように、通信環境に左右されないCLASは従来手法を補完・強化する存在として注目されています。もちろん通信圏内であれば従来のネットワークRTKも非常に有効ですが、「いざという時」に通信に頼らず単独で精度を確保できるCLASの価値は大きいと言えるでしょう。

災害現場で威力を発揮するCLAS

地震や豪雨などの大規模災害が発生した直後、被災地では初動対応の測量が重要になります。崩壊した地形や損壊した施設の状況を正確に把握するため、被害箇所の位置や規模を迅速に記録・計測する必要があります。しかし災害直後は、停電や通信障害で測量用のインフラが使えなかったり、現地が危険で従来の大型機材を持ち込めないケースも多々あります。

その点、CLAS対応のGNSS測位であれば、災害現場において単独で自律的に位置を測定できます。例えば、大規模な土砂崩れ現場で、作業員が携行したGNSS受信機を使って崩壊土砂の末端や被災した道路・橋梁の位置を次々と測定し、デジタル地図上にプロットすることが可能です。通信圏外でもリアルタイムに得られるこれら正確な座標データは、被害状況の全体像を早期に把握するのに役立ちます。測量結果を関係機関と即時に共有すれば、どの地域に優先的に支援を投入すべきか、どの地点で復旧工事を開始すべきかといった意思決定もスムーズになるでしょう。

さらに、周囲との道路や通信が寸断された孤立集落の状況把握にもCLASは威力を発揮します。ヘリコプターや徒歩で現地入りした職員が、集落内の被災箇所や救援物資の投下地点となる空き地の座標をCLASで記録すれば、通信が遮断された地域でも正確な位置情報を本部と共有可能です。これにより、地図上で孤立地域の状況を俯瞰し、効率的な支援活動や救援ルートの検討を進めることができます。

また、CLASによる測位は機動性と安全性の面でも災害対応に貢献します。小型のGNSS受信機とアンテナがあれば、一人の作業員で複数地点の測量が短時間で行えます。従来のトータルステーションでは設置や対向の手間がかかった場所でも、GNSSなら機器を担いで歩くだけで広範囲をカバーできます。危険な現場に重い三脚や装置を運び込む必要も減り、二次災害のリスクを抑えながら測量できます。特にCLASは通信や電源への依存が低いため、災害直後の混乱下でも現場で測りたいときにすぐ測れるという安心感があります。

仮に通信ネットワークが復旧していれば、ネットワーク型RTKとの併用も可能ですが、被災状況によっては通信環境が制限される場合も少なくありません。そのような中でもCLASが使えることは、測位の冗長性（バックアップ）を確保する上でも大きなメリットです。初動段階でCLAS測位により収集した精度の高い位置データは、復旧計画の立案や被害状況の記録・検証にも長期的に活かせます。

山間部・離島での高精度測位活用

都市部から離れた山岳地帯や離島の現場でも、CLASは高精度測位の大きな味方です。従来、携帯圏外の場所で精密な測位を行うには、自前で基地局を設置してRTK測量をしたり、あるいは誤差補正なしでGNSS記録をとって後日データ処理（静的解析）する方法しかありませんでした。しかしCLASなら、そうした遠隔地でもリアルタイムにセンチ精度で位置を取得可能です。広大な山林や人里離れた地であっても、みちびき衛星からの電波さえ受信できれば、その場で正確な緯度経度や標高を把握できます。

山間部の土木工事や林道の整備では、測量機材を運び込むだけでも一苦労です。CLAS対応のGNSS受信機があれば、重機や構造物の設置位置出し（丁張り作業）を少人数で効率良く行えます。例えば、谷あいの橋脚位置を決めたり山腹の作業道路をトレースしたりする際にも、見通しの悪い地形で光波測距を使う必要がなく、GPS電波が届く上空視界さえ確保できれば作業が進められます。森林内部でも、上空が開けたポイントを選べばGNSSによる測位が可能なので、伐採や造林の現場で境界確認や地形測量を行う際にも役立ちます。

なお、準天頂衛星みちびきは日本上空の天頂付近に長時間とどまる特殊な軌道を採用しています。そのため谷あいに入り組んだ地形や樹林に囲まれた場所でも、衛星高度が高い分だけ電波を受信しやすいという利点があります。こうした設計も、山岳環境でCLAS測位が有用となる一因です。

登山道の記録や山岳遭難対策でも、高精度な測位ログが威力を発揮します。山小屋や標識の正確な座標を残しておけば、後から地図上で位置を特定しやすくなり、登山道の維持管理計画に活かすことができます。登山者自身が携帯型のCLAS受信機を持っていれば、自分の歩いたルートを数cmの精度で記録できるため、万一の遭難時に捜索範囲を絞り込む手がかりにもなり得ます。また、離島のインフラ点検や農地管理など、従来は測量が難しかった地域でも、CLASを活用した正確な位置データの記録が可能です。

日本の準天頂衛星は基本的に日本全域をカバーしており、北は北海道の僻地から南は離島部まで衛星測位補強サービスを受けることができます。従って、地理的に孤立したエリアであっても、CLAS対応機材さえ持ち込めば、その地点が地球上のどこに位置するかをセンチメートル単位で突き止めることができます。このことは、地域の防災計画やインフラ維持において、場所を問わず精密な位置情報を得られるという安心感につながります。

スマホ連携のCLAS対応LRTKで簡易測量を現地完結

以上のように、CLASによる高精度測位は通信圏外の現場で強力な武器となりますが、実際に活用するにはCLAS対応の受信機を携行する必要があります。そこで登場したのが、小型GNSS受信機「LRTK」です。LRTKはCLAS信号の受信に対応した超小型のRTK-GNSSデバイスで、スマートフォンと連携して使用することで現地で簡易測量を完結できるソリューションです。

LRTKはスマホの拡張モジュールのように機能し、ポケットに収まるコンパクトサイズながら、本格的なマルチGNSS・マルチ周波数受信機としてセンチメートル級測位を可能にします。専用アンテナでCLASの補強信号や各種GNSS衛星の電波を捉え、スマホアプリ上でリアルタイムに座標を表示・記録できます。従来は2人1組で行っていた測量作業も、LRTKとスマホがあれば1人で即座にポイントの測定や記録が可能です。得られた位置情報はその場で地図や図面にプロットしたり、写真・メモと紐付けてクラウドに共有したりと、デジタルデータとしてすぐ活用できます。

特に山間部や災害直後のように、機動力と自立性が求められる状況でLRTKは真価を発揮します。通信圏外でもCLASによって安定した高精度測位が行えるため、ネット接続を気にせず測量を進められます。バッテリー内蔵型で携帯性に優れ、必要なときにサッと取り出して測れる手軽さは、従来の大掛かりな機材では得られなかったものです。まさに「スマホが万能測量機に変身」すると言えるでしょう。測量の専門家だけでなく、防災担当者やインフラ点検の技術者など、GPSを使って現場作業を行う幅広い分野で、このようなCLAS対応簡易測位ツールの導入が進んでいます。

かつては専門の測量機器や安定した通信環境がなければ実現できなかったセンチメートル級測位が、CLASとそれに対応する小型デバイスの登場によって飛躍的に身近なものになりつつあります。高精度測位の世界は、CLASとそれを支えるデバイスの進化によって、大きく様変わりしつつあります。通信網に頼らずとも高精度な位置情報が得られるという安心感は、災害対応から日常の測量・施工管理まで強力な後押しとなるでしょう。あなたの現場でも、CLASとLRTKを活用したスマホ測量で、これまでにない効率と安全性を実現してみませんか。