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補正情報サービス比較:スマホ一体型CLAS対応のエリアカバー力を徹底検証

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万能の測量機LRTKの説明

著者: LRTKチーム

GPSなどの衛星測位(GNSS)は、単独では一般に5~10メートル程度の誤差が生じます。これを補う「補正情報サービス」を利用すれば、測位精度を数センチメートルまで高めることが可能です。現在利用されている補正情報サービスには、地域の基地局ネットワークから誤差データを配信するネットワーク型、衛星から補強信号を直接受信する衛星単独型、そしてスマートフォンと一体化した受信機で手軽に高精度測位を実現するスマホ一体型など、いくつかのタイプがあります。


本記事では、それぞれの補正情報サービスの特徴を比較し、とくにスマホ一体型CLAS対応方式のエリアカバー力(サービス提供エリアの広さや通信圏外での利用可否)を徹底検証します。また、測位精度や補正データの更新頻度、必要な機材、導入のしやすさ、コスト面などの観点からも各方式の違いを解説し、都市部・山間部・災害時など様々な現場でのユースケースに触れます。最後にFAQ形式でよくある疑問に答え、高精度測位導入のヒントも紹介します。


目次

補正情報サービスとは

補正情報サービスの種類

ネットワーク型補正情報サービス

衛星単独型(CLAS)補正情報サービス

スマホ一体型CLAS対応方式

エリアカバー範囲の比較

ネットワーク型のカバーエリア

衛星単独型(CLAS)のカバーエリア

スマホ一体型CLASのカバーエリア

測位精度と補正頻度の比較

ネットワーク型の精度と補正更新頻度

衛星単独型(CLAS)の精度と更新頻度

スマホ一体型CLASの精度

必要な機材と導入のしやすさ

ネットワーク型に必要な機材と導入条件

衛星単独型に必要な機材と導入のしやすさ

スマホ一体型CLASに必要な機材と導入のしやすさ

コスト面の比較

ネットワーク型のコスト

衛星単独型のコスト

スマホ一体型のコスト

現場でのユースケース

災害対応での高精度測位

山林や圏外地域での測位

都市部・構造物周辺での測位

まとめ

FAQ


補正情報サービスとは

補正情報サービスとは、GNSS測位の誤差を補正するための情報を提供するサービスです。GNSS衛星信号には、衛星軌道や時計のずれ、電離圏や対流圏による遅延、周囲の環境による信号反射(マルチパス)など様々な要因で誤差が生じます。その結果、単独測位では位置に数メートルのズレが残ってしまいます。補正情報サービスでは、基準局(正確な座標を持つ観測点)で測定したGNSSの誤差情報をユーザー側に配信したり、補強信号を搭載した衛星からユーザーに直接送信したりすることで、こうした誤差をリアルタイムに補います。これにより、位置精度を飛躍的に向上させ、数センチメートルの誤差にまで縮小することが可能になります。


高精度な測位が得られる仕組みとしては、古くからRTK測位(Real-Time Kinematic)方式が知られてきました。RTKは、基準局と移動局(ローバー)の2点で同じ衛星信号を受信し、基準局側で算出した誤差を移動局に送り届けることで、移動局の測位結果を補正する方法です。この原理により、単独では除去できない衛星信号の誤差要因をキャンセルし、一般に水平1~3cm程度という非常に高い精度を実現できます。RTKの応用により、重機の自動制御や設計図との出来形照合といった、従来は数メートルのズレが致命的だった作業も、安全かつ正確に行えるようになりました。


補正情報サービスの種類

補正情報サービスにはいくつかの方式があり、それぞれ提供方法や必要機材が異なります。代表的なタイプとして、ネットワーク型衛星単独型スマホ一体型の3種類を以下に紹介します。


ネットワーク型補正情報サービス

ネットワーク型補正情報サービスでは、インターネット(携帯電話回線など)を通じてGNSSの補正データをリアルタイムに受信します。国土地理院の電子基準点ネットワーク(約1300箇所のCORS網)や民間事業者の基準局網のデータをクラウド上で統合し、利用者近傍に仮想基準点(VRS)を設定して誤差補正情報を配信する仕組みが一般的です。ユーザー側はGNSS受信機や測位アプリでNtripと呼ばれるプロトコルを用いて補正情報サーバーに接続し、リアルタイムに補正データを取得して自身の測位に適用します。


この方式では、ユーザーが自前で基地局を設置する必要がなく、サービスエリア内であれば単独の受信機だけでセンチメートル級測位が可能となるのがメリットです。複数基準局によるネットワーク補正により、基準局からの距離に起因する精度低下もほぼ解消され、広範囲で安定した精度が得られます。一方で、サービス提供会社との契約が必要であり、月額または年額の利用料金が発生します。また携帯電話の通信圏外では補正データを受け取れないため、リアルタイム測位が行えないという制約もあります。


衛星単独型(CLAS)補正情報サービス

衛星単独型の補正サービスでは、補正情報が地上の通信ネットワークではなく衛星から直接提供されます。日本における代表例が、準天頂衛星システム(QZSS)によるセンチメートル級測位補強サービス(CLAS)です。CLASは日本全国をカバーする高精度の誤差補正データをQZSSのL6帯電波で配信し、対応受信機があれば無料で利用できるサービスです。


この方式の最大の特徴は、「ユーザーが自前の基地局を用意しなくても良い」ことと、「補正情報の取得に通信回線を必要としない」ことにあります。誤差情報は国が整備した電子基準点網(GEONET)の観測データをもとに準天頂衛星から直接ユーザーに届けられるため、基準局からの距離による精度劣化がなく、日本国内であれば山間部から海上までどこでも均質な補強情報が得られます。当然インターネット接続も不要なので、携帯電波の届かないエリアでも運用可能です。さらに衛星からの補強信号を受信するだけなので、利用料がかからない(無料で使える)点も大きな利点です(※対応受信機の購入費用は別途必要)。


留意点としては、CLAS信号(L6D)を受信できる専用GNSS受信機が必要になる点です。通常の市販GNSS機やスマートフォン内蔵GPSではL6帯信号を扱えないため、「CLAS対応」と謳われた機器を準備する必要があります。また精度面では、基準局と直接通信する従来型RTKに比べて若干劣る場合があります。例えば水平精度はRTK固定解で約2cmなのに対し、CLASでは約5~6cm程度とされています。また高精度な位置解を得るまでに測位開始から数十秒~1分程度の初期収束時間を要するのが一般的です。その間はRTKのフロート解(誤差数十cm程度)の精度に留まることもあるため、即座に極限の精度が要求される作業では注意が必要です。ただし約1分も経てば誤差数cm内に収束し、その後は安定して高精度を維持できます。なおCLASのサービス提供エリアは日本国内(みちびきの可視範囲)に限られるため、国外では利用できません。


スマホ一体型CLAS対応方式

近年登場したスマホ一体型の補正情報利用方式は、上記の衛星補正サービス(CLAS)とスマートフォンを組み合わせることで、高精度測位を飛躍的に手軽にしたアプローチです。アンテナ・受信機・バッテリーが一体化した小型のGNSSデバイスをスマートフォン(主にiPhoneやAndroid端末)に装着し、Bluetooth等で接続して測位を行います。専用のスマホアプリを起動するだけで、補正情報の受信から高精度測位までスマホ上で完結し、まさにスマートフォンが高精度測量機に早変わりします。


この方式のメリットは、非常に携行性が高く簡便である点です。重い測量機材や煩雑なケーブル類を持ち運ぶ必要がなく、受信機デバイス(多くは数百グラム以下)とスマホだけで現場に赴けます。アンテナも内蔵されておりポケットに収まるサイズのため、機材の運搬負担が大幅に軽減されます。また1人1台のスマホで完結するため、必要なときに各作業員が即座に測位・記録を行えるようになり、現場の生産性向上に大きく寄与します。さらに、操作UIがスマホアプリとして親しみやすく設計されているため、専門教育を受けていない作業員でも直感的に扱える点も現場導入を後押しします。


もちろんスマホ一体型デバイスはCLASに対応しているため、携帯圏外のエリアでも単独で高精度測位が可能です。従来は諦めていたような山間僻地での測量や、災害時に通信インフラが遮断された状況下でも、スマホ一体型デバイスさえあれば衛星から直接補正情報を受信してセンチメートル級の位置データを取得できます。またスマホのカメラやクラウド連携機能と組み合わせられる点も利点です。例えば、スマホ一体型デバイスと専用アプリを使えば、高精度な位置情報付きの写真を簡単に撮影でき、その場で地図上に撮影地点を可視化するといった高度なデータ活用も手軽に実現します。撮影した写真には自動的に正確な測位タグが付与されるため、後からオフィスで写真と地図情報を突合し、効率的に報告資料を作成することが可能です。


エリアカバー範囲の比較

補正情報サービス各方式のカバーエリア(サービス提供範囲)について、都市部・山間部・圏外地域といった観点から比較します。


ネットワーク型のカバーエリア

ネットワーク型は、基本的に携帯電話のサービスエリア内であれば利用可能です。日本国内では主要携帯キャリアの通信網が全国をほぼカバーしているため、都市部や郊外の大半の現場で補正情報を受信できます。しかし、山深い谷間や人里離れた森林地帯、遠隔地の工事現場などで携帯圏外となる場合には、ネットワーク型の補正情報はリアルタイムでは得られません。また海岸から離れた洋上では陸上の携帯電波が届かないため、海上での高精度測位にも原則利用できません。


なお、ネットワーク型サービス自体の提供エリア(補正情報ネットワークが整備されている範囲)も事業者によって異なります。一部地域のみ対応のローカルVRSサービスも存在しますが、近年は全国規模で展開する商用サービスが普及しつつあり、契約さえすれば全国どこでも使える環境が整ってきています。ただし先述のように通信圏外ではサービスを利用できないため、山間部などへ赴く際は事前に電波状況を確認しておくことが重要です。


卫星単独型(CLAS)のカバーエリア

衛星単独型(CLAS)のカバーエリアは、日本全国に及びます。CLASは準天頂衛星から降ってくる補強信号を利用するため、ユーザー側が空さえ見通せれば、北海道から沖縄までどこでも均一な補正情報を受信できます。携帯電波が届かない山奥や離島、航行中の海上であっても、上空に衛星さえ捉えられれば高精度測位が可能です。この広域カバー能力はネットワーク型にはない大きな利点です。


もっとも、衛星からの電波である以上、建物に囲まれた都市の谷間や森林の中など、上空視界が極端に遮られた環境では受信が不安定になることがあります。CLASでは常時少なくとも1機以上のみちびき衛星が日本上空に位置するよう設計されており、都市部でも比較的高仰角から信号を得られるメリットがありますが、それでも完全な屋内やトンネル内では利用できません(これは他のGNSS方式も同様です)。また繰り返しになりますが、CLASは日本国内向けのサービスであり、衛星の見えない海外では使用できません。


スマホ一体型CLASのカバーエリア

スマホ一体型CLAS対応方式は、CLASの衛星補正を利用するためそのカバー範囲は基本的にCLASと同じです。つまり、日本全国の携帯圏外エリアでも利用でき、ユーザーはスマホ片手に山林や離島の現場へ赴いても高精度測位を行えます。複数の現場をまたぐ巡回作業でも、基地局の設置替えやサービスエリアの切替を意識する必要がありません。たとえば北から南へ長距離を移動しながら連続的に計測する場合でも、途中で補正サービスが途切れることなく一貫した精度で測位を継続できます。


また災害現場のように通信インフラがダウンした状況下でも、スマホ一体型デバイスさえあれば衛星から直接補正信号を受信できるため、現場での測位・データ記録を止める必要がありません。実際に、ある地震被災地で携帯基地局が機能しない中、スマホ装着型のCLAS受信機により被災状況を写真とともに正確に記録できた例も報告されています。このようにスマホ一体型CLAS方式は、通信環境を問わず全国どこでも安定した高精度測位を可能にする点で大きな強みを持ちます。


測位精度と補正頻度の比較

各方式の測位精度(最終的に得られる位置の誤差)と、補正データの更新頻度(リアルタイム補正情報の配信間隔)について比較します。


ネットワーク型の精度と補正更新頻度

ネットワーク型RTKでは、基準局のデータを継続的に受信することで、水平2cm程度・垂直数cm程度の高い測位精度(固定解)を実現します。初期の固定解も数秒以内に得られることが多く、測位開始後すぐにセンチメートル級の精度に到達できるのが特長です。補正データは通常1秒間に1回程度の頻度で配信され、時間とともに変動する衛星軌道誤差や電離圏誤差などを逐次補正し続けます。これにより、移動しながらの連続測位や重機のマシンガイダンスといったリアルタイム性が要求される用途でも、安定してセンチメートル精度を維持できます。


ただし、安定した高精度を得るためには補正情報を途切れることなく受信できる通信環境が前提となります。通信が不安定な環境では補正データが欠落し、一時的に固定解が維持できずフロート解(誤差数十cm程度)に戻ってしまう可能性があります。また、ユーザー自身が単一の基地局を用いる独立型RTKの場合、基準局との距離が離れると精度が徐々に低下し、一般に10km以上離れると誤差が大きくなるとされています(ネットワーク型のVRS方式ではこの距離による誤差増大がほぼ解消されています)。


衛星単独型(CLAS)の精度と更新頻度

衛星単独型(CLAS)の測位精度は、水平約5~6cm程度とされています。従来のネットワークRTK(固定解)に比べればわずかに大きい誤差ですが、実用上は十分小さい値です。CLASの場合、測位開始直後は誤差が数十cmのフロート解に留まりますが、数十秒~1分ほどで誤差数cmの範囲に収束し、その後は安定して高精度を維持します。補正情報自体は衛星から常時送信され続けており、ユーザーが動的に移動する場合でも継続的に受信できていれば精度を保ったまま測位が可能です。例えばドローンにCLAS対応受信機を搭載すれば、広範囲を自律飛行しながら地表の測位データをリアルタイムに高精度記録するといった運用も可能です。


一方、CLASは通信環境に依存しない反面、初期収束に時間を要する点には注意が必要です。測位開始直後から即座に最高精度が必要な作業では、開始後しばらくは測位結果の精度を見極めつつ作業を進めるなどの対応が望ましいでしょう。また、受信機が一時的に衛星信号を見失った場合、再び高精度に戻るまでに多少の時間がかかる可能性があります。それでも概ね1分程度で安定したセンチメートル級精度に達するため、通常の測量・施工用途であれば問題なく利用できるレベルと言えます。


スマホ一体型CLASの精度

スマホ一体型デバイスで得られる測位精度は、基本的に前述のCLAS方式と同様です。水平・垂直とも数cm程度の高精度が得られ、初期収束にはやや時間を要します。ただ、多くのスマホ装着型受信機はマルチバンドGNSSに対応しており、複数周波数の衛星信号を受信することで都市部や森林周辺でも効率よく測位できる工夫がなされています。また機種によっては、携帯通信網を介したネットワーク型RTK補正にも対応しており、携帯圏内ではネットワークRTKを優先利用しつつ、圏外に出ると自動的にCLAS受信に切り替えて測位を継続する、といったハイブリッド運用も可能です。このようにスマホ一体型では、現場の状況に応じて最適な補正情報を活用しながら常に高精度を維持できる柔軟性も備えています。


実際の精度検証においても、スマホ一体型デバイスによる測位結果は従来の据え置き型高精度GNSS受信機と遜色ないレベルの精度を示しています。小型ながら高性能なアンテナとGNSSモジュールを搭載しているため、開けた環境であればプロ仕様の機器と同等にセンチメートル級精度が得られます。ただし、高層ビルの谷間などGNSS信号が乱れる環境では、従来機器同様に測位が不安定になる場合があります。測位環境が劣悪な現場では、複数回観測して平均を取る、視界の確保できる場所に移動して測るなど、基本的な精度管理の工夫は必要です。


必要な機材と導入のしやすさ

各方式の利用に際して必要となる機材や、現場への導入の容易さを比較します。また、セットアップの手間や電波要件、1人で完結できるかといった運用面の違いについても解説します。


ネットワーク型に必要な機材と導入条件

ネットワーク型補正情報サービスを利用するには、センチメートル級測位に対応したGNSS受信機(移動局)が必要です。さらにその受信機がインターネット経由で補正データを取得できるよう、通信環境(携帯電話回線やモバイルルーターなど)とNtripクライアントの設定を用意します。具体的には、受信機内蔵の通信モジュールや、受信機とBluetooth接続したタブレット・スマホを用いて、サービス契約時に発行されるNtrip用のID・パスワードを受信機または測位アプリに設定し、補正情報配信サーバーに接続します。多くの最新GNSS機器はNtripクライアント機能を備えており、専用アプリやフィールドコントローラー端末上でこうした接続設定が可能です。


導入にあたっては、事前にサービス提供会社との契約手続きを行い、アカウント情報を取得する必要がありますが、一度契約すれば比較的スムーズに利用開始できます。ユーザー自身が基地局を設置する手間がないため、1人の作業員でも現場に受信機を持ち込むだけで測量を完結できます。通信環境さえ確保できれば高度な調整は不要で、基地局の位置出しや無線周波数の設定といった煩雑さもありません。ただし、現場が携帯電話の圏外であった場合はサービスを利用できないため、山間部の作業などでは事前に電波状況を確認し、必要に応じて一時的な通信中継手段の用意や、どうしてもリアルタイムが難しければ後処理(ポストプロセッシング)で対応するといった対策を検討する必要があります。


衛星単独型に必要な機材と導入のしやすさ

衛星単独型(CLAS)を利用する場合は、CLAS対応のGNSS受信機を用意する必要があります。対応機器としては、国内外の測量機メーカー各社が発売する高精度GNSS受信機のモデルや、新興メーカーによる小型受信モジュールなどがあります。重要な点はL6帯のCLAS信号を受信・解析できることであり、一般的なGNSS機器やスマホ内蔵GPSでは対応していないため、「CLAS対応」と明記された製品を選ぶ必要があります。


導入時の手順自体は比較的シンプルです。通信契約等は不要で、受信機の電源を入れて衛星を捕捉すれば自動的に補正情報の受信が開始されます。装置の初期設定として基準座標系(世界測地系 or 日本測地系など)の選択や出力フォーマットの確認を行う程度で、難しい設定はほとんどありません。自前の基地局設営が不要で、補正情報受信に特別な無線免許も要らないため、ハードウェアを購入してしまえばすぐに現場で使い始めることができます。一人で受信機を持ち運び電源を入れるだけで高精度測位が開始できる手軽さは大きな利点です。


注意点として、CLAS対応機器自体がまだ限られたラインナップであり、一般的なRTK対応機器と比べると選択肢が多くない現状があります。また屋外で衛星信号を受信する必要があるため、受信機に外付けアンテナを接続する場合はできるだけ見通しの良い場所にアンテナを設置するなど、基本的な運用上の配慮は必要です。受信機の形態によっては、測量用ポールに据え付けたり車両に搭載したりすることで安定した受信環境を確保することになりますが、それも基地局の設営に比べればはるかに簡便でしょう。


スマホ一体型CLASに必要な機材と導入のしやすさ

スマホ一体型CLAS対応デバイスの導入に必要なものは、対応デバイス本体と手持ちのスマートフォンだけです。例えばiPhoneに装着できるタイプのデバイスでは、専用のスマホケース(アダプター)に超小型の受信機モジュールを装着し、Bluetoothでスマホと接続します。その後、スマホに専用アプリをインストールして起動すれば、測位がスタートします。アンテナやバッテリーもデバイスに内蔵されているため、煩わしい配線や外部電源は不要です。重量も数百グラム以下と軽量で、上着のポケットに収まるほどコンパクトなため、現場への機材持ち込みの負担が大幅に軽減されます。


セットアップも極めて簡単で、専門知識がなくても直感的に操作できます。アプリ上で使用する補正方式(例:CLAS)を選択し測位開始ボタンを押すだけで、衛星補正の適用された高精度測位が自動的に始まります。測位中の自位置はスマホ画面上の地図にリアルタイム表示され、ワンタップで位置を保存・共有することも可能です。これにより、従来は紙の野帳に記入していた測点データもデジタルに即時記録できますし、クラウド経由でオフィスと同期させて進捗を共有するといったことも容易です。


このようにスマホ一体型は1人1台をすぐ使える手軽さが大きな魅力です。現場に到着してから数分以内には測量作業を開始でき、撤収もデバイスとスマホをカバンにしまうだけと極めて迅速です。さらに、スマホという誰もが使い慣れたUIのおかげで、専門の測量技術者でなくとも操作できるケースが増えています。新人スタッフでも短時間のレクチャーで使いこなせるため、社内教育の負担も少なく済むでしょう。


コスト面の比較

各方式にかかるコストを初期導入費用とランニングコストの観点から比較します。具体的な金額はここでは示しませんが、それぞれの方式における費用感の違いを把握しましょう。


ネットワーク型のコスト

ネットワーク型補正情報サービスでは、まず高精度GNSS受信機やアンテナ、通信機器などの購入費用が初期投資として発生します。従来、この種の測量機器は専門性が高く高価で、数百万円規模の導入コストが当たり前でした。加えて、サービス利用料として補正情報配信事業者との契約による月額・年額の料金がかかります。利用頻度やサービス提供者にもよりますが、年間契約料は相応の額となり、長期間使い続ける場合はランニングコストも無視できません。特に高精度機器を保有していない中小企業や、精密測位をたまにしか使わない用途では、この定期的な費用負担が導入のハードルとなりがちです。


もっとも近年では、競争や技術革新により価格が徐々にこなれてきており、初期費用ゼロで機器を貸与し月額料金だけで利用できるサービスなども登場しています。また建設業界では高精度測位の生産性向上メリットが大きいため、必要経費として十分見合う投資だと評価する声も多く聞かれます。ネットワーク型はサポート体制や精度保証が充実している場合もあり、単なるコスト比較だけでなく、そうした付加価値も含めて総合的に判断することが大切です。


衛星単独型のコスト

衛星単独型(CLAS)の最大の利点は、補正情報そのものが無料で利用できる点です。みちびきのCLAS信号受信には利用料が一切かからないため、一度対応受信機を購入してしまえば、その後は月々のサービス料金が発生しません。ネットワーク型のような継続課金が不要なため、長期的に見れば運用コストを大幅に抑制できます。


もっとも、CLAS対応機器の購入費用は初期投資として考慮しなければなりません。高精度GNSS受信機は従来高額な専門機材でしたが、CLASの登場によって必要機材がローバー受信機1台のみになったため、導入点数を減らして費用を削減できるメリットがあります。すなわち、基地局用の機器や通信モデムを別途用意しなくて良いため、トータルでは機器購入費を大きく圧縮できる可能性があります。また、すでにRTK対応のGNSS機器を保有している場合、ファームウェア更新等でCLAS信号に対応できるケースもあり、その場合は新規購入の必要すらなく活用できるでしょう。


総じて、CLASを活用すれば初期費用こそ必要なものの、その後のランニングコストがゼロになるため、頻繁に高精度測位を行う用途ほど経済的な選択肢となります。特に、自前基地局の維持管理や有償サービス契約に予算を割く余裕がない小規模事業者にとって、CLAS対応機器の導入はコスト面のハードルを下げる画期的な手段と言えます。


スマホ一体型のコスト

スマホ一体型CLAS対応デバイスは、コスト面でも非常に優れています。従来の高精度GNSS機器が数百万円規模の投資を必要としていたのに対し、スマホ装着型デバイスは桁違いに低価格な価格帯で提供されます。スマートフォンという汎用デバイスを利用し、専用の高精度受信機能だけを小型デバイスに集約した設計により、ハードウェア費用を大幅に削減できているためです。その結果、中小企業や個人でも手が届く価格でセンチメートル級測位を導入できるようになりました。


またランニングコストについても、スマホ一体型デバイスは基本的にCLASの無料補正を利用するため追加のサービス料金はかかりません。アプリの利用料もデバイス購入時に包括されている場合が多く、継続的な課金モデルではないことがほとんどです。仮にネットワーク型補正をオプションで併用できる機種でも、必要なときだけ短期契約を結ぶなど柔軟にコスト管理が可能です。


さらに、1台あたりの導入コストが下がったことで複数人に機器を配備することも現実的になりました。従来は1セットの高価な測量機器をチーム全員で共有していた場面でも、スマホ一体型なら各人が自身のスマホで同時並行して測位作業を行えるため、作業効率が飛躍的に向上します。総合的に見て、スマホ一体型CLAS対応方式は初期導入費用・維持費の両面で最もコストパフォーマンスに優れた選択肢と言えるでしょう。


現場でのユースケース

補正情報サービス各方式が活躍する具体的な現場シーンを紹介します。それぞれの方式が持つ特性により、適したユースケースが異なります。


災害対応での高精度測位

災害対応の現場では、高精度測位のニーズが非常に高まります。地震や豪雨による被災地で地形変化や被害状況を迅速に記録したり、復旧作業の計画立案に正確な座標情報が必要になるためです。しかし災害時には携帯電話網や電力インフラが寸断されることも多く、ネットワーク型RTKは利用できないケースがあります。そのような状況下で威力を発揮するのが衛星単独型(CLAS)やスマホ一体型デバイスです。通信インフラに頼らず衛星から直接補正を受信できるため、被災直後の孤立した地域でも単独でセンチメートル級測位が可能となります。


実際に、ある地震の際には携帯基地局がダウンした地域で、スマホ装着型のCLAS対応受信機を用いて被害箇所の写真を高精度な位置タグ付きで記録できた事例があります。このように非常時でも正確な位置情報を取得できることは、被害状況の把握や緊急対応計画の策定に大きく寄与します。また平時においても、災害対応用にスマホ一体型デバイスを備えておけば、万一通信網が使えない事態でも測位手段を確保できるため、インフラ維持管理のレジリエンス向上やリスクヘッジ策として有用です。


山林や圏外地域での測位

山間部や過疎地など、携帯圏外のフィールドでも補正情報サービスの違いは顕著に現れます。森林測量や山岳地帯での土木作業では、従来リアルタイムでセンチメートル精度を得るのが困難でした。ネットワーク型RTKは圏外で使えず、やむなく現地に基地局を設置して短距離の独立型RTKを行ったり、あるいはGNSSの静的観測をして事後解析するしかなかったのです。CLASやスマホ一体型デバイスの登場により、こうした圏外エリアでも現場に到着し次第、その場でセンチメートル級測位が可能になりました。


例えば山奥のトンネル坑口工事やダム建設現場でも、通信環境を気にせず設計座標に基づく出来形管理測定が行えます。樹木に囲まれ見通しが悪い森林内でも、頭上の空が一部でも開けた場所を選べば衛星補強信号を受信でき、従来困難だった測点の精密な観測が実現します。また電波の届かない離島や外洋での位置基準確保にもCLASは有効です。沿岸から遠く離れた洋上でブイや調査船の位置を測定する際も、衛星からの補正情報さえ受信できれば数センチの精度で定位できます。このように、衛星通信型の補正サービスは人跡未踏の地から水上まで、通信インフラに制約されない広いフィールドで活躍します。


都市部・構造物周辺での測位

都市部や構造物の多い環境で高精度測位を行う場合、また別の課題が生じます。高層ビルや巨大構造物の近くでは、GNSS衛星信号が建物に遮られたり壁面で反射(マルチパス)したりするため、補正情報が得られても衛星自体を十分捕捉できず測位解が不安定になることがあります。このような都市環境では、ネットワーク型・CLAS型いずれの方式でも測位に苦労する場面がある点は共通です。みちびきのCLASは高仰角の衛星を提供するため都市部での衛星確保性向上に寄与しますが、それでもビルの谷間では可視衛星数が足りず固定解が得られにくい場合があります。現実には、路上の開けた交差点に出て測位したり、上空視界が確保できる時間帯を選んで観測するといった工夫が必要になるでしょう。


構造物周辺での測量では、新しい技術として受信機の傾斜補正機能も有効です。これはポール先端の受信機を傾けても正確に測点の座標を算出できる技術で、建物の軒下や橋梁の下などポールを垂直に立てられない場所でも測点を取得できます。傾斜補正機能を備えた高精度GNSS機器を使えば、従来難しかった構造物ぎりぎりのポイント測量も可能となり、都市部での作業効率が飛躍的に向上します。


スマホ一体型デバイスは、都市部の細い路地や密集市街地での簡易な測位作業にも適しています。小型軽量であるため三脚を広げるスペースがない場所でも、片手で受信機を掲げて計測できます。歩行者や車両の邪魔にならず素早く測点を記録できる点は、インフラ点検や道路施設の維持管理業務においても有用です。ただしビル街で電波の反射や遮蔽が極めて強い環境では、測位精度が乱れる恐れがあります。必要に応じて複数回観測して平均を取る、精度の高い電子基準点が近くにあればそちらを利用するなど、データの慎重な確認が推奨されます。


まとめ

補正情報サービスの各方式には、それぞれ独自の強みと制約があります。ネットワーク型は通信インフラさえ整えば即応性が高く精度も安定していますが、圏外では力を発揮できません。衛星単独型(CLAS)はエリアフリーの利点が際立ち、災害時や遠隔地で頼もしい存在ですが、対応機器の準備や初期収束時間など考慮すべき点もあります。そしてスマホ一体型CLAS対応方式は、最新技術の融合により高精度測位を一気に身近なものにしました。誰もが持つスマートフォンを活用し、いつでもどこでも数cmの測位を可能にするこのアプローチは、今後測位の常識を塗り替えていく可能性を秘めています。


実際、スマホ一体型デバイスの登場によって高精度測位の裾野は大きく広がりつつあります。例えばLRTK Phoneシリーズのような製品を用いれば、専門的な知識がなくても現場で即座にセンチメートル級の測位が行えます。補正情報サービスの技術進化によって、「高価で専門家だけのもの」だった精密測位が、より安価で手軽なツールへと変わりつつあります。自社の業務にどの方式が最適かは用途や環境によりますが、これまで導入を躊躇していた方も、この機会に最新の補正情報サービスを活用した簡易測量を検討してみてはいかがでしょうか。


FAQ

Q: CLASとは何ですか?利用するのに費用はかかりますか? A: CLAS(Centimeter Level Augmentation Service)とは、準天頂衛星みちびきが提供するセンチメートル級測位補強サービスのことです。衛星から誤差補正情報を放送し、対応する受信機があれば数cmの測位精度を得られます。CLASの信号受信自体に利用料金はかかりません(無料サービス)ので、契約や通信料なしで使えます。ただし、CLASを利用するための専用受信機の購入費用は別途必要です。


Q: スマートフォン内蔵のGPSだけでセンチメートル精度の測位はできますか? A: 一般的なスマートフォンに内蔵されたGPS(GNSS)受信機のみでは、センチメートル級の精度を出すことは困難です。スマホ内蔵GNSSは単独測位で数mの誤差が生じる仕様で、リアルタイムの補正データを入力するインターフェースも備えていないため、高精度化できないのです。一部の最新スマホには複数周波数に対応したGNSSチップも搭載されていますが、専用の補正情報と高性能アンテナがなければ測位誤差は十分に縮小できません。センチメートル精度を得るには、スマホに取り付ける外付けの高精度GNSS受信機(スマホ一体型デバイス)や専用測量機器を使用する必要があります。


Q: CLASの精度は従来のRTK(ネットワーク型)より劣るのですか? A: CLASもRTKもどちらもセンチメートル級の高精度測位が可能ですが、特性に違いがあります。ネットワーク型RTK(VRS方式)は、理想的な環境では水平約2cm・垂直数cmの誤差まで追い込めるのに対し、CLASでは水平5~6cm程度の精度とされています。またRTKは測位開始から数秒で高精度な固定解が得られますが、CLASは初期収束に30秒~1分ほど要する点も異なります。ただし最終的にはどちらも数cm内の誤差に収まるため、一般的な測量・施工の用途であれば実質的な差はほとんどありません。即時性や最高レベルの精度が特に重要な場面ではRTK方式が有利な場合もありますが、CLASも実用上ほぼ同等の成果が得られることが各種検証で確認されています。


Q: 補正情報サービスは誰でも利用できますか?特別な免許や資格は必要ですか? A: GNSS補正情報サービス自体は、適切な機材さえ揃えれば誰でも利用可能です。ネットワーク型サービスは所定の手続きを踏めば個人でも契約できますし、CLASは衛星信号を受信するだけなので免許や登録も不要です。また補正情報の受信に無線局の免許なども必要ありません(電波を受信するだけなら届出は不要です)。ただし、公共測量など公式な測量業務で高精度GNSSを使用する場合は、測量士等の資格や規程遵守が求められるケースがあります。一般的な自主作業で利用する範囲なら、どなたでも最新の補正情報サービスを活用した高精度測位を試すことができます。


Q: スマートフォンで手軽に高精度測位(簡易測量)を始めるにはどうすれば良いですか? A: 最も手軽な方法は、スマートフォン対応の高精度GNSS受信機(スマホ一体型デバイス)を利用することです。例えばスマホに装着できる[LRTK Phoneシリーズ](https://qzss.go.jp/info/archive/lefixea_240513.html)のようなデバイスを使えば、専門業者でなくてもお持ちのスマホをセンチメートル精度の測量機器に変身させることができます。具体的には、iPhoneやAndroidスマホに対応デバイスを取り付けて専用アプリを起動するだけで、衛星からの補正情報(CLAS)を受信して即座に高精度測位を開始できます。初期設定もシンプルで、測位結果はスマホ画面にわかりやすく表示・保存できるため、誰でも扱いやすいのが特徴です。高額な測量機器を購入したり煩雑な設定を行ったりする必要もありません。まずはこのようなスマホ一体型の簡易測量ツールを試してみると、驚くほど手軽に高精度な位置情報が取得できることを実感できるでしょう。


LRTKで現場の測量精度・作業効率を飛躍的に向上

LRTKシリーズは、建設・土木・測量分野における高精度なGNSS測位を実現し、作業時間短縮や生産性の大幅な向上を可能にします。国土交通省が推進するi-Constructionにも対応しており、建設業界のデジタル化促進に最適なソリューションです。

LRTKの詳細については、下記のリンクよりご覧ください。

 

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