ネットワークRTKで出来形測量を効率化：省力化と精度向上を両立

近年、土木施工の現場では生産性向上のためのデジタル技術導入が加速しています。出来形測量は品質管理上欠かせない工程ですが、従来の手法では多大な人手と時間を要してきました。一方、熟練測量技術者の不足や作業効率化の必要性から、いかに省力化しつつ精度向上を図るかが現場の課題です。国土交通省が推進するi-Constructionの潮流もあり、ICTやGNSSを活用した施工DXが急速に進みつつあります。こうした中で注目されているのが、高精度衛星測位技術のネットワークRTKを活用した新たな測量手法です。本記事では、ネットワークRTKによって出来形測量を効率化し、省力化と精度向上を両立するポイントについて解説します。

出来形測量における課題と従来手法

出来形測量とは、完成した構造物や造成地などの出来形（出来上がった形状）を測定し、設計図との誤差を確認するための測量作業です。道路の路盤厚や法面の勾配、ダムや盛土の出来高など、施工後に所定の形状になっているかを確認する重要な工程となります。従来、この作業はスタッフとレベル（光学水準儀）やトータルステーション等を用い、工事基準点から逐一高さや位置を測定して断面図を作成する方法が主流でした。熟練の測量担当者が1〜2名必要で、多数の測点を人力で計測し記録するため、非常に手間がかかります。広い現場や複雑な地形では測量に数日を要することもあり、施工管理技術者にとって大きな負担でした。

また、従来手法では断面ごとに限られたポイントしか計測できず、現場全体の出来形を正確に把握しづらいという課題もありました。例えば土工事で一定間隔ごとに横断測量する場合、その間にある凹凸や局所的な過不足を見逃してしまう恐れがあります。さらに記録は紙の野帳やパソコン手入力が中心で、測定結果を図面や点検帳票に転記・整理する検査準備にも多くの工数を割いていました。このように、精度を担保しながら如何に効率よく出来形を把握するかが長年の課題となっていたのです。

GNSSとRTK測位技術の活用

こうした課題を解決する切り札として登場したのが、衛星測位技術（GNSS）を用いた出来形測量の省力化です。GPSに代表されるGNSS測位は、人工衛星からの信号で地上の位置を測る技術で、近年はGLONASSやみちびき（QZSS）など複数の衛星群を併用することで測位精度が向上しています。GNSS受信機による単独測位では数メートル程度の誤差がありますが、これを補正してリアルタイムにセンチメートル級の精度を実現する手法がRTK測位です。RTK（Real Time Kinematic）では、既知の座標を持つ基準局と移動局（ローバー）の間で衛星信号の誤差を補正することで、高精度な相対位置を算出します。従来は現場付近に自前の基地局を設置し、無線等で補正情報を送る必要がありましたが、現在ではこの仕組みをインターネット経由で広域提供するネットワークRTKサービスが普及しました。

ネットワークRTKとは、全国各地に配置された複数の基準局ネットワークから利用者の近傍で仮想的な基準点（VRS）を設定し、その補正データをリアルタイム配信する仕組みです。ユーザーは携帯通信などでネット経由の補正情報（Ntripなど）を受信することで、自身で基地局を用意せずとも高精度測位が可能になります。日本では国土地理院の電子基準点網や民間のGNSS基準局サービス、さらには準天頂衛星システム（QZSS）のCLAS信号を利用することで、現場のどこでもセンチメートル級の測位が実現できます。つまり測量のたびに既知点を探して重機を止めて基地局を設置するといった手間が省け、受信機さえあればすぐに精密な座標値を取得できる時代となったのです。

ネットワークRTKによる出来形測量の省力化

ネットワークRTKを導入することで、出来形測量の作業効率は飛躍的に向上します。第一のメリットは一人で測量作業が完結できる点です。ローバー用GNSS受信機（高精度GNSSアンテナ）を測量スタッフが持ち歩き、ポイントごとに測位ボタンを押すだけで、その場で三次元座標を取得できます。従来のように補助スタッフがターゲットを据えて測り、もう一人が機器を操作するといった段取りが不要です。広い造成現場でも人員を最小限に抑えつつ、歩行しながら効率よく多数の点を測定できます。

また、機器のセッティング時間の短縮も省力化に大きく貢献します。トータルステーションでは毎回の据え付け・後視や、測点ごとの視通確保に時間を要しました。一方GNSS測量では空が見通せる場所であれば、ローバーを起動して数分で測位準備が完了します。移動しながら連続して測定できるため、例えば従来半日かかっていた範囲を1〜2時間でカバーするといったことも可能です。リアルタイムで測点の座標値が得られるので、現地で結果を確認しながら不足点を追加測定するといった柔軟な対応も容易になります。

ネットワークRTKによる省力化のポイントをまとめると次の通りです。

• 一人作業が可能になり、人員配置の効率化と省人化を実現

• 基準局設営や後処理が不要で、即座に測量開始できる

• 移動しながら連続測定でき、広範囲の出来形を短時間で把握

• データは電子的に記録されるため、紙の記録作業が減り後工程も効率化

このようにネットワークRTKは、測量工程そのものの作業量を削減し、少ない労力でより多くの測定データを得られる仕組みを提供します。施工管理技術者自身が必要なタイミングで素早く出来形を確認できるようになり、全体の工程管理にも余裕が生まれます。

高精度な測位による出来形品質の確保

省力化と聞くと「精度が犠牲になるのでは？」という懸念もあるかもしれません。しかしネットワークRTKによる測位は、出来形管理に必要な十分な座標精度を確保できます。一般的に高品質なGNSS受信機とネットワークRTKサービスを用いれば、平面的には数センチ以内、標高でも数センチ〜数cm台の精度で安定して測位可能です。土木工事における出来形管理基準では、例えば盛土や路盤厚で許容誤差±5cm程度とされますが、その判定には測定機器自体の精度が±1cm程度確保されていることが望ましいと言われます。RTK-GNSSならばこの要求を満たす測定精度が得られ、十分に品質管理に耐えうるデータを取得できます。

むしろ、RTK測量を活用することで出来形品質のばらつきを低減できる可能性があります。従来は測点数が限られていたため、設計との差異を部分的にしか把握できませんでした。ネットワークRTKによりポイント数を大幅に増やせれば、局所的な過不足も見逃しにくくなります。出来形データの解像度が上がり、品質のムラを減らすことができるのです。また、施工中の段階でも高精度測位を使って随時仕上がりをチェックすれば、不適合箇所を早期に発見して是正できます。手戻りの削減と品質確保を両立できる点も、ネットワークRTK活用の大きなメリットです。

3D点群測量の活用とi-Construction推進

ネットワークRTKの普及は、近年注目される3次元点群測量の活用とも相まって、出来形管理のあり方を大きく変えつつあります。i-Construction施策では、ドローン空撮による写真測量やレーザースキャナ計測など、広範囲を面的に捉える点群データの活用が推奨されています。RTK-GNSSはこれら点群計測と組み合わせることで威力を発揮します。例えばドローン写真測量では、あらかじめ現場に設置した標定点の座標をRTKで測っておけば、得られるオルソ写真や点群モデルに絶対座標を付与できます。従来は後処理で基準点との合致調整が必要でしたが、RTKを使うことで現地測量と写真処理をシームレスに連携でき、点群処理の効率が向上します。

また、モバイル端末とGNSSを組み合わせた新しい点群計測手法も登場しています。例えばスマートフォンやタブレットに内蔵されたLiDARスキャナとRTK受信機を組み合わせ、歩きながら周囲をスキャンすれば、誰でも簡単に絶対座標付きの高精度点群を取得することが可能です。取得した点群データは、そのまま設計3DモデルやBIM/CIMデータと照合して出来形を検証したり、土量を算出したりできます。広範囲を詳細に計測した点群から地形の起伏や構造物の形状を正確に把握できるため、従来の断面測量では見落としていた部分も可視化され、出来形管理の信頼性が高まります。

i-Construction対応の出来形管理要領でも、出来形計測データ（TINファイル）としてRTK-GNSS等で計測した点群を利用できることが明記されています。つまり、RTKによる計測結果は正式な成果品として認められており、今や紙の図面や数表だけでなく3Dデータで出来形を提出する時代になってきました。ネットワークRTKと点群技術の組み合わせにより、現場で取得した詳細な3D情報をもとに迅速かつ的確な出来形管理が可能となっています。

データ連携と帳票作成の効率化

ネットワークRTKによる出来形測量は、現場DX（デジタルトランスフォーメーション）の観点でも大きなメリットをもたらします。GNSS機器や関連ソフトウェアで取得した測位データはデジタル形式で保存・管理されるため、その後のデータ連携が容易です。測点の座標データをそのままCAD図面やCIMモデルに取り込んだり、クラウドを通じて関係者と即時に共有したりできるため、情報伝達のタイムラグが解消されます。これにより、施工管理者と設計者・発注者とのコミュニケーションが円滑になり、出来形に関する認識のズレや確認漏れを防止できます。

さらに、測定データの電子化によって点検帳票類の作成効率化も実現できます。従来は現場で紙に記録した数値を事務所でパソコンに打ち直し、出来形管理図や報告書を作成していました。ネットワークRTKで取得した座標値であれば、はじめから電子データとして整備されているため、専用のソフトやテンプレートを使って帳票を自動生成することが可能です。例えば測定結果を所定の様式に読み込ませれば、高さや厚さの合否判定リストや出来形図表が瞬時に作成できます。手計算や手描きによるミスも減り、監督職員への提出資料を短時間で整えられるため検査準備にも余裕が生まれます。

クラウド連携に対応したシステムであれば、現場で測ったデータをその場でアップロードし、オフィスから即座に確認するといったワークフローも可能です。遠隔地にいる上司や発注者がリアルタイムで進捗を把握できるため、必要に応じて早期に指示・是正を行え、無駄のない品質管理サイクルが構築されます。このように、ネットワークRTKの活用は単なる測量作業の効率化に留まらず、データ活用による施工管理全体の生産性向上につながっています。

安全性向上と現場作業への影響

ネットワークRTKによる出来形測量は、安全性の向上という観点からも注目されます。測量作業の時間短縮と人員削減により、作業員が危険な現場環境に曝される時間を減らすことができます。例えば交通量の多い道路上での出来形測定も、短時間で終われば交通規制や路上作業のリスクを最小限に抑えられます。高所や急斜面での測量も、RTK-GNSSなら測量機を据えるために足場の悪い場所へ無理に立ち入る必要がありません。長いポールの先にGNSSアンテナを取り付ければ離れた安全な場所から測定できますし、ドローンや遠隔計測技術を組み合わせれば人が立ち入れない場所の形状も把握可能です。

また、従来は重い測量機材を運搬・設置する肉体的負担も作業員には大きなリスクでした。夏場の炎天下での器械据付作業や、夜間工事での視距確保など、従来測量には様々な安全上の課題が伴っていました。ネットワークRTKを活用した軽量なGNSS測量なら、こうした負担も軽減され熱中症や事故のリスク低減につながります。省力化と安全性向上は表裏一体であり、効率よく正確に測れる体制を整えることが、結果的に現場作業全体の安全文化にも貢献すると言えるでしょう。

LRTKで始める簡易ネットワークRTK測量

ネットワークRTKの利点を理解しても、「高価な機器や専門知識が必要なのでは？」と心配される方もいるかもしれません。確かに一昔前までは、RTK測量には数百万円規模の専用機器や専門の測量技術が必要でした。しかし現在では、スマートフォンを活用して手軽にセンチメートル級測位ができるソリューションが登場しています。その代表例が弊社のLRTK（スマホ装着型RTK-GNSS受信機）です。

LRTKはスマートフォンやタブレットに取り付けるポケットサイズのGNSS受信機で、ネットワークRTKやQZSSの補強信号を利用してスマホ一台で高精度な測位を実現します。重量はわずか125g程度でバッテリーも内蔵しており、現場で気軽に持ち運べる点が特長です。専用アプリを起動して測りたい地点でボタンを押すだけで、平面座標や標高を含む測位結果が瞬時に得られます。取得データはクラウドに自動同期でき、社内の共有マップ上で即座に可視化・確認することも可能です。

LRTKを使えば、施工管理技術者一人ひとりが“自分専用の測量機”を持つことができます。必要なときにすぐ出来形を測定し、結果をその場で確認・共有できるため、これまで測量待ちだった時間を有効活用できます。さらにLRTKはスマホ内蔵のLiDARカメラと連携し、歩くだけで周囲の3D点群を取得する機能も備えています。取得した点群にはリアルタイムで絶対座標が付与されるため、出来形管理要領に沿った形で3次元データを即座に生成できます。現況の点群モデルと設計データを重ねて差分を色分け表示したり、盛土・切土量をその場で計算したりと、まさに現場DXを支援する多機能なツールとなっています。

このようにLRTKによる簡易測量を活用すれば、ネットワークRTKの恩恵をより手軽に現場へ導入できます。省力化と精度向上を両立するネットワークRTK技術が、もはや特殊な測量班だけのものではなく、現場の誰もが日常的に使える時代が到来しています。貴社の施工現場でも、最新の測量DXツールを積極的に取り入れてみてはいかがでしょうか。ネットワークRTKを味方につけることで、出来形管理の効率と品質を飛躍的に高め、安全で生産的な現場運営を実現できるでしょう。詳しくは[LRTK公式サイト](https://www.lrtk.lefixea.com/lrtk-phone)もぜひご覧いただき、現場DXの一歩を踏み出してみてください。