通信圏外でもOK！LRTKなら補正情報サービスなしでどこでも高精度測位

目次

• 高精度測位と補正情報サービス

• 通信圏外での測位における課題

• 補正情報配信サービスは本当に必要か？

• 通信インフラに頼らない高精度化の方法

• みちびき（CLAS）によるオフライン補正

• LRTKなら補正情報サービスなしでもOK

• LRTKが実現する簡易測量の世界

• FAQ

通信インフラが届かない山間部や災害現場でも、センチメートル級の測位ができたら――。 建設測量やインフラ点検の現場では、位置を数センチ単位で計測したいニーズが年々高まっています。従来のGPS(GNSS)測位では5～10m程度の誤差がありましたが、RTK（Real Time Kinematic、リアルタイムキネマティック）という手法を使えば誤差を数cmまで縮小可能です。そのためドローン航行や建機の自動制御、土木測量など幅広い分野でRTK測位の活用が進んでいます。しかし、従来の高精度測位には通信インフラや専用サービスへの依存が付きまといました。 本記事では「位置補正情報の配信サービスは本当に必要なのか？」という疑問に答えながら、通信圏外でも高精度測位を実現する最新技術と、その代表例であるLRTKソリューションについて解説します。記事の最後では、誰でも手軽に利用できるLRTKによる簡易測量の世界もご紹介します。通信圏外でも使えるRTK技術によって、測位作業はこれからどのように変わっていくのでしょうか。さっそく詳しく見ていきましょう。

高精度測位と補正情報サービス

衛星測位の誤差を抑えて高精度化するには、基準局からの補正情報が欠かせません。RTK測位では、自分の位置（移動局）と既知の位置にある基準局が同時に観測した衛星データを比較し、その差分を用いて位置誤差をリアルタイムに補正します。基本的には基準局を用意しなければRTK測位は成立しません。しかし毎回現場に基地局を設置するのは大変であり、広い範囲を測るには1局では限界があります。

そこで登場したのが、ネットワーク型の補正情報配信サービスです。国や民間企業が全国各地に設置した多数の基準局ネットワークを運用し、その観測データから生成した補正情報をインターネット経由で配信してくれるサービスが各種登場しています。これらを利用すれば利用者自身が基地局を設置する必要がなくなり、移動局だけでセンチメートル級測位を実現できます。例えば、日本では国土地理院の電子基準点網を基にした公共向けサービスや、携帯電話各社・測量機器メーカーなどが提供する高精度GNSS補正サービスがあります。事前に契約して受信機をインターネットに接続しさえすれば、日本全国でRTK測位が可能になる便利な仕組みです。これらのサービスを利用すれば、広いエリアで安定した精度が得られ、現場の準備も大幅に簡素化されました。また、複数の基準局データに基づく補正情報は、電離層遅延などの誤差要因を広域で打ち消せるため、単一の基地局ではカバーしきれない長距離測位でも精度低下を抑えられる利点があります。ただしサービスによっては月額・年額の利用料が発生し、対応する受信機の準備も必要となります。

通信圏外での測位における課題

ネットワーク型RTK補正サービスは非常に有用ですが、一方で通信インフラへの依存という弱点も抱えています。補正情報を受信するには常にインターネット接続が必要なため、山奥や離島・海上など携帯電話の電波が届かない環境では、この仕組みが機能しません。また災害時には通信ネットワーク自体が寸断され、契約している補正サービスを使いたくても圏外になってしまうケースがあります。通信網に頼りきりでは、いざというときに高精度測位が行えなくなる恐れがあるのです。

こうした通信圏外の現場で高精度測位を行うには、従来は自前で基準局を用意する方法が取られてきました。例えば、あらかじめ既知座標点に据えた基地局から無線で補正データを送り、移動局（作業者側）で受信するローカルRTKの運用です。しかしこの方法では、基地局と作業エリアの距離が離れるにつれて精度が低下しやすく、そもそも電波が届く範囲（半径数km～10km程度）内でしか測位できません。また、基地局機材の設置・撤収や人員確保など現場の負担も大きいものでした。そのため通信網が届かない地域では、高精度測位の利点を十分に活かしきれない状況もあったのです。

補正情報配信サービスは本当に必要か？

では、通信インフラが期待できない環境でセンチ級の測位を行うためには、やはり高額な補正情報サービスや重い基地局装置が不可欠なのでしょうか？ 結論から言えば、「必ずしも必要ではない」場合があります。 近年登場した新しい技術によって、通信圏外でも補正情報を入手し、高精度なGNSS測位を実現できる道が開けています。

一つは前述のような現場内でのローカルRTK運用ですが、より画期的なのが衛星から直接降りてくる補強信号を利用する方法です。日本には「みちびき」と呼ばれる準天頂衛星システムが整備されており、この衛星経由でRTK用の誤差補正データを放送するサービスが提供されています。つまり、地上の通信インフラに頼らずとも、上空の衛星から高精度化のための情報を直接受け取れるのです。この仕組みを活用すれば、従来は測位が難しかった通信圏外の地域でも、センチメートル級の測位が可能になります。

通信インフラに頼らない高精度化の方法

通信に依存しない補正情報入手の具体策として、主に次のような方法が挙げられます。

• 自前の基準局と無線を使う方法：現地に既知点を設けて基地局を設置し、特定の無線周波数（UHF帯や特定小電力無線など）で補正データを飛ばす運用です。以前からある手法で、インターネットを介さないため通信圏外でも使えます。しかし基地局から離れるにつれて電離層誤差などの影響で精度低下しやすい欠点があり、補正用電波が届く範囲（一般に半径数km～10km程度）でしか測位できません。また機材コストや運用負担も大きく、無線局の免許や測量技術者の知識が必要となる場合もあります。

• 衛星測位の補強信号を使う方法：準天頂衛星「みちびき」が提供するセンチメータ級補強サービス（CLAS）を利用する手法です。対応するGNSS受信機を持っていれば、国が整備した衛星からの補正情報を追加費用なく受信できます。補正情報が頭上から降ってくるため、山間部や離島・洋上まで日本全国ほぼ均一に高精度化できる点が画期的です。基地局の設置も不要なため、機材の手間やコストも最小限で済みます。

このうち後者の衛星補強を利用する方法は、まさに「補正情報サービスが無くても高精度測位できる」ことを実現するものです。特にみちびきのCLAS（Centimeter Level Augmentation Service）は、日本全国をカバーする形で誤差補正情報を放送しており、上空が開けていれば山奥でも離島でも受信可能です。なお、CLASを利用するには専用対応のGNSS受信機が必要で、一般的なスマートフォン内蔵のGPSでは受信できません。次章では、このCLASについてもう少し詳しく見てみましょう。

みちびき（CLAS）によるオフライン補正

みちびき（準天頂衛星）は、日本の上空に長時間とどまりやすい軌道を持つ衛星システムで、GPSを補完して測位精度を高める役割を担っています。そのサービスの一つであるCLAS（センチメートル級測位補強サービス）では、国土地理院の電子基準点ネットワークから算出した誤差情報をL6帯の電波で衛星から送信しています。対応する受信機でこの信号を受け取ると、リアルタイムに測位誤差を補正でき、結果として数センチ精度の位置が得られます。利用者側は特別な申し込みや利用料の支払いも不要で、対応するGNSS受信機さえ用意すれば通信圏外でも追加コストなしで高精度測位が実現するのです。

例えば、これまで高精度測位が難しかった山間部の森林測量や、通信遮断下の災害現場での状況把握でも、CLAS対応の機器があれば衛星から直接降り注ぐ補正情報によって精度確保が可能となります。実際に、豪雨災害で携帯ネットワークが不通となった地域においても、CLAS対応のRTK受信機を用いることで被災箇所の正確な位置記録と情報共有が行われ、大きな効果を発揮しました。このように、CLASの登場は「通信インフラがなくてもどこでも測位できる」時代の扉を開いたと言えるでしょう。もちろん、CLAS補強信号を利用するには専用対応のGNSS受信機を用意する必要がありますが、そのハードルを一気に下げてくれるのが次に紹介するLRTKです。

LRTKなら補正情報サービスなしでもOK

上述した衛星補強のメリットを最大限に活かせるソリューションが、LRTKです。LRTKは東京工業大学発のスタートアップ企業レフィクシア社が開発した小型一体型のRTK-GNSS受信機デバイスおよびサービス群の名称で、スマートフォン（iPhoneやAndroid端末）に装着して利用します。手のひらに収まるコンパクトな筐体ながら、内部にはマルチGNSS・マルチ周波数対応の高性能アンテナと測位チップが搭載されており、GPSを含む複数の衛星系に対しL1/L2/L5の3周波で対応することで、固定解取得までの時間短縮と安定性向上を実現しています。小型でもプロ用大型機器に匹敵する測位精度（誤差数センチ以内）を実現しており、専用のLRTKアプリでNtrip方式の補正データを入力する機能も備えています。中でも特筆すべきは準天頂衛星CLAS信号への対応です。

LRTKデバイスをスマホに取り付ければ、携帯電波の圏外でも上空のみちびき衛星から直接補強情報を受信して、高精度測位を継続できます。現場が山間部でモバイル通信圏外でも、LRTKさえあればリアルタイムに数cmの精度で自己位置を把握できるのです。これはネットワーク型RTKの弱点だった「通信環境への依存」を克服するもので、万一災害で通信インフラが途絶した状況でも大きな威力を発揮します。またCLAS利用時は外部サービスへの接続が不要なため、月額料金などのランニングコストもかからないという利点があります。

さらにLRTKは、防塵・防水仕様のプロフェッショナル向けモデルからヘルメット装着型、スマホ直付け型まで複数のラインナップがあり、いずれもCLAS受信に対応しています。現場のニーズに合わせて選択でき、どのタイプでも「補正情報サービスなしでどこでも測れる」という安心感を得られるでしょう。もちろん、通信圏内ではお手持ちのネットワーク補正サービス（Ntrip配信）を利用してRTK測位を行うことも可能なので、オンライン・オフライン双方の環境で常に最適な方法に切り替えて精度を確保できます。また、LRTKは国土交通省が推進するi-Constructionの要件にも対応しており、建設・測量分野のDX（デジタルトランスフォーメーション）を現場から支えるソリューションとしても注目されています。

LRTKが実現する簡易測量の世界

LRTKの登場によって、現場での測量スタイルも大きく変わり始めています。従来は高精度の測量というと三脚式のトランシットや据え付け型GNSS装置など大掛かりな機材と専門知識が必要でした。しかしLRTKなら、スマートフォンに小型デバイスを装着するだけで準備完了。一人の作業員が片手で機器を持ち、ボタン操作をするだけで、その地点の高精度な座標を瞬時に取得できます。補助スタッフを手配したり重機を運搬したりする必要がなく、思い立ったらすぐ測れる簡易測量が実現するのです。

例えば、建設現場で基礎工事の仕上がり高さを確認したり、農地で圃場の面積を測ったりといった日常的な作業にも、LRTKを取り付けたスマホが威力を発揮します。測位と同時に写真を撮影し位置情報付きでクラウド保存することも容易なため、コンクリートのひび割れ箇所の記録や施工前後の出来栄え比較などにも活用が広がっています。さらには、山間部での土地境界の確認作業も、スマホとLRTKがあれば一人で対応可能です。専門の測量士をすぐ呼べないような現場でも、その場で境界標の概略位置を把握できるため、作業効率が飛躍的に向上します。最新のLRTKアプリではAR（拡張現実）機能によって境界線や測定点をカメラ画面上に可視化することもでき、直感的に現地の状況を把握できる工夫もされています。また、一部のLRTKデバイスには傾斜補正機能も備わっており、ポール先端が斜めになっても正確な座標を取得可能です。障害物を避けながらポイントを測る際にも有用です。専門の測量技術者でなくても扱える手軽さがあり、現場代理人や技術スタッフ自らが「測りたいときにすぐ測れる」環境を作り出せる点が画期的です。機器自体の価格も従来の測量専用機に比べて抑えられているため、必要なときに誰もがセンチ精度を活用できる「測量の民主化」に一役買っていると言えるでしょう。

従来は困難だった通信圏外での精密測位を可能にし、さらに測量作業そのもののハードルも下げてくれるLRTK。高精度測位を必要とするあらゆる現場で、今後ますます頼もしい存在となっていくでしょう。興味のある方は、LRTK公式サイトで製品情報や導入事例をご覧いただけます。資料請求やデモのご依頼も可能ですので、気になる点があればお気軽にお問い合わせください。通信圏外でも使える高精度測位を、ぜひ貴社の現場でも体感してみてください。

FAQ

Q: RTK測位には補正情報配信サービスへの加入が必要ですか？ A: 通信経由で補正情報を受け取る従来のネットワーク型RTKを利用する場合、専用の配信サービスに契約する必要があります。しかしLRTKのように衛星からの補強信号（CLAS）を受信できる機器を使えば、サービス契約なしでもセンチメートル級測位が可能です。

Q: みちびきのCLASとは何ですか？利用に追加料金はかかりますか？ A: CLASは日本の準天頂衛星「みちびき」が提供するセンチメートル級の誤差補正情報サービスです。国土地理院の基準点データをもとにした補正情報が衛星から直接配信されます。対応受信機が必要ですが、利用申し込みや月額費用は不要で、受信環境さえあれば誰でも使えます。

Q: LRTKとはどのような製品ですか？ A: LRTKはスマートフォンやタブレットに取り付けて使う小型の高精度GNSS受信機デバイスです。東京工業大学発ベンチャーのレフィクシア社が開発した製品群で、マルチGNSS・マルチ周波数に対応したアンテナと測位エンジンを内蔵し、RTK測位やCLAS受信によるセンチ精度測位を実現します。

Q: LRTKを利用するために必要な機材や条件はありますか？ A: 基本的にはLRTK本体と対応するスマートフォン（iPhoneまたはAndroid）があれば始められます。スマホに専用アプリをインストールし、LRTKデバイスを装着するだけで測位を開始できます。通信圏内でネットワーク型RTKを使う場合は別途補正情報サービスの契約とモバイル通信環境が必要ですが、CLAS利用時はそれらは不要です。

Q: 専門的な知識がなくてもLRTKを使いこなせますか？ A: はい。LRTKは現場の非測量エンジニアでも扱えるよう、シンプルな操作性を重視して設計されています。アプリ上で「測位開始」ボタンを押すだけで自動的にRTKが作動し、測定結果もリアルタイムに表示・保存されます。直感的なインターフェースとサポート機能が充実しているため、専門知識がなくても安心してお使いいただけます。

Q: LRTKはネットワーク型の補正サービスにも対応していますか？ A: 対応しています。LRTKアプリにはNtripクライアント機能が搭載されており、既に契約済みの補正情報配信サービスがあれば、その接続情報を入力して利用することも可能です。通信環境がある場所では従来のネットワークRTKを活用し、圏外に出たらCLASに切り替えて測位を続行するといった柔軟な運用もできます。

Q: 測位の精度はどの程度出ますか？ A: 良好な衛星受信環境でRTKのFix解（固定解）が得られれば、水平・垂直方向とも誤差はおおむね数センチ以内に収まります。一般的な単独測位（5～10m程度の誤差）と比べて桁違いに高い精度です。