GPSなどの衛星測位を数センチの精度で活用するには、「位置補正情報」と呼ばれるデータが欠かせません。GNSS（全球測位衛星システム）による通常の単独測位では、測位結果に数メートルの誤差が生じますが、補正情報を適用することで誤差を大幅に低減し、高精度な位置決定が可能となります。本記事では、位置補正情報とは何か、その必要性と仕組みについて初心者にも分かりやすく解説します。また、高精度測位を実現する代表的な方式であるRTK方式や、準天頂衛星システム「みちびき」が提供する最新の補強手法であるCLASやMADOCAについて紹介し、それらに対応した新しい測位ソリューション「LRTK」を選ぶメリットについても詳しく説明します。

目次

• 位置補正情報とは？

• RTK方式とは？

• PPP-RTK（CLAS/MADOCA）とは？

• LRTKとは何か？

• LRTKのメリット

• LRTKによる簡易測量

• FAQ

位置補正情報とは何か？

「位置補正情報」とは、GNSS測位に伴うさまざまな誤差を補正するためのデータの総称です。GNSS衛星から送られてくる信号は、宇宙空間から地上の受信機に届くまでにいくつかの主な誤差要因に影響されます。代表的な誤差要因には、(A) 衛星の軌道や時計のズレによる誤差、(B) 電離層・対流圏といった大気中を電波が通過する際の遅延による誤差、そして(C) 受信機周辺で発生するマルチパス（反射）や機器ノイズによる誤差があります。これらの誤差を補正する情報が位置補正情報であり、具体的には「衛星軌道・時計の精密な補正値」「電離層や対流圏の遅延に関する補正値」「基準局との距離に基づく差分情報」などが含まれます。

位置補正情報を受信機に適用することで、通常は数メートル生じるGNSS測位の誤差を数センチメートルレベルまで縮小できます。例えば、誤差要因(A)を補正する精密衛星軌道・時計情報を用いるPPP（精密単独測位）や、誤差要因(A)+(B)を補正する情報を用いるPPP-RTK、あるいは基準局との距離に応じたリアルタイム差分を使うRTKなど、さまざまな方式がこの位置補正情報を活用して高精度な測位を実現しています。

RTK方式とは？

RTK方式（リアルタイム・キネマティック測位）とは、基準局（基地局）と移動局（ローバー）の2台のGNSS受信機を用いて、リアルタイムに測位誤差を補正する手法です。まず基準局をあらかじめ正確な座標が分かっている地点（既知点）に設置し、移動局を測りたい地点で運用します。両方の受信機が同時に複数のGNSS衛星から信号を受信し、基準局が計算した測位誤差（衛星からの距離測定のずれ）を補正情報として無線やインターネット回線経由で移動局へ送り、移動局側で自らの測位解にその補正を適用することで、誤差の小さい高精度な座標を得ることができます。

従来の測量ではトータルステーション（TS）という光学機器で2名以上の作業が必要でしたが、RTK測量ではGNSS信号さえ受信できれば視通（見通し）の確保は不要であり、基本的に1人で広範囲の測量が可能です。また、RTKは1点あたり数秒～十数秒程度で座標が取得でき、短時間で多数の点を測定できる効率の良さも大きな特徴です。精度面では、RTK測位は常に同じ基準局との相対測位によって各点の位置を算出するため、広いエリアを測量しても点間に系統誤差が蓄積しにくく、安定した精度を保てます。一般にRTK-GNSS機器では平面位置で数センチメートル程度の精度が達成可能であり、通常の土木測量や建設測量で求められる精度要件（数cm）を満たすことができます。

近年は、インターネットを通じて補正情報を配信するネットワーク型RTK（例：VRS方式）のサービスも普及しています。ネットワーク型RTKでは自前で基準局を設置せず、地域の複数の基準局網から生成された補正データをサービス提供会社から携帯通信で受信することで、移動局1台だけでRTK測位を実現できます。ネットワーク型を利用すれば機材の準備や基準局設置の手間が省け、基地局の維持も不要です。ただしこの方式では、通信エリア外ではデータを受信できないことや、補正情報サービスへの加入費用（ランニングコスト）が発生する点に留意が必要です。

PPP-RTK（CLAS/MADOCA）とは？

PPP-RTK（ピー・ピー・ピー・アールティーケー）は、上記のPPP（Precise Point Positioning：精密単独測位）とRTKの長所を組み合わせた最新の測位手法です。PPPでは全世界どこでも利用可能な代わりに、電離層や対流圏の誤差(B)を補正しないため精度が数十センチ程度に留まり、初期収束（精度が安定するまでの時間）にも15～30分ほど要するという課題がありました。そこで登場したPPP-RTKでは、衛星軌道・時計の精密補正情報（A）に加えて、地域ごとの電離層・対流圏の補正情報（B）も衛星から提供することで、基準局がなくてもRTK並みの精度を達成しています。

日本では準天頂衛星システム「みちびき」によるCLAS（Centimeter Level Augmentation Service：センチメートル級測位補強サービス）がPPP-RTKの代表例です。CLASでは国土地理院の全国約1300か所におよぶ電子基準点（GNSS基準局網）のデータを活用し、日本列島をいくつかのエリアに分けてそれぞれの地域に適合した電離層・対流圏の補正情報を衛星経由で配信しています。その結果、日本国内のどこでも通信圏外であっても、衛星からの補強信号（L6帯電波）を受信できさえすれば、無料でセンチメートル級の測位が可能となっています。

CLASと並んで提供されているMADOCA（Multi-GNSS Advanced Orbit and Clock Augmentation）は、みちびきによる広域向けの高精度測位サービスです。MADOCAはグローバルなPPP補強情報を提供するもので、日本国外や海上など国内基準局網の及ばない地域でも利用できます。ただし、MADOCAではローカルな電離層補正が含まれないため、精度はCLASに比べやや劣り、初期収束に時間を要する傾向があります。参考までに、晴天で視界の開けた環境での観測精度の目安はCLAS：約水平±3〜5cm・垂直±5〜10cm（初期収束2～3分）、MADOCA：約水平±20cm・垂直±50cm（初期収束20～30分程度）とされています。それでも、従来の単独測位の数メートル誤差に比べればMADOCAでも飛躍的な高精度化が図れ、基準局を設置できない遠隔地での概略測量やGIS用途などに役立ちます。

LRTKとは何か？

*LRTK PhoneデバイスをiPhoneに装着して使用する例。アンテナ・バッテリー一体型の小型受信機をスマートフォンに取り付ければ、片手で高精度測位を実現できる。Bluetooth連携によりケーブル接続も不要で、現場での取り回しが簡単です。専用アプリを使うことで、1人で手軽に測量作業が行えます。*

LRTK（エルアールティーケー）は、上記のRTK方式とPPP-RTK方式（CLAS/MADOCA）の両方に対応した次世代の高精度GNSS測位ソリューションです。LRTKはレフィクシア株式会社によって開発されたシステムで、スマートフォンと一体的に利用できるコンパクトなGNSS受信機デバイスと専用アプリから構成されています。従来は据え置き型で高価だったRTK対応GNSS機器を小型化・低コスト化し、さらにみちびきのCLASやMADOCA信号を直接受信できるようにすることで、通信インフラに依存しないセンチメートル測位を実現している点が特徴です。

LRTKデバイスはマルチGNSS・マルチ周波数対応で、GPSやGLONASSはもちろん、日本の準天頂衛星みちびきにも対応しています。専用オプションを利用すれば、携帯電話の電波が届かない山間部などでもQZSSの衛星からCLAS補強情報を受信し、高精度測位を継続できます（いわゆる「圏外対応」モデル）。一方で、携帯ネットワークが利用できるエリアではインターネット経由で基準局データを取得する通常のネットワークRTK方式で測位することも可能です。状況に応じてRTKとPPP-RTKを自動で切り替えるハイブリッドな運用も想定されており、LRTKなら都市部から山奥まで幅広い環境で安定した高精度の位置情報を得ることができます。

LRTKのメリット

LRTKを導入することによって、以下のようなメリットが得られます。

• センチメートル級の高精度：LRTKはRTK方式およびCLAS補強情報に対応しているため、水平位置で数センチ、高さ方向でも数センチ～十センチ程度の精度で測位できます。従来の単独測位では困難だったセンチメートル級の精度を、特別な基準局設置なしに達成可能です。

• 通信圏外でも利用可能：みちびきのL6信号を直接受信できるため、携帯電話網が圏外の現場や山岳地帯でも測位が途切れません。リアルタイムの補正情報を衛星から得られるので、災害時に携帯ネットワークがダウンした状況下でも高精度な位置測定が継続できます。

• 低ランニングコスト：CLASやMADOCAといった衛星補強サービス自体は国が提供する無料のサービスです。そのため、LRTKを用いれば外部の有料測位サービスに加入しなくても、高精度測位を行うことができます。インターネット接続が不要な場面では通信費もかからず、運用コストを抑えられます。

• 携帯性と使いやすさ：LRTK受信機はスマートフォンに装着できるほど小型・軽量で、バッテリー内蔵のワイヤレス構成です。煩雑なケーブルや大がかりな三脚を必要とせず、現場への機材持ち込み負担が大幅に減ります。専用アプリの直感的なインターフェースにより、測位の開始やデータ記録もワンタッチで行え、専門的なGNSSの知識がなくても扱いやすく設計されています。

• 多機能な測位アプリ連携：専用アプリ「LRTK」では単点測位や連続測位（軌跡ログ記録）のほか、写真撮影への高精度な位置情報付与、AR技術を使ったナビゲーション機能など、測量・点検作業に役立つ豊富な機能を備えています。計測データや写真はクラウドサービス「LRTKクラウド」にアップロードして保存・共有でき、チームでの情報共有や報告書作成も容易になります。これらの機能により、LRTKは単なるGNSS受信機に留まらず、現場業務の効率化に直結する総合ソリューションとなっています。

LRTKによる簡易測量

*LRTKシステムで取得した高精度な3D点群データをクラウド上で表示した例。スマートフォンのLiDARスキャナ機能と組み合わせることで、周囲の地形や構造物を短時間でスキャンし、各点に高精度の位置座標を付与できる。これらのデータは地図上で可視化され、測定箇所の距離や方位の確認、写真との比較などに活用可能です。*

LRTKを活用することで、これまで専門の測量機器や熟練の技術者が必要だった作業を簡易測量として誰もが手軽に行えるようになります。例えば、スマートフォンに取り付けたLRTK受信機とアプリを使えば、現地で撮影した写真に自動的に正確な測位情報（緯度・経度・標高とカメラの向き）を付与し、その写真を地図上に配置して記録するといった作業がワンタップで可能です。これは工事現場の状況記録やインフラ点検の報告資料作成などに威力を発揮し、従来は位置の後処理や照合に手間がかかっていた業務を大幅に効率化します。

また、LiDARセンサー搭載のスマートフォンとLRTKを組み合わせれば、地形や構造物の3次元点群データを手軽に取得することもできます。取得された点群の一つ一つに高精度な座標が付与されるため、簡易的な現況測量やボリューム計算にも利用できます。さらに、LRTKアプリのAR機能を用いると、現場で指定した座標までの方向や距離を画面上に矢印で表示し、目的の地点にオペレータを誘導することもできます。これにより、従来は測量士が二人一組で行っていた杭打ちやポイントの特定作業も、1人で直感的にこなせるようになります。

このようにLRTKによる簡易測量は、GNSS初心者から測量のプロまで幅広いユーザーにとって、新しい測量スタイルを提案するものです。高精度な位置補正情報の力を活用しつつ、スマホアプリの利便性と融合することで、現地作業のハードルを下げ、少人数・短時間で必要十分な測量結果を得ることができます。もしあなたが「通信環境に依存せず手軽に高精度測位をしたい」「これからGNSS測量を導入して業務効率化を図りたい」と考えているなら、LRTKはその有力な選択肢となるでしょう。

FAQ

Q: 位置補正情報とは何ですか？ A: GNSS測位の誤差を補正するための各種データのことです。衛星の軌道や時計のズレ、大気圏内での信号遅延などを補う情報が含まれ、これを用いることでGPS測位の誤差を数メートルから数センチメートル程度まで小さくできます。具体的には、衛星の精密軌道・時計情報や、基準局との差分データ、電離層・対流圏遅延の補正値などが位置補正情報にあたります。

Q: RTK方式とPPP-RTK（CLAS）の違いは何ですか？ A: RTK方式は近くに既知座標の基準局を置き、その局との相対測位で誤差を取り除く方法です。通信回線を通じてリアルタイムに補正データを受け取るため、初期化が速く数秒でセンチ級精度が得られます。ただし通信環境や基地局の有無に依存します。一方、PPP-RTK（CLAS）は基準局無しでも衛星から補正情報を直接受け取る方法で、日本ではみちびきのCLAS信号を受信することで実現します。通信圏外でも利用でき補正サービス利用料も無料ですが、初期収束に数分程度かかる点や電波を受信できる開けた空視界が必要な点が異なります。まとめると、RTKは即時性と実績、PPP-RTKは利便性とエリアフリーという違いがあります。

Q: CLASやMADOCAを利用するには何が必要ですか？ A: CLASやMADOCAといった補強信号を受信するには、対応するマルチ周波数GNSS受信機が必要です。通常のスマートフォン内蔵GPSではこれらの信号（L6帯）を受信できないため、LRTKのような対応デバイスをスマホに接続して使用します。日本国内ではCLAS信号を受信できる地域であれば特別な契約なしに利用可能です。海外（日本の基準局圏外）ではMADOCA信号を受信することで補強できますが、日本周辺以外では衛星視界やサービス提供状況に注意が必要です。なお、CLAS/MADOCA対応の受信機で電源を入れるだけで、自動的に衛星補強モードで測位を開始します。

Q: LRTKの測位精度はどのくらいですか？ A: 環境にもよりますが、水平位置で概ね±数センチメートルの精度が期待できます。例えば開けた場所でCLASを用いた場合、平面位置で3〜5cm程度、高さ方向で5〜10cm程度の誤差範囲に収まることが多いです。通常のRTK（基準局利用）でも同程度のセンチ級精度が得られます。MADOCA方式では水平で20cm前後とCLASよりは精度が落ちますが、それでも単独測位に比べれば遥かに高精度です。LRTKはこれらの方式に対応しており、適切に運用すれば測量業務や設備管理で要求される精度を十分満たす結果が得られます。

Q: 測位を始めるまでに時間がかかりますか？ A: LRTKを用いてRTK方式で測位する場合、基準局から補正を受け取ればほぼ即座（数秒以内）に高精度測位が可能です。CLAS方式（PPP-RTK）の場合は、衛星からの補正情報を反映して解が安定するまで2～3分程度の初期収束時間が必要です。一度センチ級の定位が確立すれば、その後は連続的に高精度を維持できます。MADOCA方式ではフロート解（やや精度の低い状態）から始まり、完全に収束してセンチ～デシメートル級になるまで20分以上かかることもあります。ただし、作業開始後に徐々に精度が向上していくため、並行して他の準備をしながら待てば効率的でしょう。

Q: 通信環境や費用面で心配があります。LRTKは大丈夫でしょうか？ A: LRTKは衛星通信を活用することで、通信インフラが無い場所でも測位できるよう設計されています。CLASを使う限りモバイル通信が不要なので、山間部など携帯電話の届かない現場でも安心して利用できます。また、CLASやMADOCAの受信に追加料金は発生しませんので、補正情報利用のランニングコストはゼロです。ただし、ネットワーク型RTKを利用する場合は従来通り通信契約やサービス利用料が必要です。その場合でも、補正データの通信量は大きくないため通信費はごくわずかです。総じて、LRTKは運用コストを抑えつつ高精度測位を実現できる経済的な選択肢と言えます。

Q: 森林や市街地など、衛星が見えにくい環境でも使えますか？ A: GNSS測位は基本的に空が広く見通せる環境で最も良好に機能します。木々に覆われた森林や高層ビルが立ち並ぶ市街地では、衛星信号が遮られたり反射したりして精度が低下する場合があります。LRTKも他のGNSS機器と同様に、上空視界が確保できる場所で最高の性能を発揮します。ただ、マルチGNSS対応であるLRTK受信機は、GPS以外の衛星も含め多くの衛星から信号を捉えられるため、遮蔽下でも可能な限り測位を継続するよう工夫されています。完全な森林内部やビル陰ではセンチメートル精度を維持することは難しい場合がありますが、そのような環境では一時的に開けた場所で測位して結果を補完する、あるいは他の測量手法と併用するなどの対策をとることが望ましいでしょう。それでも、空が部分的に見えている程度であればLRTKが自動で衛星を捕捉し、高精度解を得られる可能性があります。