建設や測量など実務の現場では、位置情報の正確さが作業の品質や効率を大きく左右します。通常のGPS単独測位では誤差が数メートルにも及びますが、高精度GNSS測位の技術を使えばその誤差を数センチメートル程度まで抑えることが可能です。

代表的な高精度GNSS測位の方式として、RTK（リアルタイムキネマティック）やDGPS（差分GPS）、PPP（精密単独測位）などが挙げられます。それぞれ測位の仕組みや特性が異なるため、用途に応じた使い分けが重要です。

本記事では、特にRTKとDGPSの違いにフォーカスし、その仕組みや精度の差、用途別の活用法をわかりやすく比較解説します。さらに最新技術であるLRTKを活用した簡易測量についても紹介し、初心者の方から実務者の方までRTKに関する疑問にお答えしていきます。

目次

• RTKとは？

• DGPSとは？

• RTKとDGPSの違い

• RTKとDGPSの用途別おすすめ早見表

• LRTKによる簡易測量

• FAQ

RTKとは？

RTK（Real Time Kinematic）は、GNSS測位の誤差をリアルタイムに補正し、センチメートル級の精度を実現する技術です。基本原理として、少なくとも2台のGNSS受信機を使用し、1台を既知の座標に設置した基準局（ベースステーション）、もう1台を測位対象の移動局（ローバー）とします。基準局は自身の正確な座標とGNSS衛星からの観測値を比較して誤差分を算出し、その補正情報を無線通信やインターネット（NTRIPなど）を通じて移動局へ送信します。移動局は受信した補正データを自らの測位に適用することで、衛星測位に含まれる誤差要因を打ち消し、高精度な現在位置をリアルタイムに求めることができます。

RTKによって、通常は数メートル程度であるGNSS単独測位の精度が一気に数センチまで向上します。実際、水平位置で約2～3cm、高さ方向で3～4cm程度の精度が得られ、土木測量や建設機械の自動制御にも十分対応できる精度です。即時に高精度な測位結果が得られる点がRTKの大きなメリットであり、測量現場では基準局を据えて移動局を持ち歩きながら次々と点の座標を観測したり、建機に移動局を搭載して施工位置を常時補正するといった、リアルタイム測位を活かした活用が広がっています。

RTKは相対測位（差分測位）の一種であり、基準局と移動局の距離が近いほど両者に共通する誤差要因が多いため、安定して高い精度が得られます。一般に基準局とローバーは数km～数十km以内の範囲で運用され、通信回線を介して常時補正情報を受信する必要がありますが、一度システムを構築すれば測位結果はリアルタイムに更新され続けます。近年、国土地理院の電子基準点を利用したネットワーク型RTK（VRS方式）など、インターネット経由で広域の補正データを提供するサービスも普及してきました。こうした環境整備により、自前で基準局を設置しなくても高精度測位を利用できる場面が増え、RTKは現在、建設・測量における高精度GNSS測位の事実上の標準技術となっています。

DGPSとは？

DGPS（Differential GPS、差分GPS）も、RTKと同様に基準局と移動局によってGNSS測位の誤差を補正する手法です。ただしRTKが衛星信号の位相情報まで活用するのに対し、DGPSでは主にコード（擬似距離）の差分補正を用います。基本的な構成はRTKと似ており、静止した基準局が自ら測位したGPS座標と正確な既知座標との差を求め、その差分データを移動局に送信します。移動局は受信した差分情報を使って自身の測位値を補正し、単独測位よりも高い精度を得ることができます。こうしたリアルタイムの差分GNSS方式全般をDGPSと呼びます（狭義には特にGPSのコード差分を指す場合）。

DGPSによる精度向上は、一般に水平位置で数十センチメートル程度までです。例えば基準局から数km以内であれば、誤差を1m未満（サブメーター級）に抑えることができます。ただしRTKのように衛星信号の位相の整数周期（アンビギュイティ）解決までは行わず、単純なコード測位の差分補正であるためセンチメートル級の精度には達しません。その代わり、初期導入のハードルが低く、単周波の安価なGNSS受信機でも利用可能、通信データ量も比較的少なくて済むといった利点があります。代表的なDGPSの形態として、衛星を用いた広域補強システム（SBAS）が挙げられます。日本のMSASや米国のWAASでは、地上の複数基準局ネットワークで求めた広域の誤差情報を静止衛星から放送し、対応受信機がその補正信号を受信することで、単独測位の精度を水平約1m・垂直約1.5m程度まで向上させることが可能です。このようにDGPSはRTKに比べて精度では劣るものの、広域にわたって手軽に誤差補正が行える点が大きな特徴です。なお日本では、海上保安庁が中波帯の無線ビーコンを通じてDGPS補正情報を全国の沿岸部に配信するサービスを長年提供しており、専用受信機を用いることで港湾付近などで1～2m程度の測位精度が確保されています。専用インフラによって広範囲に差分補正を提供できるのもDGPSの利点と言えるでしょう。

広義にはRTKも差分GNSS（DGPS）の一種と言えます。従来型のDGPSが単にコード測位の差分に留まっていたのに対し、RTKでは搬送波位相のダブルディファレンス（2重差分）やアンビギュイティ解決など高度な処理を取り入れることで飛躍的な高精度化を実現しています。その結果、DGPSがサブメートル級の精度であるのに対し、RTKはセンチメートル級の精度を得る技術として、高精度が求められる測量・施工の現場では現在RTKが主流となっています。

RTKとDGPSの違い

RTKとDGPSの主要な違いをまとめると、以下の通りです。

• 測位精度: RTKは水平・垂直ともに数センチの精度が得られます。DGPSは通常1m未満（数十cm程度）の精度で、RTKの方が桁違いに高精度です。

• 補正手法: RTKはGNSSの搬送波位相を利用し、整数周期の解決（アンビギュイティ解消）や2重差分によって誤差を除去します。DGPSは衛星信号のコード（擬似距離）に対する単一差分補正が主体で、より簡易な方式です。

• 必要機材: RTKは基準局と移動局の2台のGNSS受信機が必要で、精度向上にはマルチ周波対応など高性能な機器が望ましいです（あるいは公共の基準局サービスを利用）。DGPSは単独の受信機でも利用可能（補正情報の受信のみ）で、単周波の安価な機器や市販のGPS端末でも差分補正に対応できます。

• 通信環境: RTKはリアルタイム補正のため、無線またはインターネットを通じて常時補正データを受信できる通信環境が不可欠です。DGPSも基本的には補正情報を受信する必要がありますが、SBASのように衛星から一方的に配信される仕組みもあり、通信の準備が容易です。

• 適用範囲: RTKは基準局との距離が離れすぎると精度が低下するため、数十km圏内での利用が一般的です。DGPS（SBAS）は広域にわたって同一の補正を適用でき、地理的制約が小さいです。

• コスト・運用: 従来、RTKは専用機器の購入や基準局設置など初期投資が大きく、運用にも専門知識が必要でした。DGPSは比較的低コストで導入しやすいというメリットがありました。ただし近年はRTK機材の小型化・低価格化が進み、LRTKのような手軽に使えるソリューションも登場したことで、RTKの導入ハードルは大きく下がっています。

※なお、基準局を置かず単独受信機のみでセンチ級精度を得る手法としてPPP（精密単独測位）も存在します。しかしリアルタイムで高精度化するには測位開始から数分～数十分の収束時間を要するため、即時性が求められる現場作業には向きません（測定に時間をかけられる用途では有効）。

RTKとDGPSの用途別おすすめ早見表

では、具体的にどのような場面でRTKを使うべきで、どういう場面ならDGPSで十分なのでしょうか。以下に用途別のおすすめをまとめました。

RTKがおすすめのケース:

• 土木測量・建設現場での精密な測量（境界・基準点測定、出来形管理、丁張り設置などセンチ単位の厳密さが要求される作業）

• 建設機械のマシンガイダンス／マシンコントロール（重機の位置をリアルタイムに高精度補正しながら施工を行う場合）

• 精密農業（自動運転トラクターによる播種や施肥で畝のズレを数cm以内に抑えたい場合など）

• ドローン空撮による測量（写真測量データにRTK補正を適用して、地上基準点を極力減らしつつ高精度な地形図を作成したい場合）

DGPSで十分なケース:

• 一般的なカーナビやスマートフォンの地図アプリなどの位置情報サービス（誤差数メートルでも支障がない用途）

• 沿岸部での船舶航行支援や航空機の航法補強（SBASによる測位精度向上により、安全な航行・着陸を支援する用途）

• GIS向けの簡易測量や予備調査（精度1m程度で充分な地物位置の記録や環境調査など、手軽なGPS受信機で差分補正を活用）

LRTKによる簡易測量

近年、RTK測位はさらなる進化を遂げています。従来は高価で専門的な据え置き型GNSS受信機や大型アンテナが必要だったRTK測量が、最新のLRTK（エルアールティーケー）技術によって飛躍的に小型・簡便化され、誰でも扱いやすいものになりつつあります。LRTKとは、スマートフォンやタブレットに装着可能な超小型のRTK-GNSS受信機と専用アプリ、クラウドサービスから成るソリューションです。例えば「LRTK Phone」という製品では、iPhoneやiPadに薄型のRTKデバイスを取り付けるだけで、手持ちの端末がセンチメートル級精度の測量機器に早変わりします。重量わずか100数十グラム程度のポケットサイズデバイスにバッテリーとアンテナを内蔵し、現場へ気軽に持ち運んで必要なときにすぐ測位できる手軽さを実現しています。

実際、専用の一脚アダプターを使えば、一人で簡単に単点測位を行うことも可能です。ポール先端の高さオフセットもアプリ内で自動計算されるため、従来の測量機器で必要だった煩雑な補正作業は不要になります。誰でもシンプルな操作で正確な測位ができるため、これまで測量の専門技術者に任せていた作業を自社スタッフだけでこなすこともできるでしょう。

LRTKの強みは、その小型・手軽さだけでなく、クラウドサービスとの連携によるデータ活用と導入しやすい低コストにあります。専用アプリ上で取得した測位データや点群データはリアルタイムにクラウドへ保存・共有でき、現場で測った座標を即座に事務所で確認するといったことも可能です。またAR機能を使って、設計モデルと現地映像を重ね合わせながら位置出し作業を行うなど、最先端のデジタルツールによる現場支援も実現しています。従来は数百万円規模だったRTK測位機器が、LRTKでは桁違いに安価に提供されており、中小の建設・測量業者でも導入しやすい「RTK測位の民主化」とも言える存在です。5分程度の簡単な説明を受ければ誰でも使いこなせるほど操作も直感的で、特別な測量の知識がなくても一人で正確な測位が行えるようになります。

高精度の測量をより手軽に活用できるLRTKを導入し、現場の生産性向上につなげてみてはいかがでしょうか。詳しくは[LRTK公式サイト](https://www.lrtk.lefixea.com)もぜひご覧ください。

FAQ

Q. RTKとDGPSの測位精度はどれくらい違いますか？ A. RTKでは水平2～3cm程度（垂直方向で3～4cm程度）の精度が得られます。一方、DGPS（差分GPS）の精度は通常1m前後で、条件が良い場合でも数十cm程度です。したがってセンチ単位の精密な測位が必要な場合はRTK、メートル未満の大まかな精度で十分な用途ではDGPSが選ばれます。

Q. RTK測位を利用するには何が必要ですか？ A. 基本的には、高精度なGNSS受信機（ローバー）と、誤差補正情報を提供する基準局（あるいはその代替となる補正サービス）、そして両者をつなぐ通信手段が必要です。自前でRTKを行う場合は既知点にGNSS基準局を設置し、移動局と無線通信で接続します。手軽な方法としては、国土地理院などが提供するネットワーク型基準局サービス（Ntrip配信のVRSなど）に加入し、移動局である受信機（例えばLRTKデバイス）をスマホ経由でそのサービスに接続することで、インターネット経由で補正情報を受け取る方法があります。いずれにせよ、センチ精度を得るには高品質な受信機と継続的な補正データの取得環境が不可欠です。

Q. DGPSはもう使われていないのですか？ A. いいえ、DGPSも現在でも用途によっては広く使われています。RTKほどの精度が必要ない場面では、DGPSやSBASによる補正で十分なためです。例えば船舶の航法では沿岸局からのDGPS無線ビーコンや衛星を使ったSBASにより数メートルの精度向上が図られており、航空分野でも広域補正信号（SBAS）によってGPS精度を高め、安全な航行・着陸を支えています。またGIS用の簡易測量機器ではSBASによる亜メートル級測位が標準的に利用されており、数十cm程度の誤差で問題ない用途では現在でもDGPSは有用です。

Q. 基準局なしでセンチメートル級測位はできますか？ A. 完全に単独の受信機だけでセンチ級の精度を得るには、PPP（精密単独測位）という手法があります。PPPでは全球のGNSS観測網から得られる衛星軌道誤差や時計誤差などの精密な補正情報を用いて、一台の受信機で高精度測位を行います。ただしリアルタイムでセンチ精度に至るまでに数分～数十分程度の初期収束時間が必要になるため、測位開始から即座に結果が求められる作業には不向きです（事前に長時間静止観測するか、後処理を行えば高精度な結果が得られます）。近年は日本の準天頂衛星システム（QZSS）による「CLAS」信号など、地域限定の高速PPPサービスも登場していますが、一般的な現場作業では通信環境さえ整っていれば即時に高精度が得られるRTK方式がやはり適しています。

Q. LRTKとは何ですか？ A. LRTKはスマートフォンで手軽に利用できるRTK-GNSS測位システムです。スマホやタブレットに取り付ける小型のGNSS受信機デバイスと専用アプリから構成され、センチメートル級の測位を誰でも簡単に実現できます。従来の据え置き型RTK機器と比べて圧倒的に安価で、機器の持ち運びや設定も容易なため、専門の測量技術者でなくても現場で自分自身で高精度測位を行える点が特徴です。LRTKを活用すれば、これまで外注していた測量作業を自社で内製化したり、より頻繁に高精度データを取得したりと、現場のDX（デジタルトランスフォーメーション）を加速させることが期待できます。

Q. GNSSとGPSは何が違うのですか？ A. GPSは米国の衛星測位システムの名称ですが、現在は他にもロシアのGLONASSや欧州のGalileo、日本のQZSS（準天頂衛星システム）など各国・地域が独自の衛星測位網を運用しています。GNSS（Global Navigation Satellite System）という用語は、それら複数の衛星測位システム全般を指す総称です。RTKやDGPSといった高精度測位では複数のGNSSを併用することで衛星の視野数を増やし、測位の安定性や精度を向上させるのが一般的です。

Q. RTKの測位には時間がかかりますか？ A. RTKでは、受信機を起動してから「固定解（Fix解）」と呼ばれる高精度解が得られるまでに、概ね数秒～数十秒程度かかります。衛星の捕捉状況や周囲環境によっては初期に1分近く要することもありますが、DGPSやPPPのように長時間待たされることはありません。測位開始後、一度固定解を得られれば、その後は補正情報を受信し続ける限りリアルタイムにセンチ精度の位置が更新されていきます。なお、一度固定解を得た後に衛星をロストするなど解が外れてしまっても、再び数秒程度で復旧するケースがほとんどです。

以上、RTKとDGPSの違いや使い分け、および最新ソリューションLRTKについて解説しました。ニーズに合った測位技術を選択し、現場での業務効率化にお役立てください。