小規模施工者向け：フル測量班なしでRTKでできること

目次

• RTKとは何か？

• 小規模施工者がRTKを活用するメリット

• RTKでできること（活用例）

• RTK導入の方法とポイント

• LRTKによる簡易測量のすすめ

• FAQ

小規模な建設・土木工事の現場では、正確な測量が必要になる場面が多々あります。しかし、常にフルの測量班を配置したり、専門の測量士に依頼したりするのは現実的ではありません。人手や予算に限りがある中、小規模施工者は自分たちで測量作業を行う工夫が求められています。とはいえ、正確な測量を怠れば、位置のずれによる施工ミスや手戻りが発生する恐れもあります。

近年、RTK（リアルタイムキネマティック）と呼ばれる衛星測位技術の進歩により、少人数でも高精度の測量が可能になりました。専用の大型機材や高度な専門知識がなくても、RTK対応機器を使えばセンチメートル級の精度で位置を測定できます。その結果、従来は測量班に頼っていた作業も、自社で手軽にこなせる時代が到来しています。

本記事では、小規模な施工業者の方々を対象に、RTKとは何か、その仕組みや通常のGPSとの違いについて分かりやすく解説します。さらに、フルの測量班なしでRTKを活用してできる作業や、その導入方法・ポイントについて詳しく紹介します。記事の最後では、RTKを活用した簡易測量ソリューション「LRTK」にも触れ、誰でも始められる高精度測量の可能性をご提案します。

RTKとは何か？

RTKとは「リアルタイムキネマティック（Real Time Kinematic）」の略称で、衛星測位の誤差をリアルタイムに補正して高精度な位置情報を得る測位技術です。日本語では「動的干渉測位」とも呼ばれ、単独のGPS測位では数メートル生じる誤差を、RTKでは数センチメートル以内にまで抑えることができます。近年、このRTK技術が土木・建設の現場で注目を集めています。

RTKの基本原理は、2台のGNSS受信機（測位衛星受信機）を使った相対測位にあります。1台を既知の座標点に設置した基準局とし、もう1台を移動して測定を行う移動局（ローバー）として運用します。両方の受信機が同時に人工衛星からの信号を観測し、基準局で得られた位置と実際の既知点座標との差（誤差）をリアルタイムで移動局に送信することで、移動局側の測位結果に含まれる誤差を打ち消します。この差分補正により、衛星信号に起因する各種誤差要因が大幅に相殺され、センチ単位の高精度測位が可能となるのです。従来は困難だった精密な測量作業も、RTKなら現場で即座に実施できるようになっています。

小規模施工者がRTKを活用するメリット

少子高齢化による人手不足や技術者の高齢化が深刻化する中、建設現場では「省人化」が大きな課題となっています。従来は熟練の測量技術者と2人1組で行っていた測量作業も、人員確保が難しくなるにつれ、少人数で効率よく現場を回す必要性が高まっています。実際、建設業の就業者数は1990年代後半をピークに約3割減少したと言われており、一人で測量を完結したいというニーズは年々高まっています。RTKは、こうした課題を解決しうる切り札として期待されています。

小規模な施工業者がRTK技術を導入することで得られる主なメリットを以下にまとめます。

• 測量作業の省人化・効率化: RTKを使えば従来は複数人で行っていた測量を一人で実施できます。機器の設置やターゲットの保持に人手を割く必要がなく、他のスタッフを別の作業に充てることが可能です。測量班の到着を待つ時間や人員の調整が不要になり、現場全体の生産性が向上します。

• 迅速なデータ取得による工期短縮: GNSSローバーを持って歩き回るだけで、広い敷地でも短時間で多数のポイントを測定できます。トータルステーションで1点1点測るより格段に早く、丁張設置や出来形確認などの工程をスピーディーに進められます。リアルタイムに座標が得られるため、その場で設計値との差を確認して即座に施工に反映でき、手戻りを減らすことにも繋がります。

• 外注コストの削減: 小規模事業者にとって、測量会社に依頼する費用や自社で測量班を維持するコストは大きな負担です。RTK機器を一度導入すれば、自社内で多くの測量作業をまかなえるようになり、外注回数を減らせます。また、高価な光学測量機器（トータルステーション等）を揃えなくても済むため、初期投資も比較的抑えられます。

• 高精度による品質向上: RTKのセンチ単位の精度により、丁張りの位置出しや構造物の据え付けをより正確に行えます。施工ミスややり直しを防ぎ、設計図どおりの品質を確保しやすくなります。また、出来形管理でも詳細な測定データを取得できるため、品質証明や検査への対応も万全です。

• デジタル施工への対応と競争力強化: 国土交通省が推進する*i-Construction*の流れもあり、現場のデジタル化が進んでいます。RTKを取り入れることは、3次元測量やICT施工への第一歩となります。自社でデジタルデータを扱えるようになれば、発注者からの信頼や評価にも繋がり、将来的な競争力強化にも寄与します。

RTKでできること（活用例）

RTKを現場で活用すれば、これまで測量班に頼っていた様々な作業を自分たちで行えるようになります。小規模な現場で特に役立つ主な活用例をいくつか見てみましょう。

• 現況測量・地形計測: 道路や敷地の形状を把握する現況測量にRTKを使えば、測量者が現地を歩き回りながら効率的に地形データを取得できます。従来はトータルステーションによる縦横断測量に時間を要していた作業も、RTK-GNSSローバーなら短時間で多数の点を測れるため、地形図作成や施工計画の基礎資料収集が迅速に行えます。例えば、約50点の地形測量では従来2人で半日かかっていた作業が、RTKでは1人で数時間以内に完了したとの報告もあります。

• 丁張り・墨出し（測設）: 設計図に示された建物や構造物の位置・高さを現地に出す作業にもRTKが活躍します。光学測量機では障害物で視通が取れない場面でも、GNSSなら見通しの悪い場所でも位置出しが可能です。複雑な地形や障害物が多い現場でも、設計座標を素早く正確にマーキングでき、測設作業の効率と精度が向上します。

• 出来形測定・土量計算: ダムや造成地などの盛土・切土の出来形をRTKで面的に計測すれば、仕上がり形状を詳細に記録できます。取得した多数の点の3次元データから、盛土量・掘削量の正確な土量計算が可能です。広範囲を短時間で測れるため、従来は一部のみ測って推定していた土量もより信頼性高く算出できます。さらに、施工直後に担当者自身で必要箇所を測定し即座に設計値との差を確認できるため、従来は後日に持ち越しがちだった検測作業をその場で完了させることが可能です。

• インフラ点検・維持管理: 道路や橋梁などの維持管理業務でもRTK測位が役立ちます。ひび割れや変位箇所の位置を正確に記録しておけば、後日同じ地点を再測定して変化量を追跡できます。紙の図面に大まかな位置を書き込むより、デジタルな座標データとして残せるため、維持管理データの精度が向上します。

• 簡易3次元測量（点群取得）: スマートフォンやドローンとRTKを組み合わせれば、手軽に3次元の測量データを取得することも可能です。例えば、RTK対応のドローンで航空写真測量を行えば、大地に多数の標定点を設置しなくても高精度な地形モデルを作成できます。また、スマホに搭載されたLiDARやカメラとRTKを連動させることで、高価なレーザースキャナを使わずに点群データを得ることもできます。

RTK導入の方法とポイント

実際に小規模現場でRTK測位を導入する際には、いくつか押さえておきたいポイントがあります。従来は専門の測量機材と無線装置、一式のセットアップが必要でしたが、現在では手軽に使えるソリューションも登場しています。ここでは、初めてRTKを利用するための基本的な手順と準備事項を整理します。

• RTK対応機器の準備: 最初に、高精度測位に対応したGNSS受信機を準備します。従来型では基準局用と移動局用の2台セットが基本でしたが、自前で基準局を設置しない場合は移動局用1台＋補正サービス契約でも構いません。大型の据え置き型でなく、スマートフォンと連携できる小型GNSS受信機を選べば、機動性が高く現場に携行しやすいでしょう。

• 補正情報の受信方法: RTK測位には基準局から移動局へ補正情報を伝送する通信手段が欠かせません。その手段として、無線機を使う方法とインターネットを使う方法があります。無線を使う場合、基準局と移動局双方に特定小電力無線などの装置を取り付け、直接電波で補正情報を送ります（周波数帯によっては無線局の免許が必要になる点に注意）。一方、通信環境がある現場なら、移動局側のスマホから国土地理院の電子基準点ネットワークや民間の補正サービス（VRS方式など）に接続し、インターネット経由でデータを受信する方法が手軽です。また、日本国内では準天頂衛星「みちびき」から配信されるセンチメータ級補強サービス（CLAS）を利用することで、通信圏外の山間部などでも衛星経由で補正情報を得ることができます。自社の運用環境に合わせて、最適な方法を選択しましょう。

• 基準点の設定: 自前で基準局を設置する場合は、現場付近に正確な座標値が分かっている既知点を用意し、そこにアンテナを据えて基準局とします。もし現場に公共基準点や既知点がない場合でも、仮の基準点を設けてRTK測量を行うことは可能です。ただしその場合、測定した座標は仮基準点に対する相対値となるため、後で公共座標系の既知点と結び付けて座標の補正計算を行う必要があります。いずれにせよ、基準局のアンテナは見通しの良い開けた場所に設置し、安定した固定で精度を確保しましょう（ネットワーク型RTK利用時はこの作業は不要です）。

• 測量用アプリの活用: GNSS受信機で取得したデータを確認・記録するには専用のソフトウェアやアプリを使用します。多くの場合、スマートフォンやタブレット上で動作する測量アプリが提供されており、受信機とBluetooth接続して座標をリアルタイムに表示したり、測点名やメモとともに保存できます。日本の測地系に合わせた座標系（平面直角座標系やジオイド高など）の設定もアプリ上で簡単に行えるため、測定値をそのまま図面作成や出来形管理に活用できます。

• 事前検証と練習: 新しくRTK機器を導入したら、現場に出る前に必ず動作確認と練習を行いましょう。例えば、会社の敷地内で既知点を基準局にして周辺数点を測量し、予め分かっている座標値との差をチェックすることで、機器が正しく動作しているか検証できます。移動局が「FIX解」（整数解）になるまでに要する時間や、衛星の捕捉状況の目安も事前に把握しておけば、本番の現場で慌てずに済みます。また、山間部や樹木の下などGNSS信号状態が悪い環境での測位精度も試しておき、必要に応じて測定位置や時間帯を工夫することも大切です。

LRTKによる簡易測量のすすめ

最後に、小規模施工者でも手軽に導入できるRTKソリューションの一例として「LRTK」をご紹介します。LRTKは東京工業大学発のスタートアップ企業が開発したポケットサイズのRTK-GNSS受信機で、iPhoneやiPadなどのスマートフォン端末に装着して使用します。重量はわずか125g、厚さ13mmほどの超小型デバイスで、スマホと連携することでセンチメートル級の高精度測量機に早変わりします。大掛かりな三脚や外部電源を必要とせず、内蔵バッテリーで動作し、現場で必要なときにサッと取り出してすぐ測量に使える手軽さが魅力です。

LRTKを1台スマホに取り付けるだけで、これまで紹介したような測位・測量作業をほぼ全てカバーできます。測りたい地点に受信機を当ててスマホのボタンを押せば、緯度・経度・高さをセンチ精度で記録可能です。取得した座標は日本の平面直角座標系やジオイド高にも自動変換され、タイトルや日時、メモとともに保存できます。その場で2点間の距離や面積を計算したり、設計データ上の目標点にナビゲーションして杭打ち位置を案内したりする機能も備えています。さらに、スマホのカメラやLiDARを使った3Dスキャン機能や、設計モデルを現実空間に重ねて表示するAR機能まで搭載しており、現場のニーズに幅広く対応します。測定データはワンタップでクラウド上の専用ページにアップロードでき、事務所にいるスタッフともリアルタイムに共有可能です。また、LRTK受信機は複数周波のGNSS信号に対応しており、日本の準天頂衛星システム「みちびき」によるセンチメータ級補強サービス（CLAS）も受信できます。そのため、携帯通信が圏外となる場所でも、CLAS信号さえ受信できれば高精度測位を継続可能です。従来の測量機器と比べて格段に導入コストが低く、まさに「1人1台」の時代にふさわしい現場DXツールと言えるでしょう。LRTKによる簡易測量を活用すれば、フルの測量班を組めない現場でも高精度な測量を行い、生産性と施工品質を飛躍的に向上させることが期待できます。

FAQ

Q: RTK測量を行うのに資格は必要ですか？ A: 機器を操作する上で特別な国家資格は必要ありません。基本的な使い方さえ習得すれば、誰でもRTKによる測量を実施できます。ただし、無線機を利用する場合は周波数帯によって無線局の免許が必要になる点に注意してください（通信回線を使うネットワークRTKやCLAS利用であれば免許不要です）。また、土地の境界確定など法的な測量成果とする場合は測量士など有資格者による手続きが別途必要となります。

Q: スマートフォン内蔵のGPSでは代用できませんか？ A: スマホに搭載のGPS（単独測位）は誤差が5～10m程度あり、建設測量で要求される精度には届きません。RTK対応の受信機を用いることで、スマホでもセンチメートル級の測位が可能になります。つまり、通常のスマホGPSにRTKの高精度測位機能を追加する形で利用するイメージです。例えばLRTKのような超小型受信機をスマホに装着すれば、手軽にその場で高精度な測量が行えるようになります。

Q: RTKの測位精度はどのくらいですか？ A: 条件が良ければ、RTKでは位置の誤差を水平数センチメートル程度まで抑えることができます。一般的なGPS（単独測位）が数メートルの誤差であるのに比べて桁違いに精密です。ただし周囲の環境によっては衛星を十分補足できず精度が落ちる場合もあり、特に高さ方向の精度は数センチ程度の誤差が生じることがあります。

Q: 携帯電話の電波が届かない山間部の現場でもRTKは使えますか？ A: はい、通信圏外の現場でもRTK測位は可能です。例えば、日本の準天頂衛星みちびきが提供する「CLAS」を利用すれば、インターネットに接続できなくても衛星から補正情報を直接受信できます。あるいは事前に基準局を設置し無線通信で運用する方法も有効です。現場の通信状況に応じて、最適な運用形態を選ぶことで山間部でも高精度測位を実現できます。

Q: 一人で測量作業を行うのは大変ではないですか？ A: 近年のスマートフォン連携型RTK機器は、一人での作業がしやすいよう工夫されています。測量アプリの画面を見ながら受信機を持って移動すれば、目標地点に近づいた際に音や表示で知らせてくれるなど、誰でも扱いやすいユーザーインターフェースが備わっています。重量物を運んだり複雑な機器操作を行ったりする必要もなく、少し練習すれば一人でも十分に高精度測量をこなせるようになります。

Q: 悪天候や周囲の障害物によって測位に影響はありますか？ A: 大雨や雪などの天候そのものによる衛星測位への影響は比較的小さいですが、周囲の環境には注意が必要です。森林の中や高い建物のそばでは衛星からの電波が遮られたり反射したりするため、RTKの精度が低下したり解が得られなくなったりすることがあります。できるだけ空が開けた場所で測定する、衛星の配置が良い時間帯を選ぶ、といった工夫で精度低下を防ぐことができます。

Q: RTKがあればトータルステーションやレベルはもう不要になりますか？ A: 衛星測位が届かないトンネル内や建物室内などでは、往々のトータルステーション(TS)やレベルが引き続き活躍します。また、短距離でミリ単位の及す精度管理が必要な場面(精密な水準測量や機器操作の座標測定など)では光学式の測定機器の方が確実な場合もあります。そのため、RTKで多くの作業を効率化できても、往往マス・マスを節約できるわけではありません。専門領域によって、専条の道具(TSや水準)とRTKを適材適所で使い切ることが現実的です。

Q: RTKを導入する費用はどのくらいかかりますか？ A: 一昔前まではRTK測量機材一式に数百万円の投資が必要でしたが、現在では小型で低価格な機器が登場し、小規模事業者でも手が届きやすくなりました。具体的な費用は機種や運用方法によって異なりますが、従来に比べて格段に安価に高精度測位を導入できるようになっています。また、補正情報サービスも国土地理院の提供するVRSやみちびきのCLASなど無料で使えるものがあり、運用コストを抑えることも可能です。