有資格測量士なしで現場班がRTKを使う方法

目次

• RTKとは何か？

• 現場班が測量士なしでRTKを活用するメリット

• RTKを使って現場班ができる作業例

• RTK導入の方法とポイント

• 安全・法令面での注意事項

• LRTKによる簡易測量のすすめ

• FAQ

建設・土木の現場では、正確な測量が欠かせない場面が多々あります。しかし、常に有資格の測量士を現場に配置したり、測量の専門業者に依頼したりするのは現実的に難しいこともあります。人員や予算に限りがある中で、現場の作業班が自分たちで測量をこなさなければならないケースも増えています。ただし、測量の精度をおろそかにすると、位置のずれによる施工ミスや手戻りが発生するリスクもあります。

近年、RTK（Real Time Kinematic、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、少人数でもセンチメートル級の高精度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対応のGNSS受信機を使えば位置を高い精度で測定できます。その結果、これまで測量士に頼っていた作業も、現場班が手軽に対応できる時代が到来しています。

本記事では、有資格測量士がいない現場でも活用できるRTK測量について解説します。まずRTKとは何か、その仕組みと通常のGPS測位との違いをわかりやすく説明します。続いて、測量士なしで現場班がRTKを活用するメリットや具体的にどんな作業が可能になるかを紹介します。また、実際にRTKを導入・運用する際の手順やポイント、安全面・法令面での注意事項についても触れます。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」についてもご紹介し、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（GNSS）の誤差をリアルタイムに補正して、数センチメートルの誤差範囲で高精度な位置情報を得られる測位技術です。通常、単独のGPS測位では数メートル程度の誤差が生じますが、RTKでは特殊な計測手法によりその誤差を飛躍的に小さく抑えることができます。近年、このRTK技術は建設・土木の現場で大きな注目を集めています。

RTKの基本原理は、2台のGNSS受信機を用いた相対測位（差分測位）にあります。1台を既知の正確な座標点に据え付けて「基準局」とし、もう1台を作業者が持って移動しながら測定を行う「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複数の測位衛星からの信号を受信し、基準局で得た測位結果と既知点の真値との差分（誤差）をリアルタイムで移動局に送信することで、移動局の位置測定に含まれる誤差を補正します。この差分補正によって衛星信号に起因する様々な誤差要因が相殺され、数センチ単位の精度で現在位置を特定できるのです。従来は難しかった精密な測量作業も、RTKを使えば現場で即座に実施できるようになっています。

現場班が測量士なしでRTKを活用するメリット

少子高齢化による人材不足や技術者の高齢化が進む中、建設現場では限られた人員で効率よく作業を進める必要性が高まっています。従来はベテランの測量技術者を含む複数人体制で行っていた測量も、人手の確保が難しくなるにつれ、少人数で完結させたいというニーズが増えています。測量士がいなくてもRTKを活用すれば、こうした課題の解決に大いに役立ちます。現場班自らが高精度測量を行う主なメリットを整理すると、次のようになります。

• 省人化・効率化: RTKによって、これまで複数人を要した測量作業を1人で実施できるようになります。重い三脚やプリズムを運搬・設置したり、ターゲットを保持したりするための人員が不要になるため、他のスタッフを別の作業に振り向けられます。測量士の到着を待つ時間や、スケジュール調整に悩まされることもなくなり、現場全体の生産性が向上します。

• スピードアップによる工期短縮: GNSSローバーのアンテナを持って現場を歩き回るだけで、広い敷地でも短時間に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点ずつ丁寧に測る場合と比べて格段に迅速であり、丁張（ちょうはり）設置や出来形確認といった工程をスピーディーに進められます。測定と同時にリアルタイムで座標値が取得できるため、その場で設計値との差を確認し、即座に施工に反映することも可能です。これにより、測量待ちによる作業の中断や、後から判明する誤差による手戻りを減らすことができます。

• コスト削減: 測量会社へ業務委託する費用や、自社で測量専門の班を維持するコストを削減できます。一度RTK機器を導入すれば、自前で多くの測量作業をこなせるため、外部への依頼回数を減らせます。また、高価な光学式の測量機器（トータルステーションやレベルなど）を全て揃えなくても済む場合が多く、初期投資を抑えられる点も魅力です。

• 品質向上: RTKの高精度測位により、丁張や構造物の設置位置を従来以上に正確に出せます。これによって施工ミスややり直しを防ぎ、設計図どおりの品質確保が容易になります。さらに、出来形管理においても詳細な測定データを迅速に取得できるため、品質証明書類の作成や検査対応にも役立ちます。

• デジタル施工への対応: 国土交通省が推進する「i-Construction」などの流れもあり、建設業界ではICTや3次元データを活用したデジタル施工が進んでいます。RTKを現場に導入することは、3D測量やICT施工への第一歩となります。自社で正確なデジタルデータを取得・活用できるようになれば、発注者からの信頼向上にも繋がり、将来的な競争力強化にも寄与するでしょう。

RTKを使って現場班ができる作業例

RTK測位を現場で活用すれば、従来は測量士や測量班に任せていた作業の多くを自分たちで行えるようになります。ここでは、測量の専門家がいなくても現場班がRTKで対応できる主な作業例を紹介します。

• 現況測量・地形計測: 道路や造成地などの現況（現在の地形）を把握するための測量にRTKを使えば、作業員が現地を歩き回りながら効率的に地形データを収集できます。従来はトータルステーションで多数の断面点を測るのに時間と人手が必要でしたが、RTK-GNSSローバーなら短時間で数多くの地点を測定可能です。例えば、50点程度の地形測量であれば従来2人で半日かかっていた作業が、RTKなら1人で数時間以内に完了したという事例もあります。取得した地形データは図面作成や施工計画の基礎資料としてすぐに活用できます。

• 丁張り設置・墨出し: 建物や構造物を設計通りの位置・高さに施工するための位置出し作業（丁張設置や墨出し）にもRTKは有効です。光学式の測量機器では障害物で視通が取れない場面でも、GNSS測位なら上空が開けていれば直接位置を測定できます。複雑な形状の敷地や周囲に障害物が多い現場でも、設計座標に基づいて迅速かつ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: ダムや造成工事における盛土・切土の出来形（完成した形状）をRTKで面的に測定すれば、仕上がり地形を詳しく記録できます。取得した多数の点の3次元座標データから、盛土量・掘削量などの土量計算も正確に行えます。広範囲を短時間で測定できるため、従来は一部の測点だけで推定していた土量も、より信頼性高く算出できるでしょう。また、施工直後に担当者自身が必要箇所を測って設計値との差をすぐ確認できるため、後日に持ち越しがちだった出来形検査をその場で完了させることも可能になります。

• インフラ点検・維持管理: 道路や橋梁など既設インフラの維持管理業務でもRTKは活躍します。ひび割れや沈下といった異常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することで変位量を追跡できます。紙の図面上に大まかな位置を書き込むよりも、デジタルな座標データとして残せるため、点検・維持管理記録の精度向上に繋がります。

• 簡易3次元測量: スマートフォンやドローンとRTKを組み合わせることで、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対応のドローンで現場を空撮すれば、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（光検出と測距）センサーやカメラとRTKを連動させれば、高価なレーザースキャナーを使わずに点群データを取得するといった工夫もできます。これらの技術を使えば、小規模な現場でも3次元の測量や記録を安価に行うことができます。

RTK導入の方法とポイント

現場班が実際にRTK測量を導入・運用するにあたっては、いくつか押さえておきたいポイントがあります。従来は測量専用の高額な機材と無線装置など一式を揃える必要がありましたが、近年は手軽に使えるRTKソリューションも登場しています。初めてRTKを使う際に知っておきたい基本的な手順と準備事項を整理しましょう。

• RTK対応機器の準備: まず、高精度測位に対応したGNSS受信機（RTK受信機）を用意します。従来型では基準局用と移動局用の2台セットが必要でしたが、自前で基準局を設置しない場合には移動局用1台のみでも構いません（国土地理院の電子基準点ネットワークや民間の補正情報サービスを利用）。最近ではスマートフォンと連携できる超小型のRTK受信機も登場しており、そうした機器なら携帯性が高く現場に持ち運びやすいでしょう。

• 補正情報の受信方法: RTK測位では、基準局から移動局へ測位誤差を補正するための情報をリアルタイムに伝送します。その通信手段としては、無線による方法とインターネット経由の方法があります。無線を使う場合、基準局・移動局双方に特定小電力無線などのモジュールを装着し、電波で直接補正情報を送ります（一部の周波数帯では無線局の免許が必要になる点に注意しましょう）。一方、現場に通信環境があるなら、移動局側のスマホからインターネットを通じて国土地理院の電子基準点（電子基準点網）やVRSなど民間の補正サービスに接続し、データを受信する方法が手軽です。さらに、日本国内では準天頂衛星「みちびき」によるセンチメータ級測位補強サービス（CLAS）も利用できます。携帯電波が届かない山間部などでも衛星から補正情報を直接得られるため、現場の状況に応じ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、現場付近で正確な座標値が分かっている既知点を基準局アンテナ設置場所として確保します。もし近くに公共基準点や既知点がない場合でも、任意の点を仮設の基準点としてRTK測量を実施することは可能です。ただしその場合、測定で得られる座標値は仮基準点に対する相対的な値となるため、後から公共座標系の既知点と結びつけてオフセット補正を行う必要があります。いずれの場合も、基準局アンテナはできるだけ空が開けた見通しの良い場所に据え付け、しっかり固定して精度を安定させましょう（ネットワーク型RTKを利用する場合は自前基準局は不要です）。

• 測量用アプリの活用: GNSS受信機で取得した測位データを現場で確認・記録するには、専用のソフトウェアやスマホ/タブレット用の測量アプリを使用します。多くの場合、RTK受信機に対応したスマホ/タブレットアプリが提供されており、Bluetooth接続した受信機からリアルタイムに現在座標を表示したり、測点名やメモとともに記録・保存できます。日本の測地系（平面直角座標系やジオイド高など）への対応設定もアプリ上で簡単に行えるため、取得した測位データをそのまま図面作成や出来形管理に活かすことができます。

• 事前検証と練習: 新たにRTK機器を導入したら、実際の現場に出る前に動作確認と練習を行いましょう。例えば、社屋の駐車場などで既知点を基準局とし、周辺の数点を試しに測定してみます。あらかじ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。また、移動局が「FIX解」（整数解、誤差が十分小さい状態）を得るまでに要する時間や、衛星信号の捕捉状況も事前に把握しておけば、本番の現場で戸惑わずに済みます。加えて、山間部や樹木の下など衛星信号の受信環境が悪い場所での測位精度も事前に試し、必要に応じて測定する位置や時間帯を工夫するなど、現場条件に応じた対策を考えておくことも大切です。

安全・法令面での注意事項

RTKを用いて現場班が自分たちで測量を行う際には、安全確保と法令遵守にも注意が必要です。以下に、特に留意すべきポイントをまとめます。

• 作業の安全確保: 少人数で測量を行う場合でも、作業員の安全を最優先に考えましょう。測量機器を設置・操作する際はヘルメットや安全ベストを着用し、周囲の重機や車両の動きに注意して実施します。長いGNSSアンテナポールを使用する際は、頭上の高圧線や足元の障害物に気を付け、悪天候（落雷の恐れがある雷雨など）の際は無理に作業を行わないようにします。また、一人で作業する場合でも、可能であれば他の作業員と連絡を取り合い、万一の事故に備えておくと安心です。

• 測量成果の法的扱い: 自社内の施工管理目的で測量データを利用する範囲であれば、無資格者がRTKで計測を行っても法令上の問題はありません。ただし、取得した測量データを公式な成果（公共測量成果や土地の境界確定など）として利用する場合は注意が必要です。日本の測量法では、国や自治体が行う公共測量の計画・実施には有資格の測量士が関与しなければならないと定められています。また、土地の筆界特定や地籍調査といった境界に法的効力を持たせる測量業務は、土地家屋調査士などの専門資格者でなければ行えません。したがって、RTKであってもその測量結果を公式な図面や登記に反映させる際には、必ず資格保有者による確認・手続きを経るようにしましょう。逆に言えば、施工中の出来形管理や出来高測定など、あくまで現場内の管理用途であれば、現場班がRTKを扱って測量を行っても差し支えありません。

• 電波利用に関する遵守事項: RTK機器の中には、基地局から移動局へ補正情報を送るために無線通信を行うものがあります。特にUHF帯などを使う高出力の無線機を用いる場合、電波法に基づく無線局免許が必要となるケースがあるため注意してください。日本で一般的に普及している特定小電力無線（出力の非常に小さい無線）であれば免許は不要ですが、利用可能な距離が限られます。一方、携帯電話網を利用するネットワーク型RTKや、準天頂衛星からのCLAS受信であれば、特別な無線免許を取得する必要はありません。自社でRTKシステムを導入する際は、使用する通信方式と法令上の要件を事前に確認し、違反のないように運用しましょう。

• 精度管理と記録: 測量士などの専門家が立ち会わない場合でも、測量データの信頼性を確保する工夫が必要です。重要なポイントの座標を測る際は、同じ箇所を複数回測定して値が安定しているか確認したり、後日改めて再測して比較するなど、慎重なデータ確認を行いましょう。また、測定結果は日時や測定者、使用機材などの情報とともに記録・保存し、あとから検証できるようにしておくと安心です。万一、測量結果に疑義が生じた場合でも、詳細な記録があれば原因究明や修正がしやすくなります。

LRTKによる簡易測量のすすめ

最後に、有資格の測量士がいなくても誰でも扱えるRTKソリューションの例として、弊社の提供する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、スマートフォン（例: iPhoneやiPad）に装着して使用します。重量は約125g、厚さ13mmほどという超小型デバイスで、内蔵バッテリーで動作するため大掛かりな外部電源や三脚も不要です。スマホと連携することで従来の大型測量機と遜色ないセンチメートル精度の測位が可能となり、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受信機を1台スマホに取り付けるだけで、ここまで紹介してきたような様々な測量作業をほぼ全てカバーできます。測りたい点にアンテナをかざしてスマホ上のボタンをタップするだけで、その地点の緯度・経度・高さを高精度に記録可能です。取得した座標値は自動的に日本の平面直角座標系や標高（ジオイド高）に換算され、測点名や日時、メモとともに保存できます。また、2点間の距離や囲まれた範囲の面積を即座に計算する機能、設計図上の目標点にナビゲーションして実際の杭打ち位置をガイドする機能も備えています。さらに、スマホのカメラやLiDARを用いた3Dスキャン機能、設計した3Dモデルを現場の映像に重ねて表示するAR（拡張現実）機能まで搭載しており、現場で求められる幅広いニーズに1台で応えます。測定データはワンタップでクラウド上の専用ストレージにアップロードでき、オフィスにいるスタッフと即座に共有することも可能です。

LRTKはマルチ周波数対応のGNSS受信機であり、日本の準天頂衛星システム「みちびき」が提供するセンチメータ級補強サービス（CLAS）の信号も受信できます。そのため、携帯通信圏外の場所でもCLASさえ受信できればリアルタイムで高精度測位を継続可能です。従来のRTK測量機材と比べて桁違いに低コストで導入でき、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、フルの測量班を編成できない現場でも高精度な測量を実現し、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: 機器を操作するだけであれば、特別な国家資格（測量士など）は必要ありません。基本的な使い方の講習を受けて習熟すれば、誰でもRTKによる測量を行うことができます。ただし、無線機を利用して基地局からデータ通信を行う場合は、使う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型RTKや、衛星通信を利用するCLASであれば免許は不要です）。また、取得した測量データを土地の境界確定など法的効力を持つ用途に使う場合は、必ず測量士や土地家屋調査士などの有資格者による確認・手続きを経るようにしましょう。

Q: スマートフォン内蔵のGPSでRTKの代わりになりますか？ A: 一般的なスマホに搭載されたGPS（単独測位）の精度はせいぜい5～10m程度で、建設測量で求められる精度には遠く及びません。しかし、スマホでも外付けのRTK対応受信機を組み合わせればセンチメートル級の測位が可能です。つまり、通常のスマホGPSにRTKの高精度測位機能を後付けするイメージになります。例えばLRTKのような超小型のRTK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: 条件が良好な場合、RTKでは位置の誤差を水平位置で数センチメートル以内、鉛直（高さ）方向で数センチ程度に抑えることができます。通常のGPS（単独測位）が数メートル単位の誤差であるのに比べて桁違いに高精度です。ただし、周囲の環境によっては衛星を十分に補足できず精度が低下することもあります。特に高さ方向の精度は水平に比べて劣る傾向があり、数センチ以上の誤差が出る場合もあります。

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、通信圏外の場所でもRTK測位は可能です。例えば、日本の準天頂衛星「みちびき」が提供するセンチメータ級補強サービスCLASを利用すれば、インターネットに接続できなくても人工衛星から直接補正情報を受信できます。また、事前に自前の基準局を設置して無線通信で運用するといった方法も有効です。現場の通信状況に応じて最適な運用形態を選べば、山間部でも高精度測位を実現できます。

Q: 1人で測量作業を行うのは大変ではないですか？ A: 近年のスマホ連携型RTK機器は、1人でも作業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、目標のポイントに近づいた際に音や画面表示で案内してくれるなど、直感的に操作できるユーザーインターフェースが備わっています。重い機材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1人でも十分に高精度測量をこなせるでしょう。

Q: 悪天候や周囲の障害物によってRTK測位に影響はありますか？ A: 大雨や降雪といった天候そのものが衛星測位に及ぼす影響は比較的小さいとされています。しかし、周囲の環境には注意が必要です。森林の中や高層建物の近くでは、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測位解が得られなくなったりすることがあります。できるだけ頭上が開けた場所で測定する、衛星の配置（衛星高度や幾何分布）が良好な時間帯を選ぶ、といった工夫で誤差の発生を抑えられます。

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ですか？ A: 衛星測位が届かないトンネル内や建物の中では、依然としてトータルステーション（TS）や光学式レベルといった従来機器が必要です。また、短距離でミリ単位の精度管理が求められる場面（精密な水準測量や機器の据え付けなど）では、光学式測定器のほうが確実な場合もあります。したがって、RTKによって多くの作業を効率化できても、すべての場面で他の測量機器が不要になるわけではありません。用途に応じて従来からのTSやレベルと、RTKを使い分けることが現実的と言えるでしょう。

Q: RTK機器を導入する費用はどのくらいですか？ A: ひと昔前まではRTK測量セット一式に数百万円の投資が必要でしたが、現在では小型で安価な機器が登場し、比較的手頃な費用で導入できるようになっています。具体的な金額は機種や構成によって様々ですが、国土地理院が提供するインターネット経由の補正サービス（VRS）や準天頂衛星のCLASなど、無料で利用できる補正情報源もあるため、運用コストも大幅に抑えられます。近年普及しているスマホ装着型のRTK受信機であれば、初期導入コストは従来に比べて桁違いに低く、個人や小規模事業者でも検討しやすくなっています。