モバイルRTK vs 従来RTK：現場作業での違い

目次

• RTKとは（リアルタイムキネマティック測位の概要）

• 基地局RTK（従来RTK）の特徴

• モバイルRTKの特徴

• 基地局RTK vs モバイルRTK：現場作業ではどちらが便利か

• LRTKによる簡易測量

• FAQ

RTK（Real Time Kinematic、リアルタイムキネマティック）とは、衛星測位を利用してリアルタイムに高精度な位置測定を行う技術です。通常のGPSを単独で使った測位では数メートルの誤差が生じますが、RTKを使えば誤差を数センチ以内に抑えて位置を特定できます。近年、土木測量や建設現場をはじめ、農業機械の自動運転、ドローン測量など幅広い現場作業でRTK測位の活用が広がっており、効率的で正確な測量に欠かせない技術となっています。本記事では、現場でRTKを導入する主な方法である「基地局RTK（自前の基準局方式）」と「モバイルRTK（ネットワーク型RTK方式）」の違いを比較し、それぞれのメリット・デメリットや現場作業での手間の違いを解説します。さらに、どちらの方式が現場で手軽に使えるかを考察し、記事の最後では新しい簡易測量手法である LRTK についても紹介します。

RTKとは（リアルタイムキネマティック測位の概要）

RTKは、基準局（基地局）から送信される誤差補正情報を利用して、移動局（ローバー）の測位精度をリアルタイムに向上させるGNSS測位方式です。通常のGNSS測位では、電離圏や大気の影響などにより5～10m程度の位置ズレが発生します。しかしRTKでは、既知の正確な座標を持つ点に据え付けた基準局と、測位したい場所に置いた移動局の2台のGNSS受信機を同時に運用し、両者の観測データの差分（誤差）を補正情報として計算します。この補正情報をリアルタイムで移動局に送り、移動局側で適用することで、単独では数メートルあった測位誤差を数センチメートル程度まで打ち消し、高精度な位置座標を即時に得ることができるのです。

RTK測量の大きな利点は「リアルタイム」で「高精度」の測位ができる点です。従来はセンチメートル級の精度で位置を求めるには、長時間の静的GNSS観測やトータルステーションによる測定が必要でした。しかしRTKなら、受信機を測りたい地点に持って行き、短時間の観測をするだけでその場で結果を得ることができます。この手軽さから、土木工事における現況測量や丁張（墨出し）作業、農業分野での自動トラクターのガイダンス、ドローンによる空中測量の精度向上など、さまざまな場面でRTK技術が活用されています。

なお、RTK測位を現場で利用するには、基準局で計算した補正データをリアルタイムに移動局へ届ける通信手段が必要です。その通信方法には大きく2通りあります。(1) 自社で基準局を現地に設置して無線で補正情報を送信する方法（基地局RTK、いわゆる従来方式）、(2) あらかじめ整備された基準点ネットワークを利用してインターネット経由で補正情報を受信する方法（モバイルRTK、ネットワーク型RTK）です。次章では、この基地局RTKとモバイルRTKそれぞれの特徴を見ていきましょう。

基地局RTK（従来RTK）の特徴

基地局RTK（自前基準局方式）は、自分たちで基準局となるGNSS受信機を現場に設置して運用する方法です。現場もしくは近くにある正確な座標値が分かっている既知点（公共基準点や三角点など）があれば、そこにアンテナ付きの受信機を据えて基準局とし、その基準局から無線で補正情報を飛ばして移動局の測位に補正をかけます。例えば建設現場で基地局RTKを行う場合、現地の既知点に1台目の受信機（基準局）を固定し、測量者は2台目の受信機（移動局）を持ってフィールド作業を行います。基準局と移動局が直接無線通信できる範囲内であれば、たとえインターネット環境がない現場でもリアルタイムにセンチメートル精度の測位が可能です。

メリット:

• 通信が自律的で安定している: 基準局と移動局をローカル無線で直接つなぐため、携帯電話の電波や外部のサービスに依存せず運用できます。山間部や離島など通信インフラが整っていない場所でも、無線が届く範囲であればRTK測位を継続可能です。現場内の通信には特定小電力無線やUHF帯の無線機を使うことが多く、比較的狭い作業エリアであれば安定した補正データ伝送が行えます。

• ランニングコストが低い: 基準局用の機材一式を揃える初期投資は必要ですが、一度自社で基準局を運用すれば、補正情報にかかる月額利用料などの継続費用がかかりません。長期間にわたり頻繁にRTK測量を行う場合、外部サービスに月々支払い続けるよりも、自前運用の方がトータルコストを抑えられるケースがあります。また、一つの基準局から同時に複数の移動局へ補正情報を送信できるため、複数の受信機を並行して使う場合でも台数分の追加費用が発生せず、チームで効率的に測量できる点もメリットです。

• 精度管理を自社基準で行える: 基準局を正確な既知点上に設置すれば、その現場内では常に一定の精度で測位が可能です。基準局と移動局の距離（基線長）が短く保てるため、大気による信号遅延などの誤差要因も小さく、安定して高精度が得られます。また基準局の位置座標を自社で厳密に管理できるので、測位結果の座標も自社基準に合わせて保証しやすくなります。公共座標系（例えば日本の測地系）への適合も、自分たちで基準局の座標を設定すれば確実です。

デメリット:

• 初期導入のハードルが高い: 基準局となる高性能GNSS受信機、アンテナ、無線機、三脚や固定具、バッテリー電源など、必要な機材を一式揃えなければならず初期コストが大きくなりがちです。さらに使用する周波数帯によっては無線局の免許申請が必要になる場合もあります。機材選定や免許手続きには専門知識が求められるため、初心者にとって導入の敷居が高い方式と言えます。

• 運用に手間と時間がかかる: 測量を開始するたびに、現場で基準局を設置・設定する手間が発生します。基準局は空が広く開けた安定した場所に据える必要があり、座標が既知であれば入力設定を行い、未知の点しかない場合は後で座標を補正できるように一定時間の観測を行わなければなりません。このように機材のセットアップや基準局の位置出しに時間がかかるため、測定に取りかかるまで即座に始められるわけではありません。特に短時間で済ませたい点検的な測量では、準備に時間を取られる分だけ作業効率が下がる可能性があります。

• 適用範囲（測定エリア）に制限がある: 基準局と移動局の距離が離れすぎると測位精度が低下するため、基地局RTKは基本的に基準局から半径数キロ程度の近傍エリアでの測量に適しています。広大な現場で移動局が基準局から何十kmも離れると誤差が蓄積し、RTKの固定解（Fix解）を得にくくなります。そのため、広範囲をカバーする必要がある場合は基準局を逐次移動したり中継局を設置したりと運用が煩雑になりがちです。また離れた別現場ごとに測量する際は、その都度基準局を据え直す必要があり、機動力に欠ける面もあります。

モバイルRTKの特徴

モバイルRTK（ネットワーク型RTK方式）は、あらかじめ整備された地域の基準点ネットワークから補正情報をインターネット経由で受信する方法です。ユーザー自身が物理的な基準局を用意しなくても、国土地理院の電子基準点網など全国各地に配置された基準局データを活用できます。実際の運用では、移動局側のGNSS受信機を携帯電話回線やモバイルルーターでインターネット接続し、Ntripという通信プロトコルを通じて高精度な補正情報を配信するサービスにアクセスします。サービス側のサーバーはユーザーの現在位置周辺に仮想的な基準点（VRS＝Virtual Reference Station）を設定し、その地点での補正データをリアルタイムに生成して送り返してくれます。これにより、まるで「すぐ近くに自前の基準局がある」かのような条件で測位できるため、離れた基地局を使う場合でも高い精度を得ることが可能です。

メリット:

• 初期導入が容易で手軽: 自前方式のように追加の基準局機材を準備する必要がなく、移動局用のGNSS受信機1台と通信に使うスマートフォンやタブレットさえあればすぐに始められます。現場で基地局を設置する手間もないため、測量開始までの準備時間を大幅に短縮できます。専門知識がなくても、サービス提供元から案内される接続IDや座標系の設定値などを受信機や専用アプリに入力すれば運用を開始できるため、初心者でも導入しやすい方式です。機材が簡素で手順もシンプルなので、初めてRTK測位を使うケースでもハードルが低くなっています。

• 広範囲で高精度測位が可能: モバイルRTKは広域をカバーする基準点ネットワークを利用するため、基準局から遠い場所でも精度を保ちやすい利点があります。距離が長くなると誤差が大きくなる問題も、サービス側で複数の基準局データを組み合わせて補正情報を作ることで低減されています。極端な山奥や地下空間でない限り、携帯電話の電波さえ届けば全国どこでもセンチメートル級の測位が実現可能です。現場内を大きく移動しながら行う測量や、各地に点在する複数の現場を順々に測って回るような作業にも適しています。移動中も常に最適な補正データを受け取り続けられるため、広いエリアを測り歩く現場作業でも精度を維持しやすいでしょう。

• 公共座標系への直結: ネットワーク型RTKサービスから配信される補正情報は、あらかじめ公式の測地系（日本国内であればJGD2011や新しいJGD2022など）に基づいています。そのため、得られる測位結果は常に日本の公共座標系に直接対応した座標値となります。自前基準局方式のように、後からローカルな既知点に合わせて座標補正する手間が基本的に不要です。常にグローバル基準に則った座標で位置を把握できるので、複数の現場間でデータを比較する場合や、設計図上の座標値と照合する作業もスムーズに行えます。

デメリット:

• 通信環境に依存する: インターネット接続が必須のため、電波状況が悪い場所では補正データを受信できずRTK測位そのものが成立しません。山間部や離島など携帯電話圏外の現場では利用が難しく、大規模な地下施設内など電波が届かない環境でも使えません。また通信障害やサーバーメンテナンスなどサービス側のトラブルが発生すると、ユーザー側では対処できず作業が中断してしまいます。自前基地局に比べ、自分でコントロールできない外部要因によるリスクがある点には注意が必要です。

• 継続利用コストがかかる: モバイルRTKを利用するには、高精度な補正情報を提供する企業や団体と契約を結び、補正サービス利用料を支払う必要があります。料金体系はサービスによりますが、月額・年額の定額制や、接続時間に応じた従量課金制が一般的です。長期間にわたり頻繁に利用すると総コストが高額になる傾向があります。また複数のGNSS受信機を同時に運用する場合、台数分のアカウントやライセンスが必要になるケースも多く、機器の数だけ費用負担が増大します。自社で基準局を運用する方式とは対照的に、利用頻度が高いほど外部サービスへの支払いが積み重なる点は留意が必要です。

• サービスエリアや基準系の制約: 基準点ネットワークの整備状況は国や地域によって異なり、利用できるネットワークRTKサービスが地域によっては存在しない場合もあります。日本国内では国土地理院の電子基準点を活用したVRS方式のサービスが全国対応していますが、海外や離島では利用可能なサービスが限られることがあります。またサービス提供元によって、使用している測地系（水平座標系）や高さの基準（ジオイド高など）が異なることもあり、用途によっては座標変換や高さ補正に注意が必要です。

基地局RTK vs モバイルRTK：現場作業ではどちらが便利か

ここまで基地局RTK方式とモバイルRTK方式の特徴を見てきました。実際の現場作業で「手軽に使える」のはどちらでしょうか。結論から言えば、初めてRTK測位を導入する場合や機器の扱いに不慣れな方にはモバイルRTKの方が手軽です。必要な機材が最小限で済み、現場でのセッティングも簡素だからです。基地局RTKは機材準備や事前知識が要求される分、導入までのハードルが高く感じられるでしょう。特に短時間で済ませたい測量やスポット的な高精度計測には、電源を入れればすぐに補正情報が受信できるモバイルRTKの手軽さが際立ちます。現場での準備時間が少なく、1人でもすぐに作業に取り掛かれるという点で、モバイルRTKは大きな利点があります。

一方で、運用するシーンによっては基地局RTKの方が適しており、「結果的にその方が楽」な場合もあります。例えば通信インフラが全く届かない山奥の現場測量では、自前で基準局を用意する以外に方法がなく、基地局RTKが唯一の解決策となります。また、ほぼ毎日決まった同じ現場で測量を行うような場合には、一度基準局を設置・固定してしまえば以降は自社基準で安定した精度が確保できるため、繰り返し使ううちに効率が上がってかえって運用が楽になることもあります。このように、どちらの方式が「使いやすい」かは現場の環境や目的次第で変わってくるのが実情です。

総合的に見ると、「導入や設定の気軽さ」ではモバイルRTKが優れ、 「通信環境を問わずどこでも使える安心感」では基地局RTKに分があります。 現場の状況、運用コスト、求められる精度管理のレベルによって、どちらを「楽」と感じられるかは異なるでしょう。近年では「まずはモバイルRTKで手軽に始め、必要に応じて自前基準局も検討する」という段階的な導入スタンスが主流になりつつあります。最初はネットワーク型RTKサービスを活用してノウハウを蓄積し、将来的に利用頻度が増えてコスト面や自前運用のメリットが見込める段階で基準局の導入を検討するといった二段構えも有効です。

基地局RTK方式に向いているケース:

• 携帯電話圏外の山間部など、インターネット接続が期待できない環境で測量を行う場合

• 大規模プロジェクトで長期間・繰り返し同じエリアを測量し、自前基準で安定した精度管理を行いたい場合

• 複数台の測量機器を運用しており、外部サービスに台数分の利用料を支払うより自前基準局を用意した方が経済的と判断できる場合

• 社内に測量の専門知識を持つ人材がいて、機材の扱いや基準点の管理を主体的に行える場合（自前運用のメリットを十分に引き出せる環境）

モバイルRTK方式に向いているケース:

• 都市部や平野部など携帯電話電波が届く場所で、機動的に測量を行いたい場合（移動しながらでも常に補正を受信できる）

• 測量機材をできるだけ簡素にし、初めてでも素早くRTK測位を導入・活用したい場合

• 現場ごとに基準点を設置する時間が惜しい短期の作業や、点検・調査などスポット的に高精度測位を使いたい場合

• 広域に点在する多数の現場を順次測量する業務で、移動が多く一つの基準局ではカバーしきれない場合

どちらの方式にも一長一短がありますが、まずはモバイルRTKで気軽に始め、必要に応じて自前方式も組み合わせるというアプローチが現実的と言えます。現場条件や目的に合わせて最適な方法を選び、RTK測位の利点を最大限に活用するのが望ましいでしょう。

LRTKによる簡易測量

上記のように、RTK測位を利用するには自前の基地局を設置するか外部のネットワーク補正サービスを契約するかが一般的です。しかし近年、それらの手間をさらに減らし、より手軽に高精度測位を実現する新たなアプローチも登場しています。その一つが LRTK と呼ばれるシステムです。LRTKはスマートフォン連携型のGNSS測位ソリューションで、特殊な測量機器や煩雑な設定を極力排除し、「誰でも手軽にセンチメートル級測位を扱える」ことを目指しています。

LRTKでは専用の小型GNSS受信機とスマホアプリを組み合わせることで、RTK並みの高精度測位をシンプルな手順で実現します。例えばスマホに装着した小型受信機を片手で持ち、測りたい点でボタンを1つ押すだけで、その地点の高精度な座標を取得できる仕組みです。通常の単独GPSでは難しい高さ方向の測定も可能で、精度は水平位置で±1～2cm程度（垂直方向も数cm以内）という本格的な測量レベルに達しています。それでいて操作は直感的で、従来のRTK機器のように複雑な基地局設定や無線の周波数調整も必要ありません。

従来のRTK方式と異なり、LRTK利用者は自前の基地局を用意したり外部の補正サービスと個別に契約したりする必要がありません。クラウド上の補正データや複数地点からの測位情報を活用した独自アルゴリズムによって、単独の小型受信機1台のみで高精度化を実現する技術が背景にあります。さらに取得した測位データは自動的に日本測地系（世界測地系のJGD座標）に変換され、地図上にプロットして確認できるため、測位後の座標補正やデータ処理の手間も大幅に削減されています。要するに、専門の測量技術者でなくともスマホとLRTKデバイスさえあれば、誰でも簡単に精密測量ができてしまうという画期的なシステムなのです。

基地局RTK方式とモバイルRTK方式の「どちらが手軽か」を比較してきましたが、LRTKはその両方の煩わしさを解消する第三の選択肢とも言えます。必要な機材はポケットに収まる最小限で、通信環境を気にする必要もなく、ワンタッチで結果が得られる手軽さは従来の方式にはない魅力です。もちろん現場の条件や求める精度によって最適な測位法は変わりますが、「もっと気軽に高精度測量を試してみたい」という方にとって、LRTKは有力なソリューションとなるでしょう。現在、LRTKの詳しい導入方法や活用事例をまとめた資料も公開されていますので、興味のある方はぜひ参考にしてみてください。最新テクノロジーの活用によって、高精度測量がより身近なものになるはずです。

FAQ

Q: RTKと通常のGPS測位の違いは何ですか？ A: 通常のGPS（GNSS）単独測位では、複数の人工衛星からの信号だけで自分の位置を計算するため誤差が5～10m程度発生します。一方、RTK測位は基準局からの補正情報を用いてこれらの誤差要因を打ち消し、数センチメートルの高精度で位置を特定できます。つまりRTKは通常のGPSに比べて測位精度が飛躍的に高い点が大きな違いです。

Q: RTK測量ではどのくらいの精度が得られますか？ A: 適切に運用されたRTK測量では、水平位置はおおよそ±1～3cm以内、標高（高さ）方向でも±3～5cm程度の精度が期待できます。ただし精度は基準局との距離や衛星信号の受信状況に左右されます。基線距離が長くなると徐々に誤差が大きくなり、周囲に遮蔽物が多い環境では固定解（Fix解）が得られにくく精度が低下する場合もあります。十分に空が開けた環境で基準局から近い距離で運用すれば、概ね2cm程度の誤差に収まると考えてよいでしょう。

Q: ネットワーク型RTKを利用するには何が必要ですか？ A: ネットワークRTK（モバイルRTK）を使うには、まずRTKに対応したGNSS受信機本体（移動局側）とそのアンテナ、そして補正情報サービスに接続するための通信手段（SIMカード対応の通信モジュールやスマートフォン）が必要です。あらかじめ高精度測位サービス提供会社と契約を結び、ログイン用のID・パスワード、補正データ配信サーバーのアドレス、使用する測地系の設定値などを受信機または専用アプリに登録しておきます。現場ではGNSS受信機の電源を入れ、スマホ等を介してサービスに接続すれば、リアルタイムで補正データの受信が開始され、高精度測位が可能になります。

Q: 自前で基準局を設置するメリットはありますか？ A: はい、条件次第では自前基準局の設置にメリットがあります。例えば通信インフラが無い場所でもRTK測位が可能になること、長期的に見て外部サービス利用料を払わずに済むため結果的にコスト削減につながること、自社で基準局の座標や運用を管理できるため安定した精度保証が得られること、などが挙げられます。ただし自前基準局は機材コストや運用の手間もかかるため、誰にでも安易に勧められるものではありません。現場環境や利用頻度を考慮して、メリットがデメリットを上回ると判断できる場合に導入を検討すると良いでしょう。

Q: LRTKとはどのような測位方法ですか？ A: LRTKは従来のRTK方式とは異なり、単独の小型受信機とスマートフォンだけでセンチメートル級の高精度測位を実現する新しい測位システムです。ユーザー自身が基地局を持つ必要がなく、特殊な通信設定を意識することもありません。独自のアルゴリズムとクラウド技術により、スマホでボタンを押すだけという簡単な操作でRTK並みの精度が得られる点が特徴です。いわば「誰でも手軽に使えるRTK測位サービス」のようなもので、現場での測量作業をよりシンプルにすることを目的としています。従来のRTKと比べて導入や運用の負担が小さいため、測量の専門外の方でも扱いやすいのが利点です。