RTKが強い現場・弱い現場：遮蔽物/都市部/山間部での向き不向き

目次

• 開けた環境ではRTKが威力を発揮する

• 障害物が多い環境ではRTKが苦手

• 都市部（高層ビル街）でのRTK測位の課題

• 山間部・通信不良エリアでのRTK運用の注意点

• RTK測量が困難な現場での対策と工夫

• おわりに：LRTKによる簡易測量への展望

• FAQ

開けた環境ではRTKが威力を発揮する

RTK測量（リアルタイムキネマティック測位）は、衛星測位の誤差を差分補正してセンチメートル級の精度を得る手法です。その性能を最大限に発揮できるのは、空が広く開けた環境です。周囲に遮蔽物がなく空全体が見渡せる現場では、多くのGNSS衛星を同時にとらえることができ、衛星信号が安定して受信できます。視野が良好な場合、一度に10機以上の衛星信号を受信することも容易で、Fix解（固定解）を迅速かつ安定して得られます。衛星の数が十分であればジオメトリ（配置）も良好となり、測位精度を悪化させるDOP値（幾何精度劣化指数）も小さく抑えられます。このため開けた環境ではRTKのFix率（固定解を維持できる割合）が高く、測位結果の精度・信頼性も非常に優れています。

たとえば広い平地や河川敷、田畑、海岸沿い、造成中の敷地といった障害物の少ないロケーションでは、RTKの強みである即時性と高精度が活かしやすいです。上空視界が確保されていれば、ローバー（移動局）は基準局からの補正情報を受け取りつつ、短時間で整数固定解を得てcmオーダーの測位を行えます。開けた現場ではマルチパス（電波反射）による誤差もほとんど発生せず、大気や衛星時計誤差も基地局との相対測位で打ち消せるため、得られる位置座標の誤差は水平数センチ・鉛直方向でも数センチ～10センチ程度に収まります。通信環境についても、見通しの良い場所であれば無線による基地局からの電波や携帯回線の電波が届きやすく、補正情報伝送が安定します。総じて、空が開けて通信も良好な現場ではRTK測量が最も得意とする状況と言えるでしょう。

障害物が多い環境ではRTKが苦手

一方で、周囲に遮蔽物（障害物）が多い環境ではRTK測量の精度と安定性が低下しがちです。森林や樹木の茂った場所、建物や構造物の陰、あるいは重機や車両など大型の物体に囲まれた現場では、GNSS衛星からの電波が物理的に遮られてしまいます。衛星信号が途切れると同時受信できる衛星数が減少し、Fix解を得られる確率が著しく下がります。必要最低限の4機すら捕捉できない場合、RTKどころか通常の位置測定も困難になりますし、仮に4～5機で計算できても衛星配置の偏りにより不安定でFloat解（浮動解）のままとなるリスクが高まります。

また、障害物が多い環境では電波が直接届かず周囲の物体で反射して届くケースも増えます。森林内では樹木の幹や枝葉による減衰に加え、電波が樹幹で反射・屈折して遅延を生じる可能性があります。建物壁面や重機の金属面も電波反射の原因となり、これらマルチパス誤差が測位に混入すると位置が数十センチ逸れるケースもあります。障害物だらけの場所では、このような理由からRTKの精度が出にくく、最悪の場合Fix解が全く得られないこともあります。

通信の面でも、障害物が多い環境では注意が必要です。基地局からUHF無線で補正を受けている場合、間に遮蔽物があると電波が届かず補正データが途切れる恐れがあります。携帯ネットワークを利用したNTRIP方式であっても、森林の奥深くや建物地下に近い場所では電波状況が悪く通信が不安定になる可能性があります。補正情報に遅延や欠落が生じるとRTK解がFloatに戻ったり大きな誤差を含んだりするため、障害物が多い現場では通信の確保も課題となります。

こうした環境下でRTK測量を行う際は、少しでも視界の開けた場所を探すことが基本対策です。例えば林業現場であれば木々の切れ目や伐採跡地、建物周辺であれば建物の角から離れた空が見える位置など、アンテナを置くポイントを工夫します。アンテナを可能な限り高い位置（ポールや三脚の上）に設置し、周囲の障害から離すことでも、受信できる衛星数が増えFix率の向上が期待できます。さらに、アンテナにグランドプレーン（遮蔽板）を装着して下方からの反射波を防ぐ、あるいは測位に用いる衛星の仰角下限を上げて（例えば15°以上に設定）低空からの信号を除外する、といったマルチパス対策も有効です。それでも難しい場合は、測位できるポイントで一度基準点を設置し、そこから障害物越しのエリアへはトータルステーション等で測量するといった手法の併用も検討されます。

都市部（高層ビル街）でのRTK測位の課題

都市の中心部など高層ビルが林立するエリアでは、RTK測位に特有の課題が生じます。ビル街では周囲の建物に空を覆われ、見通せる空域がごく一部に限られます。この「都市キャニオン」と呼ばれる状況では、GNSS衛星を十分な数捕捉すること自体が難しく、衛星数の不足が生じやすいです。一般に高精度のRTK測位には5～6機以上の衛星利用が望ましいとされますが、ビルの谷間では視界内に4機も見えない場合や、4機は捕捉できても配置が悪く（同じ方向に固まる等）Fix解がなかなか得られないケースが多発します。その結果、都市部ではFix率が極端に低下し、常にFloat解のままで測位精度が達成目標に届かないこともしばしばあります。

加えて、都市環境ではコンクリート建造物やガラス壁面によるマルチパス干渉が深刻です。ビルからの反射波が直接波と合成されることで擬似距離に誤差が生じ、RTK解にも誤差をもたらします。とりわけビル陰では衛星の直接信号が遮られ、反射波しか受信できないNLOS（非直視）状態となることもあります。この場合、測位解は大きく乱れたり数m単位で位置がずれたりする可能性があります。都市部におけるマルチパスやNLOSは、RTKの精度低下と解の不安定化を招く最大の要因の一つです。

都市部では通信環境そのものは整っていることが多いものの、RTKでは補正情報を安定して受け取る工夫が必要です。ビル街で自前の基地局からUHF電波を飛ばす場合、建物で電波が遮られて届かない恐れがあります。そのため、都市測量では携帯回線を使ったネットワーク型RTK（NTRIP経由のVRS補正など）が主流です。ネット経由であれば電波の見通し障害が少なく、また仮想基準点(VRS)方式により都市部でも基準局との距離を実質的に数km程度に保てます。ただしビル街特有の問題として、周囲のWi-Fiや無線局などによる電波ノイズの影響も考えられます。高圧線や通信アンテナに近づくとGNSS受信に干渉が入る可能性があるため、できるだけそうした強い電波源から離れて測位することが望ましいです。

ビルが多い都市環境でRTK測量を行う際は、以下の点に留意します。

• 開けた空を探す: ビルの谷間でも交差点や広場など、頭上に比較的広い空が見える場所を選んで測位する。

• アンテナ設置を工夫: アンテナをビルの屋上や高所に置けるなら配置し、難しければポールを伸ばすなどしてできるだけ空に近い位置で受信する。グランドプレーン装着や仰角マスク設定で低角度からの反射波を排除する。

• 時間帯を選ぶ: 都市部では一日の中で衛星配置が変化するため、衛星数が増えDOP値が良くなる時間帯（衛星の配置が分散する時間）を事前にGNSSプランナー等で調べ、その時間に測量する。

• 高性能機器の活用: マルチGNSS対応・マルチ周波数対応の受信機を使い、できるだけ多くの衛星から信号を得る。最新の受信機やアンテナにはマルチパス除去機能があるものもあり、都市環境で性能を発揮する。IMU内蔵機器であれば、短時間Fix解が途切れても慣性計測で位置を保てる場合があります。

山間部・通信不良エリアでのRTK運用の注意点

山間部や過疎地の現場では、RTK測量において衛星視野の制限と通信インフラの不足という二重の課題に直面します。

谷間や山影に入った地点では、周囲の地形によって空の一部が遮られ、都市部同様に見通せる衛星の数が大幅に減ってしまいます。特に深い谷では真上に近い衛星しか受信できず、衛星配置が偏ってPDOP値（位置精度劣化因子）が悪化しがちです。衛星数が少なくジオメトリが貧弱な状況では、RTKの解は安定せず精度も劣化します。高低差の大きい地形では水平位置以上に高度方向の精度が落ちやすい点にも注意が必要です。

さらに山間部では、携帯電話の電波が届かない通信圏外エリアが多く存在します。ネットワーク型RTKの場合、インターネット接続が確保できなければ補正情報を受信できずRTK測位が成立しません。また、国土地理院の電子基準点や民間の基準局網から遠く離れている地域では、利用可能な基準局自体が近隣になく、基線長が長距離になる問題もあります。基準局との距離が50km以上にもなると、電離層や対流圏の誤差差分が補正しきれず、たとえ通信が通じてもFix解の取得に非常に時間がかかったり精度が数十センチ以上に低下したりします。

こうした山間・通信不良環境でRTKを運用するには、通常とは異なる対策が必要です。まず、可能であれば自前の基地局を設置して測量エリアの近くで補正情報を発生させます。山の尾根や電波の通る高所に基地局アンテナを据え、ローバーとの距離を縮めれば、狭い谷でも一定の範囲はカバーできます（必要に応じて中継局を置き電波を迂回させる方法も検討されます）。また、日本国内であれば準天頂衛星みちびき（QZSS）のCLAS補強信号を活用する方法があります。CLASと呼ばれるセンチメータ級補強サービスは、対応受信機であれば山間部などインターネット圏外でも衛星から直接補正情報を受信可能な仕組みです。これに対応した機器を用いれば、基地局や通信がなくても単独でRTK相当の測位精度が得られます。

現場では衛星配置の把握も重要になります。山間部では特に衛星が山の稜線から昇ってくるタイミングを把握し、衛星数が多い時間帯を選んで計測することが精度向上につながります。衛星が十分揃うまで待機し、PDOP値が一時的に悪化する場合は測量を中断して衛星配置が改善するのを待つのも賢明です。また、どうしてもリアルタイムで測れない場合には、観測データを記録しておき事後に基地局データと合わせて計算するPPK（事後処理キネマティック）に切り替える判断も必要です。山間僻地では、リアルタイム性と精度を両立するために、創意工夫と柔軟な運用が求められます。

RTK測量が困難な現場での対策と工夫

以上のように、RTKにとって不利な現場では様々な問題が発生しますが、それらを緩和するための基本的な対策がいくつかあります。ここでは環境を問わず有効な工夫を整理します。

• 衛星数・配置の最適化: 事前に計画を立て、GNSSプランニングソフト等で観測地での衛星可視予測を確認します。できるだけ衛星が多く見える時間帯（GDOP値が低い時間）を選んで作業することで、少ない衛星数による精度低下やFix率の低下を防げます。使用する受信機はGPSだけでなくGLONASS・Galileo・BeiDou・QZSSなどマルチGNSS対応のものを選び、観測可能衛星を最大限増やします。複数周波数に対応した受信機であれば、電離圏遅延の補正精度が上がり、困難環境でも初期Fixにかかる時間を短縮できます。衛星を選別するマスク設定も重要です。極端に低仰角の衛星（例えば10°未満）はノイズや反射の原因となるため除外しつつ、残りの衛星数が減りすぎないバランスで15°程度まで使うなど、現場に応じ適切な仰角マスクを設定します。

• アンテナ設置と機器設定: アンテナは周囲の障害物から離し、安定した場所に水平に設置します。できればアンテナ高を1.5m～2m以上に上げ、地表面反射や遮蔽の影響を減らします。ポールに取り付ける場合はしっかり固定し、風などで揺れないようにします。受信機の設定も確認しましょう。RTKモードのときは、対応する補正データ形式（例: MSM4 vs MSM7）を正しく選択し、ローバー/基地局の役割設定を間違えないようにします。測位開始時はすぐに歩き回らず十分に静止してFix解を得てから移動するなど、運用上のコツも精度維持に重要です。万一現場でFixに固まらない場合は、一度受信機を再起動したり補正情報の再取得を行い、リセットしてみるのも有効です。

• 基線長の短縮: 前述の通り、基地局とローバーの距離が離れすぎるとRTK精度は悪化します。そのため可能な限り基準点との距離を短く保つことが肝要です。自前の基地局を用意できるなら作業エリアから近い場所に設置します。難しい場合でも、国土地理院の電子基準点や民間の補正サービス（VRSなど）を利用すれば、仮想的に近傍に基準局を設定できます。ネットワーク型RTKサービスを活用することで、広域誤差補正が効いた状態で長距離でも精度を維持しやすくなります。基線長を短く抑えることは、初期のFix獲得を速め、測位中の安定度向上につながります。

• 通信環境の確保: RTKはリアルタイムで補正データを受信し続ける必要があるため、通信の安定性も重要です。携帯電話網を使用する場合は、事前に現場の電波状況を調査し、電波が弱い場合はポケットWi-Fiや大手キャリア以外の回線も検討するなど冗長性を持たせます。山間部ではあえて高所に上がってから測位する、長いアンテナを使って電波を拾う等の工夫で通信確保を図ります。どうしても通信が届かない場合は、前述のCLASのように衛星から補強情報を得る方法や、ローカルに基地局データをログしておきローバーと後で合成する方法（事後解析）も検討します。通信遅延が発生すると即座に解品質に表れるため、受信機やアプリ上でAge of Diff（補正の遅れ時間）などステータスを適宜チェックし、遅延が大きい場合は回線を切り替えるか一旦停止して改善を待つのも手です。

• その他のノイズ・誤差対策: 強力な電波源によるRF干渉も避けましょう。高圧送電線の真下や、工事用無線機・携帯基地局アンテナのすぐ近くなどではGNSS信号がノイズに埋もれてしまう可能性があります。そうした場所はできれば外し、どうしても近くで測る必要がある場合は受信機にノイズフィルターを取り付けたり、影響の少ないタイミングを狙ったりします。また、現場で得た測位結果に対しては既知点での検証も行うのが望ましいです。もし現地に正確な座標値が分かっているポイントがあれば、そこをRTKで観測して誤差を確認します。同じ点を複数回測って毎回数センチ以内に収まっていれば、システムが正常に機能している目安になります。反対に結果が大きくばらつくようなら、環境要因や設定ミスを疑い一つ一つ潰していくことが大切です。

おわりに：LRTKによる簡易測量への展望

ここまで見てきたように、RTK測量のパフォーマンスは現場の環境条件に大きく左右されます。衛星受信環境や通信インフラが整っているか否かで、得られる精度やFix率が劇的に変化し、場合によっては従来のRTK機器では太刀打ちできない現場も存在します。しかし近年、このようなRTKの弱点を補い、より手軽に高精度測位を実現する新しいソリューションが登場しています。その一つがLRTKと呼ばれるシステムです。

LRTKは、スマートフォンと超小型のRTK-GNSS受信機を組み合わせた次世代の測量デバイスです。ポケットに収まるサイズの受信機をスマホに装着し、専用アプリを使ってネットワーク型RTKやCLAS補強信号を受信することで、現場で即座にグローバル座標を取得できます。従来は難しかった携帯圏外でのRTK測量も、LRTKなら3周波対応GNSSによりみちびき（QZSS）からの補正情報を直接受信して行うことが可能です。これにより山間部など通信の届かないエリアでも数センチ精度の測位を実現します。また、LRTKは直感的なスマホアプリを介して操作でき、測位データのクラウド共有や写真への座標記録、ARによる位置出しなど現場作業を簡素化する機能を備えています。傾斜補正機能も実装されており、ポールを傾けた測定でも先端の座標を自動補正できるため、障害物で真下に立てない点の測量にも役立ちます。

このようにLRTKは、RTK測量が苦手としてきた状況に対応しつつ、専門機器に頼らない簡易測量を可能にするツールとして注目されています。もちろん万能ではありませんが、オープンな現場はもとより、都市部や山間部といった様々な環境で効率的に測量を行う選択肢の一つとなり得るでしょう。今後、LRTKのような手軽で賢い測位技術を活用することで、現場の制約に縛られないスマートな測量スタイルが普及していくことが期待されます。

FAQ

Q1. なぜRTK測量には衛星の見通しが重要なのですか？ A. RTK測量では複数のGNSS衛星から同時に信号を受信する必要があります。衛星が十分に見通せる環境でないと受信衛星数が不足し、位置を決めるための計算が成り立たなくなります。衛星視野が狭いとジオメトリも悪化し、精度劣化やFix率の低下につながるため、空が開けていることが高精度測位の前提条件となります。

Q2. 都市部でRTKの精度が出にくいのはなぜですか？ A. 都市部では高層ビルによって衛星信号が遮られ、受信できる衛星数が少なくなります。さらにビルやガラス面で反射した電波（マルチパス）が受信機に入ることで測距誤差が生じ、RTK解に誤差を混入させます。こうした遮蔽とマルチパス干渉により、都市部ではFix解を得にくく精度も不安定になります。

Q3. RTK基準局からどれくらい離れて測位できますか？ A. 一般にRTKでは基地局（基準点）との距離が10km以内に収まっているのが望ましいです。それ以上離れると電離圏や対流圏の誤差が基線間で変動し補正が難しくなるため、Fixが得られるまで時間がかかったり精度も数cmから数十cmに悪化したりします。広域をカバーするネットワーク型RTKサービスを利用すれば、仮想基準点により遠距離でも精度低下をある程度抑えることができます。

Q4. RTKでFix解が得られない場合、どう対処すべきですか？ A. まず受信衛星数やDOP値を確認し、必要なら空が見える場所に移動するかアンテナの位置・高さを調整します。それでもFixにならない場合は補正情報の受信状態をチェックしましょう。通信が途切れていないか、基地局の設定ミスがないかを確認し、それらが正常なら一度リセットして再度初期化を試みます。時間帯を変えて衛星配置が良くなってから再トライするのも有効です。

Q5. 携帯電話の圏外でもRTK測量は可能ですか？ A. 携帯回線が使えない場所でもRTK測量は不可能ではありません。自前の基地局を設置し無線で補正を送る方法のほか、日本では準天頂衛星みちびき（QZSS）のCLAS信号を受信して補正に用いることで、インターネットなしにセンチ級測位を行うことができます。また、リアルタイムにこだわらなければ現地でデータを記録し、後で事務所で計算するPPKという方法もあります。

Q6. LRTKとは何ですか？ A. LRTKはスマートフォンと組み合わせて使う小型のRTK-GNSS測位システムです。スマホに装着可能な受信機デバイスと専用アプリからなり、ネットワーク型RTK補正や衛星補強情報を利用してリアルタイムに高精度な測位ができます。通信圏外でもみちびきの補正を直接受けられるため、従来困難だった場所での測量を容易にする新しいソリューションとして注目されています。