RTK GPSとは？センチメートル級精度を実現する測量技術を徹底解説

目次

• RTK GPSとは？

• RTK GPSで実現できるセンチメートル級の測位精度

• RTK GPSの仕組み: 基準局と移動局による補正

• RTK GPSが活躍する分野とメリット

• RTK測量導入の課題

• LRTKによる簡易測量

• FAQ

RTK GPSとは？

RTK GPSとは、衛星測位システム(GNSS)を利用してリアルタイムに高精度な位置情報を得る測量技術です。"RTK"は*Real Time Kinematic*（リアルタイム・キネマティック）の略称で、基準局（ベースステーション）からの補正データを移動局（ローバー）に送信し、センチメートル単位の精度で自位置を算出します。従来のGPS（単独測位）では誤差が数メートル生じますが、RTK GPSを使えばその誤差を数センチまで抑えることが可能です。このような高精度の測位が現場で手軽に実現できるため、建設・土木や測量の分野で近年RTK GPSの導入が急速に広まっています。

RTK GPSで実現できるセンチメートル級の測位精度

一般的なスマートフォンやカーナビのGPS（GNSS）では、衛星信号を1台の受信機だけで測位するため手軽ですが、どうしても誤差が数メートル発生します。地図アプリで現在地を表示する程度であれば数メートルのズレでも問題ありませんが、建設工事で正確に位置を出したり、インフラ点検で微小な変位を検出したりするにはセンチメートル級の精度が求められます。RTK GPSを用いると、こうした高精度な「センチメートル級測位」が可能になります。

では、単独測位とRTK測位では何が違うのでしょうか。最大の違いは誤差補正の有無です。RTKでは基準局からリアルタイムに補正情報を受け取り、移動局の測位結果に反映させることで、誤差を大幅に低減しています。具体的な比較を以下にまとめます。

• 単独測位（通常のGPS）: 受信機1台だけで衛星から位置を求めます。補正なしのため、位置の誤差は数m程度に及びます。

• RTK測位: 基準局と移動局の2台の受信機を使います。基準局が算出した補正情報を移動局に適用することで、誤差は数cm程度まで縮小します。

このようにRTK GPSでは桁違いの高精度が得られるため、測量や施工管理の現場で不可欠な技術となりつつあります。

RTK GPSの仕組み: 基準局と移動局による補正

RTK測位が高精度を実現する鍵は、基準局（固定局）と移動局（ローバー）の組み合わせにあります。まず基準局とは、正確な座標（緯度・経度）が既知の地点に設置したGNSS受信機です。一方、移動局は計測したい場所を持ち歩いて測位する受信機です。基準局と移動局が同じタイミングで同じ衛星の信号を受信すると、両者の生データには共通の誤差要因（電波の大気遅延や衛星時計のズレなど）が含まれます。基準局は自分の正確な位置と衛星測位による位置との差から、その瞬間の測位誤差を計算します。そしてその誤差情報を無線やインターネット経由で移動局へ送り、移動局は自身の測位結果に補正を加えて高精度な位置座標を得る仕組みです。

この補正処理が毎秒リアルタイムに行われることで、移動局が動いていても常にセンチメートル単位の位置を測定できます（これがリアルタイム・キネマティックと呼ばれる所以です）。なお、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似ているため補正効果が高く、一般には数km以内の距離であれば誤差数センチの精度を維持できます。

近年は基準局を自前で用意しなくても、全国に設置された公共の電子基準点や民間のGNSS基準局ネットワークから補正データをインターネットで取得することでRTK測位が行えるようになっています。例えば、携帯通信網を利用したネットワーク型RTKサービス（VRS方式など）を契約すれば、移動局のみで手軽にセンチメートル級測位を実現できます。日本では国土地理院の電子基準点網や通信事業各社の提供する補正サービスが整備されており、これらを活用することで現場に基地局を設置せずとも高精度測位が可能になっています。

RTK GPSが活躍する分野とメリット

RTK GPSによるセンチメートル精度の位置情報は、様々な分野で活用されています。その精度向上がもたらすメリットと併せて主な活用例を紹介します。

• 建設・土木の施工管理: 道路工事や橋梁工事などで、RTK測位を使えば設計図通りの正確な位置出し（墨出し・杭打ち）が可能です。初回からずれの少ない施工ができるため、出来形の品質向上につながります。また、国土交通省が推進するICT施工（スマートコンストラクション）では、重機にGNSSを搭載したマシンガイダンス/マシンコントロールが活用されていますが、その高精度な位置制御を支えているのもRTK-GNSSです。オペレーターはモニター上でブレードの現在高さと設計面との差を常に確認でき、余掘り・掘り残しのない効率的な施工を実現します。これにより手戻りの削減や作業効率の向上が期待できます。

• 測量作業の効率化: 土木測量の現場でもRTKは革新的です。従来、出来形測量や丁張り設置（位置出し）にはトータルステーションを用いて2人1組で作業するのが一般的でした。しかしRTK対応のGNSS受信機を使えば、1人でローバーを持って現場を歩き回るだけで、多数の測点を短時間で測定できます。しかもリアルタイムに平面直角座標や標高を取得できるため、その場でデータの確認や追加測定が容易です。人員削減や作業時間短縮に大きく貢献し、測量待ちによる工事の停滞を防ぎます。

• インフラ点検・維持管理: トンネルや橋梁、道路などインフラの定期点検でも、高精度な位置記録が役立ちます。例えば橋脚の沈下量を年単位でモニタリングする場合、RTKのセンチメートル精度であればごくわずかな変位も検出できます。また点検箇所を登録しておけば、後日まったく同じ地点にRTKで再訪できるため、変化を正確に追跡可能です。位置情報の信頼性向上がインフラ維持の安全・安心に直結します。

• 災害調査・復旧: 土砂崩れや地震など災害発生時にも、RTK測位が威力を発揮します。被災現場をドローン空撮する際にRTK搭載機を使えば、写真測量による精密な地形図を短時間で作成できます。人が立ち入れない危険地域でも上空からセンチメートル精度の地図が得られ、迅速な状況把握と復旧計画立案に貢献します。また災害後のインフラ点検では、損傷部位の位置を正確に特定して記録するのにRTKが有効です。

以上のように、RTK GPSの活用により精度向上（品質確保）や効率化（時間・人手の節約）といったメリットが得られるため、建設・測量業界を中心に導入が進んでいます。高精度な測位データをリアルタイムに取得できることは、現場のDX（デジタルトランスフォーメーション）を力強く後押ししています。

RTK測量導入の課題

非常に有用なRTK測位ですが、従来その導入にはいくつかのハードルがありました。第一に機材の大掛かりさです。RTKを行うには、高性能なGNSS受信機に加え、基地局用のアンテナやバッテリー、無線モデムなど複数の機器を現場に持ち込み、ケーブルで接続してセットアップする必要がありました。システム全体の初期コストも高額になりがちで、専門の測量技術者による運用が前提となるケースが多かったのです。小規模事業者や測量に不慣れな技術者にとっては、「難しそう」「高価すぎる」と感じて導入を躊躇する要因となっていました。

また、RTK測位には通信環境の確保も不可欠です。自前の基地局を使う場合は移動局と電波が届く範囲で作業する必要があり、山間部や見通しの悪い場所では通信に工夫が要ります。VRSなど携帯ネットワークを使う方式であればエリア内なら自由に動けますが、電波圏外では測位が困難になります。このように運用条件に応じた機器構成や通信手段を検討する必要があり、運用の難易度が高かったことも課題です。

しかし近年、こうした従来の常識を覆す手軽で低コストなRTKソリューションが登場しています。それが次に紹介する「LRTKシリーズ」です。

LRTKによる簡易測量

LRTKシリーズは、上記の課題を解決するために開発されたオールインワン型のRTK測位デバイスです。レフィクシア社が開発したLRTKは、RTK測位に必要な機器類（アンテナ、GNSS受信機、バッテリー、通信モジュール）をすべて一体化し、完全ワイヤレスかつ小型・軽量化を実現した革新的なGNSS端末です。現場利用を前提に防塵・防水の堅牢設計が施されており、雨天や粉じんの多い工事環境でも安心して使用できます。

LRTKデバイスには用途に応じたいくつかのモデルがありますが、中でも注目すべきはポケットサイズのLRTK Phoneです。スマートフォン一体型のRTK受信機で、専用の超小型GNSSモジュール（重さ約125g・厚さ13mm）をiPhoneやAndroid端末に装着するだけで、手持ちのスマホがセンチメートル級測位ができる万能測量機に変身します。従来のRTK機器のイメージを覆すコンパクトさで、文字通り「ポケットに入れて持ち歩き、必要な時にすぐ使える」ことを目指して開発されました。

LRTKを使えば、必要なのはスマホだけです。複雑な配線も専用コントローラーも不要で、内蔵バッテリーにより約13時間の連続測位が可能なため、1日の作業を十分にカバーできます。BluetoothやWi-Fi接続に対応し、スマホとは標準プロトコル（NMEA出力）ですぐ連携可能。専用の「LRTKアプリ」を使えばワンタップで測位開始・記録ができ、誰でも直感的に操作できます。さらに特筆すべきは、日本の準天頂衛星みちびきが提供するセンチメータ級測位補強サービス（CLAS）に対応している点です。通常のネットワークRTKでは携帯回線が必要ですが、LRTKなら衛星から直接補強信号を受信できるため、携帯圏外の山奥や離島などでも高精度測位が可能です（※アンテナを付け替えてCLAS受信モードに切替）。もちろん携帯ネット経由のVRS方式にもワンタッチで切り替えられるため、現場の状況に応じて最適な測位方法を選択できます。この柔軟性は、例えばトンネル内部や森林の中などGNSS測位が難しい場面でも威力を発揮します。

LRTKはハードウェアだけでなく、ソフトウェアやクラウドサービスも充実しています。LRTKアプリは測位した点の座標を自動で日本測地系の平面直角座標に変換したり、複数点の距離・面積・体積を現場で即座に計算したりと、便利な機能を備えています。例えば測位写真機能では、スマホで撮影した写真にその撮影位置の高精度な座標と方位情報を自動タグ付けできます。これをクラウド経由で共有すれば、オフィスに居ながら「どの地点のどの方向を撮影した写真か」を正確に把握できます。また点群スキャン機能では、スマホ内蔵のカメラやLiDARスキャナと連携してその場で3D点群を取得し、測量データとして保存できます。取得直後に土量（盛土・掘削量）を算出したり、任意の断面図を描くことも可能です。さらに座標誘導機能では、あらかじめ登録した座標値に向けて作業者をAR表示でナビゲートできます。現地で「正確な位置が分からない」基準点や杭の位置も、LRTKがあればピンポイントで見つけ出せます。これらすべての機能がスマホ＋LRTK一台で完結し、まさに現場のデジタルツールとして「痒い所に手が届く」存在になっています。

このようにLRTKは「誰でも・どこでも・簡単に」センチメートル級測位を活用できる次世代のRTKソリューションです。従来は専門家や高価な専用機材に頼っていた高精度測位を、スマホ感覚で現場の誰もが使えるようにしたことで、生産性の飛躍的向上が期待されています。実際、ある施工現場でLRTKを導入したところ、従来発注待ちだった測量作業の待ち時間が激減し、施工管理者自らが測量・出来形確認をこなせるようになったという報告もあります。センチメートル級の精度を日常業務に取り込むハードルを大きく下げた点で、LRTKはRTK技術の新たな進化形と言えるでしょう。

LRTKシリーズによって、現場の測量精度と作業効率は飛躍的に向上します。建設・土木・測量分野での高精度なGNSS測位をより身近にし、国土交通省のi-Construction施策にも対応する最適なソリューションとなっています。

詳しくは以下のリンクもご参照ください。

• [LRTK公式サイト](https://www.lefixea.com/)

• [LRTKシリーズ｜デバイス一覧ページ](https://www.lefixea.com/)

• [導入事例｜施工現場での活用例](https://ken-it.world/success/2024/09/lrtk-phone-boom.html)

製品に関するご質問やデモのご相談等は、[お問い合わせフォーム](https://www.lefixea.com/contact-lrtk)よりお気軽にお問い合わせください。貴社の現場にもぜひLRTKによる高精度測位をご活用いただき、次のステージへと進化させましょう。

FAQ

Q: RTK GPSと通常のGPSでは何が違うのですか？ A: 通常のGPS測位は1台の受信機だけで衛星信号を受信するため手軽ですが、誤差が大きく数メートル程度生じます。これに対しRTK GPSでは、基準局からの補正データを用いて測位誤差をリアルタイムに打ち消すため、数センチメートル以内という桁違いの高精度が得られます。

Q: RTK測位の精度はどれくらいですか？ A: 条件にもよりますが、一般的にRTKでは水平位置で±1～3cm程度、鉛直方向で±3～5cm程度の誤差範囲に収まります。良好な環境で高品質の受信機を用いれば、それよりさらに高い精度（1cm未満）を達成することも可能です。ただし森林や高層ビル街など衛星信号の受信状況が悪い場所では精度が低下する場合があります。

Q: RTK測位を始めるにはどんな機材が必要ですか？ A: 基本的には基準局用のGNSS受信機と移動局用のGNSS受信機の2台、および両者を繋ぐ通信手段が必要です。基準局側は正確な座標値が分かっている必要があります。通信は専用の無線機（UHFデータ通信など）やインターネット経由（携帯回線を使ったNtrip方式）で行います。最近では国や民間の基準局ネットワークを利用して、自前の基地局を用意しなくても補正情報を入手できるケースも増えています（その場合は移動局用の受信機と通信端末のみで測位可能です）。LRTKのように必要機器が一体化されたソリューションを使うと、スマホと受信機だけでRTK測位を始められるので手軽です。

Q: 基準局からどのくらい離れて測位できますか？ A: 基準局と移動局の距離が近いほど精度は高くなります。おおよその目安として、数キロメートル以内であればRTKの誤差は数cm程度に収まります。しかし距離が離れるに従って大気誤差などが大きくなるため、例えば20～30kmも離れると補正しても誤差が数十センチ以上に拡大する場合があります。これを補うため、基準局を複数配置したネットワーク型RTKではユーザ付近の仮想基準点（VRS）を生成し、広いエリアで均質なcm精度を得られるよう工夫されています。日本全国をカバーする電子基準点網や補正サービスを使えば、地域によりますが数十～数百km離れていても実用上問題ない精度で測位できます。

Q: 携帯電話の電波圏外でもRTK測位は可能ですか？ A: 携帯ネットを利用するVRS方式の場合、圏外だと補正データを受信できないため通常は測位が困難です。ただし対策もあります。1つは従来型の方法で、基地局と移動局を特定小電力無線などで直接通信させる方法です（通信距離に制限あり）。もう1つは、準天頂衛星みちびきの提供するCLASのような衛星通信による補強情報を利用する方法です。CLAS対応の受信機であれば山間部などでも衛星から直接補正を受け取ってRTK測位が行えます。実際、LRTKはCLASに対応しており、携帯圏外の現場でもセンチメートル級測位を可能にしています。

Q: RTK GPSを導入するには費用はどれくらいかかりますか？ A: RTK測量機器の費用は構成によって様々です。従来のプロ仕様GNSS受信機は基地局・移動局セットで数百万円することもあり、高精度な補正サービスの利用料も別途かかります。一方、LRTKのような新しい製品では大幅な低コスト化が実現しており、初期投資のハードルが下がっています。具体的な価格は機器構成や導入規模によりますので、詳細はお問い合わせいただければ適切なプランをご提案いたします。

Q: トータルステーションとRTK測位はどう使い分ければ良いですか？ A: トータルステーション（TS）はプリズムとの視通し測距によってミリ単位の高精度を発揮する測量機器で、建物の鉛直測設や室内の寸法取りなどに適しています。ただしTSは直線で見通せる範囲でしか測れず、基準点の設置や複数人での作業を要するケースもあります。一方、RTK測位は衛星さえ見通せれば広範囲で絶対座標を取得でき、1人でも迅速に多数の点を測量できる利点があります。ただし電波が届かない場所（屋内や密林など）ではRTKは使えません。このため現場では両者を補完的に使い分けるのが理想です。例えば、まずRTKで現場全体の基準点座標を効率よく測定し、細部の測定やGNSSの届かないポイントはトータルステーションで精密に測る、といった運用です。どちらか一方があれば他方が不要というものではなく、現場の状況に応じて双方の強みを活かすのがお勧めです。