LRTKとは？スマホで使えるVRS対応RTKシステムの実力

建設現場の測量技術は今、大きな転換期を迎えています。従来はトータルステーションやGPS測量機など専門の機器が必要だった高精度測位も、現在ではスマートフォンと小型デバイスさえあれば実現可能です。そのカギとなる技術が「VRS」と呼ばれるものです。今回は、このVRSとは何かを初心者にもわかりやすく解説するとともに、スマホで使えるVRS対応のRTKシステム「LRTK」の特徴や実力、そして土木・測量分野での活用例をご紹介します。施工管理者や測量士の方はもちろん、建設会社の経営層や自治体職員の方、新技術に関心のある現場作業員の方にも役立つ情報です。高精度測位の最新トレンドを押さえて、現場DXのヒントをつかんでください。

VRSとは？高精度測位の仕組みを初心者向けに解説

まずVRSとは何でしょうか。VRSはVirtual Reference Station（仮想基準点）の略称で、センチメートル級の高精度測位を可能にするネットワーク型RTK-GNSSの方式の一つです。通常、単独のGPS測位では数メートルの誤差が生じますが、RTK（リアルタイムキネマティック）と呼ばれる手法では基準局からの補正情報を使ってその誤差を数センチまで縮小できます。VRS方式はそのRTK測位をさらに便利にする技術で、ユーザーの近くに仮想的な基準局を設定して補正データを提供します。

具体的には、ユーザー（移動局）の大まかな位置をサーバに送信し、サーバ側で周辺にある複数の基準局の観測データを統合・解析します。そしてユーザー近傍に「仮想基準点」が存在すると仮定し、その地点で受信したであろうGNSS誤差情報を生成してリアルタイムに配信するのです。ユーザー側の受信機（ローバー）はインターネット経由でこの補正データを受け取り、自身がまるで「すぐ隣に基準局がある」かのような条件で位置演算を行います。その結果、現地に物理的な基準局を置かなくても、高精度なRTK測位が可能になります。

VRS方式の利点は、基準局を設置する手間を省けるだけでなく、補正情報が常にユーザーの近くで計算されるため距離による精度低下が抑えられることです。広いエリアを移動しても精度が均一に保たれ、日本全国どこでも安定してセンチメートル級の測位が行えます（通信圏内であれば）。日本国内では国土地理院が整備した約1300か所の電子基準点ネットワークを活用したリアルタイム補正サービス（GNSS連続観測システム）が提供されており、これによりVRS方式で世界測地系座標（JGD2011）を即時取得することができます。さらに携帯キャリア各社や測量サービス会社も独自のネットワーク型RTKサービス（VRS配信）を展開しており、今やVRSは高精度測位における主流技術になりつつあります。

RTK測位とVRS方式の違い（従来技術との比較）

それでは、従来型のRTK測位とネットワーク型RTK（VRS方式）の違いを見てみましょう。RTK（Real Time Kinematic）はリアルタイムキネマティックとも呼ばれ、基準局（固定局）と移動局（ローバー）の2点で同時にGNSS衛星信号を受信し、基準局側で算出した誤差情報を無線などで移動局に送り補正することで高精度な位置を決定する方式です。基準局は既知の正確な座標位置に設置し、自分が受信した衛星信号との誤差を逐次計算して移動局へ送信します。移動局はそれを受け取り、自身の観測データと合わせて誤差を打ち消すことで、数センチメートルレベルの精度で現在位置を特定できるのです。

しかし、この従来型RTKにはいくつかの制約がありました。ひとつは現場ごとに基準局を設置する手間です。測量を開始する前に、作業エリア近く（理想的には半径数km以内）に基準局を据え付けてアンテナを立て、無線でデータを飛ばす準備が必要でした。また、基準局と移動局の距離（基線長）が離れるにつれて大気による信号遅延などの誤差が相殺しきれず精度が低下してしまうため、広い現場では測位エリアを変えるごとに基準局を移動・再設定する必要もあったのです。さらに、高性能なRTK機器は非常に高価で専門知識も求められるため、導入ハードルが高く「誰でも簡単に使える」とは言い難い状況でした。

ネットワーク型RTK（VRS方式）は、こうした弱点を克服した新しい手法です。現地に自前の基準局を置かずに済むため、受信機1台だけで即測位を開始できる手軽さがあります。通信によって補正情報を取得するので、作業前のセットアップ時間も飛躍的に短縮されます。仮想基準点が常に近くに設定される仕組みにより、移動しても精度が安定して保たれ、長い道路工事や広大な造成現場でも途切れず高精度を維持できます。

精度そのものは適切に運用すれば従来型RTKとVRSで同等（いずれもセンチメートル級）ですが、運用コストや利便性の面でVRS方式が優れることから、近年では通信環境さえ整えば全国どこでも利用できるネットワーク型RTKが主流になりつつあります。例えば重機のマシンガイダンスにVRSを用いて基準局の再設置なしで広範囲施工を行うケースも増えており、今や現場では「まずはVRSで測ってみる」という流れが一般的になってきました。従来の手法（光学測量や単独GNSS測量）は引き続きミリ単位精度が要求される基準点測量などで併用されますが、多くの場面でVRSによるRTK測位が効率と精度の両面で現場を支えています。

スマホで使えるRTK「LRTK」の特徴

こうした高精度測位技術を、より手軽に現場で使えるようにしたのが「LRTK」というシステムです。LRTKは東京工業大学発のスタートアップ企業・レフィクシア株式会社が開発した超小型のVRS対応RTK-GNSS受信機＆スマホアプリからなる製品で、「現場で誰もが使えるポケットサイズのRTK測量機」をコンセプトに2022年に発売されました。iPhoneやiPadなどのスマートフォンに取り付けて利用でき、発売以来「スマホがそのまま測量機になるツール」として施工管理者や作業員の間で静かなブームになっています。

LRTKデバイス本体は重量わずか約125g、厚さ13mm程度のコンパクトサイズで、内部にGNSSアンテナ・受信機・バッテリー・無線通信モジュールが一体化されています。スマホの背面に装着して電源を入れるだけで即座にGNSS測位が始動し、スマホとはBluetoothやWi-Fiでワイヤレス接続されます。ケーブル接続の必要がなくスマホがそのままコントローラー兼データ端末になるため、現場での取り回しも良好です。さらに筐体は防塵・防水、耐衝撃性も備えており、屋外の過酷な環境でも安心して使用できる堅牢設計です。

VRS方式で実現するLRTKの高精度測位

LRTKがなぜスマホでセンチ精度を実現できるのか、その仕組みをもう少し見てみましょう。ポイントは、前述のVRS方式の活用にあります。LRTKのスマホアプリはインターネット接続を通じて各種のネットワーク型RTKサービスに接続し、ユーザーの現在地に応じた補正データ（仮想基準点情報）をリアルタイムに受信します。一般的にNtripと呼ばれるプロトコルを用いてサーバからVRS補正情報を取得し、受信機に適用しています。そのため、専用の基地局を用意しなくても常にユーザー付近に基準局があるのと同等の条件で測位が行われ、安定した高精度を維持できるというわけです。

もちろんVRS補正情報を受け取るには対応したサービスへの加入が必要ですが、現在では国や自治体、民間から様々な補正情報配信サービスが提供されており、LRTKアプリ上で必要な設定を行えば簡単に接続できます。通信圏内であれば、日本中ほぼどこでもLRTKはセンチメートル級の測位を可能にします。またLRTKの上位モデル（例: LRTK Proシリーズ）では、携帯の電波が届かない山間部やトンネル内でも日本の準天頂衛星「みちびき」によるセンチメータ級補強サービス（CLAS信号）を受信して測位を続行できる機能があります。つまり通信インフラが途絶えた災害直後の現場などでも、衛星経由で位置精度を確保できるバックアップが用意されているのです。VRS方式と衛星補強を組み合わせたLRTKは、あらゆる現場環境で一貫した高精度測位を実現し、従来は難しかった場所での測量作業も可能にしています。

土木・測量分野での活用例とメリット

実際の土木・建設現場でも、LRTKを活用した新しい測量手法が続々と生まれています。その代表的な事例や得られたメリットをいくつか見てみましょう。

ある道路施工現場では、LRTKを装着したスマホ1台で基準点測量から出来形部の点群スキャン、設計モデルとのAR照合までを行ったケースがあります。従来はトータルステーションで基準点を出し、レーザースキャナで点群を取得し、パソコン上で設計データとの比較を行う、といった工程に数日かかっていたものが、LRTK導入後はわずか1日で完了しました。測量専門のチームを待たずに現場の担当者自身がその場で測って確認できるため、工程全体の大幅な省力化とスピードアップにつながった好例です。「数センチの精度確認のために数日待つ」というこれまでの常識が、VRS対応のスマホ測量によって覆されつつあります。

また別の現場では、重機による掘削作業にLRTKのAR機能を応用しました。掘削予定範囲のCADデータをLRTKアプリに取り込んでおき、施工中にスマホ画面上で仮想の掘削ガイドラインをAR表示させたのです。オペレーターは画面に示されるラインに沿って重機を動かすだけで、設計通りの形状・勾配で掘削を進めることができました。この方法なら丁張（墨出し）を省略しても正確に施工でき、作業時間の短縮と人員削減に寄与しています。AR＋RTKによる視覚的な誘導のおかげで、ベテランの勘に頼らずとも新人オペレーターが精度良く作業できるという効果も報告されています。

コスト面でもLRTKは大きなメリットをもたらします。従来、RTK測量機器一式を揃えるには数百万円単位の投資が必要でした。しかしポケットサイズのLRTKならその一桁下、数十万円程度から導入可能とされ、その価格の超リーズナブルさが注目を集めています。ハードルが下がったことで「1人1台」の配備も現実的になり、施工管理担当や職長クラスが各自LRTKを持って日常的に測量・検測を行う現場も出始めています。必要なタイミングで即座に測定し、結果をクラウド共有して施工ミスの予防や工程の最適化に活かす——そんな俊敏なPDCAサイクルを回せるのも、低コストで高精度測位ツールを行き渡らせられるVRS時代の新しい現場運用と言えるでしょう。

さらに災害対応やインフラ維持管理の分野でも、LRTKは威力を発揮します。大規模災害直後の被災地では、被害状況を迅速に計測・記録することが求められますが、LRTKがあれば基準点設置の手間なしに現場へ駆けつけてその場ですぐ測量を開始できます。通信が寸断された状況下でも前述の衛星補強（CLAS）により測位が継続できるため、孤立したエリアでの緊急調査にも対応可能です。測定データは逐次クラウド経由で共有できるので、遠隔地の本部ともリアルタイムで情報をやり取りしながら意思決定を下せます。またインフラ点検業務では、橋梁やトンネルのひび割れ・沈下をLRTK搭載タブレットで計測し、正確な座標付きで記録するといった使い方が考えられます。従来は「橋脚から○m地点」など曖昧だった位置記録も、緯度経度・高さが明確に残るため、補修計画や経年変化の比較が格段にやりやすくなります。

このようにLRTKは、日常の施工管理から非常時の測量まで幅広く現場を支援します。また、国土交通省が推進する「i-Construction」など建設業のDX（デジタルトランスフォーメーション）との親和性も高く評価されています。これまでは測量士に任せていた工程を現場作業員自らがデータ取得・共有まで行えるようになるため、業務プロセスそのものを変革しうるツールだからです。人手不足が深刻な測量分野で、熟練者がいなくても扱えるLRTKは新たな戦力となります。高精度測位の民主化とも言えるこの流れは、建設・測量業界の働き方に大きなインパクトを与え始めています。

LRTKで可能なさまざまな測量・記録・管理

LRTKを活用することで、これまで複数の機器や専門技術が必要だった様々な測量・計測作業がスマホ1台で行えるようになります。代表的な活用例をいくつか挙げてみましょう。

• 写真測量（フォトグラメトリ）: ドローンを使った空中写真測量にもRTKは欠かせませんが、LRTKシリーズにはドローン搭載用モデルも用意されています。ドローンにLRTK受信機を搭載すれば、撮影する空撮写真すべてに高精度の位置タグが付与され、オルソ画像や3D地形モデルの精度が飛躍的に向上します。多数の標定点を設置せずに済むため、大規模な現況測量も短時間で完了します。また小規模な対象であれば、スマホのカメラで撮影した複数の写真をフォトグラメトリソフトで処理し、高精度な3D復元モデルを作成するといったことも可能です。LRTKで取得した位置情報があることで、モデルのスケールや向きも正確に再現できます。

• 杭打ち誘導・墨出し作業: LRTKの位置誘導機能を使えば、杭打ちや構造物位置のマーキング（墨出し）作業も効率化されます。あらかじめ設定した設置座標に近づくとスマホ画面に矢印やガイド表示が現れ、作業員は指示通りの位置に杭を打ち込むだけで済みます。草木や雪に埋もれて目視できない基準点でも、デバイスが示す方向に進めば確実に発見可能です。重機の運転席にスマホを設置し、オペレーター自身がリアルタイムに位置を確認しながら施工することもできます。熟練の測量技術がなくても誰でも正確に位置出しできるため、小規模な現場から大規模工事まで幅広く活用できるでしょう。

• 点群スキャン（3D計測）: スマホのLiDARスキャナやカメラを活用して、現場の3次元点群データを取得することも可能です。LRTKを使えば、ただスマホを手に持って歩くだけで周囲の地形や構造物をスキャンでき、その場で高精度な3D点群が生成されます。取得された点群には初めから世界座標系の位置情報が付与されているため、複数のデータを合成する際の位置合わせも自動で行われます。生成した点群は即座に設計図データと重ねて比較でき、出来形検査では設計との差異を色分け表示するといった解析も可能です。従来は専門の3Dレーザースキャナが必要だった作業が、LRTKとスマホによって手軽に実行できるようになりました。

• 高精度な写真記録・点検: LRTKアプリには写真撮影機能もあり、撮った現場写真にその場の高精度な測位座標を自動でタグ付けできます。これを活用すれば、橋梁や道路の定期点検で発見したひび割れ・変状の位置を、緯度経度や電子基準点座標付きの写真として記録可能です。従来は「○番柱から○m」といった感覚的なメモに頼っていたインフラ点検も、LRTKであれば誰が見てもわかる精密な位置情報として残せるため、後日の比較や補修計画にも役立ちます。写真と座標データが一体になったデジタル記録は、紙台帳に代わる新たなインフラ管理手法として注目されています。

LRTKのセットアップと使い方

高機能なLRTKですが、そのセットアップと操作は非常にシンプルです。初心者でも迷わず使い始められる基本的な手順を確認しましょう。

• デバイス装着: スマートフォンにLRTK受信機を取り付けます。専用のスマホ用カバーやアタッチメントにワンタッチで装着でき、取り付け後にデバイスの電源をオンにします。

• アプリ起動: 続いてLRTKの専用アプリをスマホで起動します。デバイスとはBluetooth等で自動接続され、衛星の捕捉が開始されます。アプリ画面上で現在の測位状態や捕捉衛星数が確認できます。

• 補正情報の取得: スマホがインターネットに接続されていれば、設定済みのVRS補正サービスに自動アクセスして補正データを受信します。衛星信号の受信状況が良好なら、約30秒以内でセンチ精度の測位状態（固定解）が得られます。画面上部に「Fix」や「RTK固定」などの表示が出れば高精度測位が確立した合図です。

• 測定開始: 測位が安定したら、アプリ上で必要な測量モードを選択して作業開始です。例えば単点測量なら画面の「測定」ボタンを押すだけでその地点の3次元座標値が記録されます。ARモードに切り替えれば、カメラ映像に設計データを重ね表示して位置出しやチェックが行えます。測定した点データや撮影した写真はその場でクラウドへアップロード可能で、オフィスのPCでも即座に結果を確認できます。

以上のように、LRTKは煩雑な設定や専門的な操作なしに数分以内で測量をスタートできる手軽さを備えています。これまで三脚を立てて機器を調整し…といった準備に時間を取られていたことを考えると、驚くほどスピーディーに感じられるでしょう。電源投入からセンチ精度の位置取得までほぼ自動で進行するため、現場のあらゆるシーンで「すぐ測りたい」に応えてくれる心強いツールです。

スマホとLRTKで始める手軽な高精度測量

LRTKの登場により、「スマホで測量」というこれまでにないスタイルが現場の現実となりました。例えば測量の経験が浅い現場スタッフでも、スマートフォンにLRTK Phoneを装着してアプリを開けば、その場で必要なポイントの測定を即座に行えます。難しい設定や計算はバックグラウンドで自動処理されるため、ユーザーは画面の指示に従ってボタンを押すだけで正確な緯度・経度・高さが取得できます。重たい機材を持ち運んだり、複数人がかりで測量したりする必要がなく、1人でスピーディーに作業が完結するのは大きな魅力です。

このようにLRTKは、これまで専門家に任せていた測量・計測業務を現場の誰もが日常的にこなせるレベルに引き下げました。高精度測位の民主化とも言えるLRTKは、建設業の生産性向上と品質管理の強化に直結する次世代の現場ツールです。スマホとポケットサイズのデバイスでここまでできるようになった今、従来のやり方にとらわれず積極的に新技術を取り入れてみてはいかがでしょうか。

もし本記事を読んでVRSを活用した高精度測位システム「LRTK」に興味を持たれましたら、ぜひ一度製品の詳細情報をチェックしてみてください。スマホで使えるRTKの実力を知れば、現場の測量・管理作業に新たな可能性が広がるはずです。[LRTK公式サイト](https://www.lrtk.lefixea.com)では対応デバイスや導入事例、技術仕様なども公開されています。最先端の「スマホ測量」ツールで、皆様の現場も次のステージへと進化させてみましょう。