ネットワークRTKの基本

RTK（Real Time Kinematic）とは、基地局（基準局）と移動局の2つのGNSS受信機で同時に衛星信号を受信し、両者の位置情報の差分をリアルタイムに補正することで高精度な測位を行う方式です​。単独測位では数メートル生じていた誤差が、RTKでは一般に数センチメートル程度まで抑えられるのが大きな特徴です​。このため、従来GPSでは実用が難しかった精密な測位が必要な分野（ドローンの自動飛行、建機のマシンガイダンス、土木測量など）でもRTK測位が活用され始めています​。

しかし従来のRTK測位を行うには、自前で既知座標を持つ基準局を設置し、その観測データを移動局へ無線送信する必要がありました。現場ごとに基準局を据え付けるのは手間とコストがかかります。そこで登場したのがネットワーク型RTKです。これは国や企業が整備した複数の基準局ネットワークから生成される補正情報配信サービスをインターネット経由で利用し、移動局1台だけでRTK測位を可能にする方式です​。

ネットワークRTKでは利用者自身が基準局を用意する必要がないため、長距離の測位でも精度を維持しつつ、現場での準備を大幅に簡素化できます​。

※ネットワークRTKでは、基準点が複数あることで長距離における誤差要因（電離層遅延など）の補正精度が向上し、基線長が離れても精度低下が抑えられる利点があります​。

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国内の補正サービスの種類と特徴

日本国内でネットワークRTKの補正情報を入手する方法として、主に以下のサービスや仕組みが利用されています。

補正サービス提供主体特徴・内容

電子基準点（GEONET）国土地理院全国約1,300か所に設置されたGNSS基準局網​。リアルタイム観測データを元に各種の補正情報を提供（VRS方式等）し、公共測量でも利用可能。Ntrip方式の補正サービス民間事業者（国土地理院含む）インターネットを通じRTK補正情報を配信するサービス。例：ソフトバンクのichimill（独自基準点3,300局以上を全国展開​）、ジェノバ社のGNSS補正サービスなど。契約により全国どこでも利用可能。CLAS（みちびきのセンチメータ級補強）内閣府（準天頂衛星システム）日本の準天頂衛星「みちびき」から配信される誤差補正情報サービス。国土地理院の電子基準点データを元に生成された補正情報をL6電波で送信し、対応受信機で受信する​。

携帯電波圏外でも利用可能で、受信機さえあれば追加費用なく数cm精度が得られる。

以下ではそれぞれの概要をもう少し説明します。

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電子基準点（GEONET）

電子基準点は、国土地理院が全国に約1,300か所設置している衛星測位の基準局です​。各電子基準点はGNSSで常時観測を行い、そのデータは国土地理院のサーバーに集約されています。ネットワークRTKでは、この電子基準点網（GEONET）のデータが高精度測位の基盤となります。電子基準点のリアルタイムデータを利用することで、長距離でもRTK測位の精度を確保でき、基準局を設置できない場所での測量が可能になります​。

国土地理院自身も電子基準点データを用いた補正情報提供実験などを行っており、公共測量でのネットワーク型RTK-GNSS測量手法も整備されています。

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Ntrip方式の補正サービス（民間・国土地理院）

インターネット経由で補正データを配信する方式として普及しているのがNtrip（エヌトリップ）方式です。Ntrip対応の補正サービスでは、利用者は移動局の受信機を携帯回線や無線LANでインターネットに接続し、事前に契約した補正データ配信サーバー（Ntripキャスター）にアクセスして補正情報を受信します。国土地理院も電子基準点網を活用したリアルタイム補正情報実験を行っていますが、一般に広く使われているのは民間事業者のサービスです。

代表的な民間サービスとしては、ソフトバンク株式会社の「ichimill」（イチミル）があります。ichimillはソフトバンクの通信基地局等に独自のGNSS基準点を設置し、それを全国に3,300局以上展開することで、ユーザーは自前の基地局準備なしに即座に高精度測位を始められます​。

一般的なGNSS測位が誤差5～10m程度なのに対し、ichimillではネットワーク経由で補正情報を配信しRTK演算を行うことで、リアルタイムに誤差数cmの測位が可能になります​。このようなサービスを利用すれば、日本全国ほぼどこでもインターネット接続さえあれば高精度測位が実現できます。その他、ジェノバ社のVRS方式サービスや、測量機メーカー各社が提供する補正サービス（例：トプコンのネットワークRTKサービス、ニコンサ Trimble VRS Now など）もあり、用途や地域に応じて選択できます。サービスによって利用料金（月額・年額）や対応機器が異なるため、自社のニーズに合ったプランを検討すると良いでしょう。

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CLAS（みちびきによるセンチメータ級補強）

CLAS（Centimeter Level Augmentation Serviceの略称、シーラスとも読む）は、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トル級測位補強サービスです​。

国土地理院の電子基準点データを用いて誤差を計算し、その補正情報を準天頂衛星からL6帯電波で放送します​。対応する専用GNSS受信機でこの信号を受信することで、リアルタイムに単独測位の誤差を補強し、高精度測位を実現します。

CLASの利点は、インターネット接続が不要な点です。山間部や海上など携帯通信が届かない場所でも、空が開けていてみちびきの電波が受信できれば、数cmの測位精度を得ることができます​。

また衛星から直接補正情報が得られるため、複数の移動局で同時に広域に利用する場合にも効率的です。現在、CLAS信号は日本国内向けに提供されており、日本全国ほぼ全域（北方圏など一部検証中の地域を除く）で利用可能とされています​。

注意点として、CLASを利用するにはCLAS対応のGNSS受信機が必要です​。

通常の単独測位用受信機ではL6信号のデコードができないため、対応機器への投資が必要となります。またCLASはあくまで補強サービスであり、測位自体は通常のGNSS測位に依存します。したがって、衛星を十分に捕捉できる環境（上空視界の確保）が前提となります​。

移動体への適用では若干のタイムラグも報告されており、高速でリアルタイム性が要求される自動運転用途などには課題もあります​。それでも、通信インフラに依存せず安定した高精度が得られるCLASは、今後ますます測量・建設・農業など様々な分野での活用が期待されています​。

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ネットワークRTKを利用する手順

では、実際にネットワークRTK（補正サービス）を利用して高精度測位を行うには、どのような手順を踏めばよいでしょうか。基本的な流れは次のとおりです。

1. RTK対応GNSS受信機の準備: まず、RTK測位に対応したGNSS受信機を用意します。近年はGNSS測量機器メーカー各社から、RTK対応のアンテナ一体型受信機や、スマートフォン・タブレットと連携できる小型デバイス（後述のLRTKなど）が登場しています。ポイントは、マルチGNSS・マルチ周波数に対応し、Ntripクライアント機能やCLAS受信機能を備えた機器を選ぶことです。既存のGPS受信機しかない場合はRTKに対応していない可能性があるため、仕様を確認してください。また、受信機と接続するコントローラ（フィールド用パソコンやタブレット端末など）も用意し、必要なら専用の測位ソフトウェアをインストールします。

2. 補正サービスへの加入・設定: 利用したい補正情報サービスに加入し、必要な設定情報を取得します。Ntrip方式の場合、サービス提供元から接続用のURL（IPアドレス）、ポート番号、マウントポイント名、ユーザーID・パスワードといった情報が提供されます。これらを受信機や測位ソフトのNtripクライアント設定画面に入力します​。電子基準点を直接利用する場合は国土地理院から提供される接続情報を使います。CLASを利用する場合は特別な契約は不要ですが、受信機側でCLAS受信モードをオンにする設定が必要な場合があります。さらに、移動局側でインターネットに接続する手段（SIM入りの通信モジュールやテザリング可能なスマホなど）を用意し、現場でオンライン状態を確保します。

3. Ntripキャスターへの接続: GNSS受信機の電源を入れて測位を開始し、補正サービスへの接続を確立します。具体的には、受信機や接続端末のメニューから「ネットワークRTK」モードをオンにし、先ほど入力した補正サービスの情報を使ってNtrip接続を開始します​。正常に接続されると、基地局からの補正データ（RTCMメッセージなど）がリアルタイムで受信機に送られ始めます。CLASの場合は受信機が自動的にみちびきのL6信号を受信し、補正情報を取り込みます。接続後、数十秒〜数分程度で受信機側の解（ソリューション）がフロート（Float解）からフィックス（Fix解）に変わります。これは整数バイアスの解決が完了し、高精度測位が可能な状態になったことを意味します。

4. 測位ソフトの設定と測位実施: 測位ソフトウェア上で、使用する座標系や測位モードの設定を行います。日本国内の測量業務であれば世界測地系（JGD2011など）の平面直角座標系を選択することが多いでしょう。補正情報に基づく測位結果が既知の公共座標系に合っているか確認し、必要に応じて原点オフセットやジオイドモデルの適用設定を行います。準備が整ったら、実際に観測を開始します。測位ソフトの画面上に現在のステータス（FIX解かFLOAT解か）や精度指標が表示されますので、FIX解になっていることを確認してから測点の記録や機械誘導などの作業を行います。FIX解が得られれば、誤差数センチ以内の高精度な座標値を即時に取得できます​。

5. データの確認と後処理: 測量が終わったら、取得した座標データを確認します。必要に応じて既知点との誤差をチェックし、仮にわずかでもズレが気になる場合は補正情報や測位モードの設定を見直して再観測します。測位データはリアルタイムにクラウドへアップロードしたり、その場で設計図面と照合したりすることも可能です。近年のソフトでは観測データの後処理（PPK）機能や、平均化計算による精度向上機能を備えるものもあります。現場で取得したRTK測位データをクラウド上で共有すれば、離れたオフィスから即座に検図することもでき、業務のDX化にもつながります。

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ネットワークRTK利用時の注意点

ネットワークRTKを安定して運用するためには、いくつか注意すべきポイントがあります。以下に、代表的な注意事項を挙げます。

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モバイル回線の影響に注意

ネットワークRTKではインターネットを通じて補正情報を受信するため、通信回線の品質が測位精度・安定性に直結します。移動局側の通信が不安定だと補正データが途切れ途切れになり、解がフロート解に戻ってしまったり、最悪の場合RTK測位が中断することもあります。したがって、測量現場ではできるだけ電波状態の良い通信回線を使用することが重要です。一般的に都市部なら4G/LTEや5G回線で問題ありませんが、山間部や地下空間ではポケットWi-Fiやスマホのテザリングが圏外になるケースもあります。そのような場合には、後述するCLASの活用を検討したり、一時的に基地局方式（自前の移動通信機器を使ったローカルRTK）に切り替えるなどの対策も有効です。また、通信遅延が大きいと補正情報の適用タイミングがずれ精度に影響しますので、VPN経由など余計な遅延を増やさないよう注意しましょう。

なお、最近では携帯電波圏外でも測位可能なソリューションも登場しています。例えばLRTKのようにみちびきのCLASに対応した受信機であれば、インターネットに接続できない山間部や災害現場でも衛星からの補強情報で高精度測位が可能です​。通信インフラに依存しない仕組みを予備として持っておくと、いざという時の安心感が高まります。

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フィックス解を得るためのポイント

RTK測位では、FIX解（フィックス解）が得られて初めてセンチメートル級の精度が保証されます​。FIX解とは、衛星信号の位相差観測における整数バイアスの解決（integer ambiguity resolution）が完了した状態の解です​。一方、これが未解決の状態はFLOAT解（フロート解）と呼ばれ、精度は概ね数十センチ〜数十センチ程度に留まります​。作業の際は常に現在の解がFIXかFLOATかを確認し、必ずFIXになってから測定値を記録するようにしましょう。

FIX解を迅速かつ安定して得るためのポイントとして、まず衛星受信環境の確保が挙げられます。周囲に高い建物や樹木があると衛星視界が遮られたりマルチパス（反射波）が発生したりして、測位が不安定になります。できるだけ開けた場所でアンテナを設置し、アンテナ高も周囲の障害物から十分に離しておくと良いでしょう。また、受信機の設定で仰角マスクを適切に設け、低仰角からの電波（誤差の大きい電波）を除去することも有効です。マルチGNSS対応機ならGPSだけでなくGLONASSやみちびき(QZSS)、Galileo等も使えるため、衛星数を増やすことで安定性が向上します。

さらに、初期化と再フィックスの手順も心得ておきましょう。RTK測位を開始してからFIX解になるまでに時間がかかる場合、一度受信機をリセット（再初期化）すると早くFIX解に入ることがあります。長時間の観測で一時的にFLOATに戻ってしまった際も慌てず、数十秒待ってみたり、ダメなら再接続してみるなどしてFIX復旧を図ります（俗に「ミスフィックス」を避けるためにも、安易にFLOAT状態のデータを使わないことが重要です​）。

また、固定局からの距離（基線長）が長いとフィックスに時間がかかる傾向がありますが、ネットワークRTKの場合は仮想基準点方式によりある程度補われています。それでも数十km以上離れると不利になるため、利用エリアに応じて最寄りの補正情報を選択するようにしましょう。

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LRTKの活用と導入メリット

ネットワークRTKをより手軽に現場導入したい方には、LRTKというソリューションが大きな助けになります。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社が開発した、小型一体型のRTK-GNSS受信機デバイスおよびサービスの名称です​。スマートフォン（主にiPhone/iPad）に後付けで装着できるポケットサイズの受信機で、アンテナ・受信機・バッテリー・無線通信がオールインワンになっています​。スマホに磁着する専用カバー経由で簡単に取り付けられ、重量も約125gと軽量で持ち運びも容易です​。このデバイスをスマホに付けるだけで、なんとスマホがRTK測量機に変身します​。

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LRTKを活用するメリットの一つは、その手軽さと汎用性です。専用のLRTKアプリを使ってネットワーク型RTKの補正サービス情報を入力し接続すれば、単独の作業者でも即座にセンチメートル級測位を始められます。実際の操作も「ネットワークRTKオン → 補正情報入力 → 接続開始」とシンプルで、専門的な知識がなくても扱いやすい設計です​。

測位した高精度位置はスマホ内の写真撮影や点群スキャンデータにもタグ付けできるため、例えば撮影した現場写真同士を公共座標で正確に重ね合わせるといった活用も可能です​。

従来は高額な測量機器や熟練の測量士が必要だった作業が、1人1台のスマホで実現できることから、現場の生産性が飛躍的に向上します​。

またLRTKはクラウドサービスとも連携しており、取得したデータをその場でクラウドにアップロードして共有できます。例えば2024年1月の能登半島地震の被災現場では、作業員がLRTK付きスマホで液状化による地盤沈下や道路の亀裂を計測し、その写真データを即座にLRTKクラウドにアップして関係者と共有することで、迅速な状況把握と対応に貢献しました​。このように、リアルタイム共有と記録のDXが現場レベルで実現できるのも大きな強みです。

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LRTKを装着したスマートフォンで現場の写真測量を行っている様子。画面にはRTKステータスが「Fix」と表示されており、高精度な位置情報が得られていることがわかる。取得した座標値や写真データはクラウド経由で即共有可能だ。

さらに特筆すべきは、LRTKの通信圏外対応機能です。LRTKは3周波対応のGNSS受信機であり、みちびきのCLAS信号受信にも対応しています。そのため、携帯電話の電波が届かない山奥や海上でも、みちびき衛星から直接CLAS補正情報を受信して高精度測位を続行できます​。実際、豪雨災害で通信インフラが途絶した場面でも、圏外対応のLRTKがあれば被災状況の記録や高精度位置測定が可能となり、迅速な現場情報の共有に大きな威力を発揮します​。ネットワークRTKの弱点である「通信への依存」を克服できる点で、非常に有用な機能と言えるでしょう。

コスト面でも、LRTKは従来の測量専用機器に比べてリーズナブルな価格設定がされています​。

初期導入費用が抑えられることで、中小の土木業者や測量技術者 individual ベースでも導入しやすく、現場のDXツールとして注目されています。既存のiPhone/iPadを活用できることから、特別な端末を新規に揃える必要もありません。まさに「現場の万能測量機」として、2024年現在静かなブームになりつつあるのも頷けます​。​