実験概要

本実験では、環境条件の異なる以下のロケーションでRTK測位の精度検証を行いました。

• 都市部（ビル街）：高層建築物に囲まれた市街地。ビル反射によるGNSSマルチパスや視界遮蔽の多い環境。

• 山間部（森林付近）：山地や樹木に囲まれたエリア。一部で空が遮られ衛星高度角が限られる環境。

• 開けた平地（郊外の空き地）：周囲に高い障害物のない広い平地。GNSS信号を良好に受信できる理想的環境。

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各環境で既知点の座標と比較する形で測位を行い、誤差を評価しました。既知点の真値座標は事前に電子基準点網を用いた静的測位やトータルステーションで高精度に求めておき、LRTKによるRTK測位結果とのズレを算出しています。使用機器はレフィクシア社のLRTK Pro2（マルチGNSS対応・デュアル周波数RTK受信機）です。

LRTK Pro2はアンテナ・バッテリー内蔵の小型GNSS受信機で、ネットワーク型RTK（VRS方式）や準天頂衛星「みちびき」のセンチメータ級補強サービス（CLAS）に対応した測位端末です。測位データはBluetooth経由でスマートフォンアプリに記録され、クラウド上で保存・解析できる仕組みになっています。今回は各測定地点においてLRTKを三脚またはポール上に設置し、ネットワーク型RTKサービス（VRS）から補正データを取得してリアルタイム測位を実施しました。

また比較のため、RTK補正を適用しない単独測位（スタンドアロン）モードでもデータを取得し、RTKとの精度差を確認しました。都市部と山間部ではそれぞれ午前・午後など異なる時間帯にも測定を行い、衛星配置や周囲環境の変化による影響も評価しています。各環境で得られた測位結果（座標値）を既知点座標と突き合わせ、統計的な誤差分析（平均誤差、標準偏差、最大誤差など）を行いました。

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測定結果の統計分析

各測定環境におけるRTK測位誤差を分析した結果、いずれのケースでもLRTKはセンチメートル級の精度で位置を特定できることが確認できました。環境別の誤差統計を示します（それぞれ水平面での誤差、鉛直方向の誤差を算出）。

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測定環境平均誤差 (水平 / 鉛直)標準偏差 (水平 / 鉛直)最大誤差 (水平 / 鉛直)

都市部 (ビル街)5.2 cm / 7.8 cm3.1 cm / 5.4 cm12.4 cm / 18.9 cm

山間部 (森林)3.8 cm / 6.5 cm2.7 cm / 4.1 cm9.6 cm / 15.3 cm

平地 (開けた空域)2.1 cm / 3.5 cm1.4 cm / 2.0 cm5.0 cm / 7.1 cm

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環境別に見たRTK測位誤差統計（LRTK使用、既知点との差）。都市部では高層建築によるマルチパスの影響で他環境より誤差が大きく、稀に10cm超のずれが発生しました。一方、視界の開けた平地では誤差は非常に小さく、水平・鉛直とも平均数センチに収まりました。山間部でも若干誤差は増大するものの、平均誤差は数センチレベルを維持しています。これらの結果から、良好な環境下ではRTK-GNSSによってほぼ数センチの精度が実現でき、多少衛星信号に制約のある環境でも実用上問題ない精度（誤差数～十数センチ）を確保できることがわかります。

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また単独測位（補正なしGNSS測位）の結果と比較すると、RTKによる精度向上の効果は一目瞭然です。例えば開けた平地における単独測位では、水平位置は平均で約0.8m程度のずれを示し、最大では1.5m近い誤差が発生しました。これに対しRTK測位では平均2～3cmの誤差に収まり、誤差範囲が劇的に縮小しています。都市部においても単独測位では数メートル単位の位置ずれが見られましたが、RTK適用後は数センチ～数十センチ程度に誤差が抑えられました。すなわち、RTKによる相対測位補正によりGNSS測位精度が飛躍的に向上することをデータで裏付けています。

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RTKとPPPの精度比較

高精度測位手法としてはRTKの他にPPP（精密単独測位：Precise Point Positioning）も知られています。PPPは地球全域に適用可能な軌道・時計誤差モデル（衛星から配信される補強情報）を用いることで単独測位の精度を高める手法で、基準局を必要としない利点があります。しかし、PPPは初期収束に時間を要し、リアルタイムでセンチ精度に到達するまで数分～数十分を要するのが欠点です​。

実験ではLRTK Pro2を用いて、みちびき（QZSS）の配信するセンチメータ級補強サービス（CLAS、PPP-RTK方式）による測位も試みました。結果、静止状態で5分程度の観測を行うことで水平10cm・鉛直15cm以下の精度には達しましたが、RTKのように短時間で数センチというわけにはいきませんでした。これは一般的なPPP手法の制約と一致しており、通常のPPPでは10cm未満の精度を得るのに数分～数十分程度を要するとされています​。

一方、ネットワーク型RTKでは数秒以内に初期化が完了しセンチ級精度の位置を得られるため、動的な測位用途（移動体の測位や即時の測量作業）にはRTKが適しています​。​

一般的な現場測量で用いられるRTK-GNSS（VRS方式）の測位誤差は3～4cm程度で安定しており、今回のLRTK実験結果でも同様の精度が確認できました。以上より、RTK vs PPPの比較では、即時性と精度安定性の面でRTK測位に軍配が上がると言えます（特に動的測量やリアルタイム制御用途ではRTKが有利）。もちろん、広域で基準局の整備が難しい場合にはPPP/PPP-RTKが有効であり、用途に応じた使い分けが重要です。

 

考察と結論

本実験を通じて、LRTKデバイスを用いたRTK測位の実測精度が水平・鉛直とも数センチ程度であることが確認できました。特に開放的な環境では測位誤差がごくわずかで、設計図面上の座標と現地測位結果との差異は無視できるレベルと言えます。都市部や森林環境のような厳しい条件下でも、誤差はせいぜい数センチ～十数センチ程度に収まり、通常の施工・測量業務で要求される精度を充分満たせる結果となりました。

これはLRTKの受信機性能（デュアル周波数GNSS、マルチコンステレーション対応など）が優れていることに加え、ネットワーク型RTK補正やCLAS補強を的確に活用できたことが要因と考えられます。

一方で、測位の安定性を確保するための留意点も見えてきました。例えば都市部ではビルの陰に入ると一時的に固定解が得られずRTK精度を維持できない場面もありました。このような場合でも測位を安定させる工夫として、アンテナの設置場所や方法を最適化することが重要です。できるだけ天空視界の開けた場所にアンテナを据え付け、金属板による簡易グランドプレーンを敷くことでマルチパスの影響を低減できます。また、常に十分な衛星数が確保できるようマルチGNSS（GPSだけでなくGLONASSやGalileo、みちびき等）を有効活用することも有効です。

LRTKのような最新受信機はこれら複数衛星系に対応しており、ビル陰や谷間でも衛星捕捉数を増やすことで精度低下を防いでいます。さらに、可能であれば既知点での短時間の再初期化を行い測位解をリセットする、移動局のポールに整準気泡や傾斜補正を用いて垂直を保つ、といった運用上の工夫も精度維持に効果的です。

以上より、LRTKの実測精度と実用性は非常に高く、通常の測量・施工用途に十分耐えうることが示されました。RTK測位を現場で安定して活用するには、適切な機器設定と運用上の配慮が必要ですが、それさえ押さえれば従来の測量手法に比べ格段に効率的で省力化が図れるでしょう。

今後、衛星測位サービスのさらなる高度化（衛星数増加や新しい補正手法の普及）により、RTKの利便性は一層向上すると期待されます。例えば日本では2024年以降、みちびき衛星が7機体制となり全国でより安定したセンチ級測位が可能になる見込みです。こうした技術進展も追い風に、LRTKをはじめとする高精度GNSSデバイスはインフラ維持管理や建設DXの現場でますます重要な役割を担っていくでしょう。

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LRTKの活用と導入メリット

今回の精度検証で信頼性が実証されたLRTKを導入することで、測位作業やデータ収集業務には次のようなメリットが期待できます。

• 測量作業の効率化・省人化： 従来は2人1組で行っていた基準点測量や丁張設置作業も、LRTKとスマートフォンがあれば1人で遂行可能です。例えば建設現場での出来形管理では、作業員がLRTK受信機を装着したポールやヘルメットを用いて歩くだけで、高精度な位置座標を次々と取得できます。これにより測量の人手を削減しつつ、安全性も向上します。

• 即時的なデータ共有： LRTKアプリで取得した位置情報はクラウドにアップロードされるため、現場で測ったデータを事務所にいちいち持ち帰る必要がありません。その場で測定結果を確認し、不明点があれば即追加測定するといったフレキシブルな対応が可能です。インフラ点検の現場では、撮影した写真にcm精度の測位タグが自動付与されクラウド共有されるため、管理者はオフィスから現地の状況を正確に把握できます。

• 多用途での活用例： LRTKは建設・測量分野のみならず、鉄道や高速道路のインフラメンテナンスでも活躍が期待されています。例えば鉄道会社では線路の歪みや沈下を定期的に計測する業務がありますが、LRTKを用いることで線路沿いを歩くだけで軌道変位を高精度に記録できます。高速道路管理では路面の亀裂や設備配置を巡回しながら測位・記録し、補修計画に役立てることができます​。さらに、UAVドローンとの組み合わせによる空撮測量や、AR技術と連動した埋設物探査など、センチ精度の位置情報をキーとした新たなソリューション創出にも応用可能です。

• 導入のしやすさ： LRTKは専門の測量技能がないスタッフでも扱いやすく設計されています。スマホ画面上の直感的なインターフェースで操作でき、測位結果も地図上でビジュアルに確認できます。無料のトライアル利用や充実したサポート体制も用意されており、初めてRTKを導入する企業でも安心です。

測量現場だけでなく、インフラ点検で撮影写真に正確な位置タグを付与する用途など幅広い分野で活用できる。

精度検証の結果から、LRTKは実フィールドにおいて信頼性の高いcm級測位ソリューションであることが明らかになりました。従来は高価で扱いの難しかったRTK技術を手軽に利用できることで、建設業界やインフラ維持管理分野のDX（デジタルトランスフォーメーション）が加速すると期待されます。