センチメートル級精度とは？単独測位とRTK測位の違い

「センチメートル級精度」とは、文字通り位置測位の誤差が数センチメートル程度以内に収まることを意味します。一般的なスマートフォンのGPS（GNSS）による単独測位では、受信機1台のみで衛星信号を受信するため手軽ですが、誤差が数m発生するのが普通です​。例えば市販のGPSでは5～10m程度のズレが生じます。一方、RTK測位では誤差を100分の1程度（約5cm）まで縮小できます​。実際、現場で広く使われるネットワーク型RTK（VRS方式）の精度は水平誤差3～4cm程度と報告されています​。

RTKの精度が高い理由は、誤差補正情報を用いる点にあります​。単独測位が1台の受信機のみで行うのに対し、RTK測位では2台の受信機（基準局と移動局）を同時に使用します​。

基準局とは位置が既知の受信機で固定設置し、移動局（ローバー）は測りたい点を搭載して自由に動かします。基準局で受信した衛星データから誤差情報を算出し、それをリアルタイムに移動局へ送信することで、移動局の位置をセンチメートル単位まで補正できるのです​。単純に言えば、「1台より2台で測れば誤差を打ち消しあえるので精度が上がる」というイメージです​。

下表に単独測位とRTK測位の違いをまとめます。

測位方法受信機の台数補正情報の利用水平精度の目安

単独測位1台（移動局のみ）なし数メートル程度​

RTK測位2台（基準局＋移動局）あり数センチメートル程度​

 

単独測位はスマホのGPSやハンディGNSS受信機で手軽に行えますが、誤差数mゆえに地形測量や施工には不向きです。一方のRTKは基準局を用意する手間があるものの、桁違いの高精度が得られます。そのため近年、品質管理や効率化の観点から建設・測量分野でRTKの活用が急速に広まってきています​。

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RTK測位の仕組み – 基準局と移動局、誤差補正の流れ

RTK測位を理解する鍵は、基準局（固定局）と移動局の連携にあります。まず基準局には正確な座標値（緯度経度）が与えられており、建設現場では既知点にアンテナを据え付けるか、公共の電子基準点（GNSS基準局）から情報を取得します。基準局と移動局の両方が同時に同じGNSS衛星からの信号を受信すると、両者の観測データには共通の誤差成分（例えば大気の影響や衛星時計誤差）が含まれます。基準局は自分の本来の位置と衛星測距から得た測位結果を比較することで、その瞬間の測位誤差を求めます。そしてこの誤差情報を無線やインターネット経由で移動局に送信し、移動局側で自身の測位結果に補正を適用することで高精度な位置を算出します​。

 

ポイントは、この補正処理が毎秒リアルタイムに行われるため、移動局の位置を動的に高精度で把握できることです（リアルタイムキネマティックの名の由来）。基準局と移動局の距離が近いほど両者の誤差要因が似通うため精度が高く、一般に数km以内であればセンチメートル級を維持できます。また、近年普及しているネットワーク型RTK（VRS方式）では、周辺の電子基準点網から補正情報をインターネットで取得することで、実質移動局1台でもRTK測位が可能です​。

日本では国土地理院の電子基準点や民間提供の補正サービス（例：携帯キャリアのichimillなど）が整備されており、これらを利用すれば自前で基地局を設置せずともcm級測位が行えます​。

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センチメートル級精度がもたらす価値 – 施工管理・測量・インフラ保守への影響

RTKによるセンチメートル級の位置情報が現場にもたらす価値は計り知れません。まず施工管理の面では、設計図通りの位置・高さで構造物を施工できるようになり品質が向上します​。

例えば道路や橋梁の工事で、測量誤差が大きいと出来形にずれが生じかねませんが、RTKを使えば初回から正確な位置出し（墨出し・杭打ち）が可能です。さらにICT施工で普及しているマシンガイダンス／マシンコントロール（MG/MC）では、建設機械にGNSS受信機を搭載し刃先位置をリアルタイムに把握しますが、その高精度な位置計測を支えるのがRTK-GNSSです​。

重機オペレーターはモニター上で自分の刃先の現在高さと設計面との差を常に確認でき、盛土・切土作業を効率よく進められます。これによりヒューマンエラーの低減や手戻り防止につながり、施工の生産性と精度が飛躍的に向上します。

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測量の分野でもRTKは革命的です。従来、出来形測量や丁張り設置にはトータルステーションを用いて2人1組で行うのが一般的でした。しかしRTK対応の測量機を使えば、1人でGNSSローバーを持って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、現場でデータ確認や追加測定が容易です​

。高さ方向の精度確保には工夫が必要ですが、水平位置については既にトータルステーションに匹敵する精度が得られています。例えばあるRTK機の検証では、単点測位の標準偏差約12mmが測位平均化機能により8mmまで向上した例も報告されています​。

こうした高精度GNSS測量の導入により、測量士だけでなく施工管理技士や作業員自身が自分で測れる場面が増えてきました​。

プロでなくとも扱える安価なRTK測位システムが普及することで、現場の測量作業は今後大きく様変わりしていくでしょう​。

インフラ維持管理の現場でも、センチメートル級の精度は新たなソリューションを生み出しています。

これにより作業車両の位置と線路閉鎖状況を常時照合し、現場の安全性向上に寄与しています。また土木構造物の点検では、事前に登録した埋設物の地図情報と、現地のタブレット端末のカメラ映像を重ね合わせて表示するAR技術が登場しています。

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これにより掘削前に埋設管の位置を直感的に把握でき、事故防止につながりました。道路の維持管理でも、ひび割れや沈下箇所の位置をRTKで記録したり、定期測量データを比較して微小な変位を検知したりと、高精度な位置データに基づく予防保全が可能になります。加えて近年盛んなドローンを活用したインフラ点検・地形測量でも、RTK搭載ドローンを用いれば数cmの誤差に抑えた高精度なオルソ画像や点群データを取得できます​。

これにより出来形管理の品質向上や3次元モデルの精度向上が図られ、維持管理や計画立案の信頼性が高まります。

このように、センチメートル級の測位精度は施工の品質管理、測量作業の効率化、安全管理、維持管理の高度化など多方面で価値を発揮します​。

高精度な位置情報が得られることで、これまで平面的にしか扱えなかった現場情報をデジタルツインとして精緻に再現し、土木・建設分野のDX推進に寄与しているのです。

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RTKの活用事例 – 地図作成、施工管理、杭打ち・墨出し、インフラ保守での導入効果

前章で述べた価値を、いくつか具体的な活用事例で見てみましょう。

• 高精度地図作成（測量・GIS）: 従来の地形測量では、基準点からオフセットを測って図面に起こす作業が必要でした。RTK-GNSSを使えば、現地で直接世界測地系の絶対座標を取得できるため、そのまま電子地図やGISに取り込める位置情報が手に入ります。例えば測量会社が公共測量でRTKを用いて基準点測量を行うケースでは、電子基準点網から補正データを得るネットワークRTKで現地測量がほぼ完結します。出来上がった数cm精度の測点群データは、平面図や3D地形モデルの高精度なベースとなります。またドローン空撮によるオルソモザイク地図作成でも、RTK搭載ドローンなら地上に多数の標定点を設置せずに済み、ワークフローが大幅に効率化されます​。高精度地図は用地測量や都市計画、災害時の被害マッピングなどで威力を発揮します。

• 建設現場の施工管理: ある道路工事の現場では、施工管理技術者がRTK受信機付きタブレットを手に巡回し、盛土の出来形をリアルタイムに測定していました。これにより、施工直後に高さの過不足をチェックしその場で補整するPDCAを回しています。また、重機に頼らない人力施工（例: ボックスカルバート据付など）でも、RTKローバーを用いて構造物の設置位置を逐次確認することで、定位置への設置ズレを防止しています。結果として手戻り作業や追加掘削が減り、工程短縮と品質確保に繋がりました。さらにICT建機（MC/MG）を導入した現場では、ブルドーザやバックホウの運転席モニターに自機の3D位置と設計面モデルを表示しながら作業できるため、オペレーター1人でも精密な仕上げが可能になりました​。これらはすべてRTKのセンチメートル測位があってこそのソリューションです。

• 杭打ち・墨出し（定位作業）: 建物や橋脚の基礎となる杭や、構造物の位置出し作業（墨出し）にもRTKが活用されています。測量機をのぞいて人手で位置合わせする代わりに、作業員がGNSSローバーを持って予定位置に立ち、受信機からの誘導に従って所定の座標に移動します。現在ではRTK受信機と連動した誘導アプリが存在し、指定した座標まで「あと東に5cm、北に2cm」等と案内してくれます​。

• 例えばレーダー探査で探した埋設管の中心や、設計図で決められた構造物基礎の位置に、RTKを使ってマーキングすることで、後の施工が正確になります。ある建設現場では、基礎杭打ちの位置合わせにRTKを用いた結果、全杭の位置ずれが1cm以内に収まり、追加の位置補正作業が不要となったそうです。墨出しでも、広大な敷地でいちいち矩形を起こす手間が省け、単独作業で迅速に基準線を描けるようになりました。

• インフラ保守・点検: 鉄道では保守車両の位置監視システムにRTKを利用し安全管理を強化しています​。

• 高速道路の分野でも、点検作業員の現在位置をRTKで把握し、危険エリアに立ち入った際にアラートを出すシステムの実証が進んでいます。橋梁やトンネルの定期検査では、撮影した高精度3D点群データを前回データと比較し、ひび割れや変状の位置を正確に特定するといった用途が出てきました。例えばコンクリート構造物の健全度評価では、数センチの部材変位を見逃さず捉えることが重要ですが、地上設置のRTK-GNSSと高精度IMUを組み合わせた計測システムでそれを実現した例があります​。

• さらに道路附属物管理では、ガードレールや標識柱などの資産をRTK測位付きの写真で記録し、後日にGIS上でcm精度の位置情報付き画像として管理する手法が登場しています​。

• このように、インフラ維持管理でもRTKによる位置情報の信頼性向上が、安全・安心な社会インフラの維持に貢献しているのです。

以上の事例からも、センチメートル級の高精度測位が現場のDXを力強く後押ししていることが分かります。地図作成から施工、検測、維持管理まで、RTKはさまざまな場面で従来不可能だった効率化・高度化を可能にしました。

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LRTKによるRTK測位の進化 – 一般的なRTKとの違いと強み

RTK技術は高精度ながら、従来は「機材が大掛かりで専門知識が必要」というハードルがありました。アンテナ、GNSS受信機、バッテリー、無線モデムといった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ったのです​。

しかし最近、その常識を覆すオールインワンのRTKデバイスが登場しています。その代表例がLRTKシリーズです。レフィクシア社が開発したLRTKは、RTK測位に必要な機材をすべて一体化し、ワイヤレス化・小型軽量化に成功した革新的なGNSS受信機です​。

現場での利用を前提に堅牢な防塵防水設計が施されており、雨天や粉塵の多い環境でも安心して使用できます​。

LRTKデバイスにはいくつかのモデルがありますが、中でも注目を集めているのがポケットサイズの「LRTK Phone」です。これはスマートフォン一体型のRTK受信機で、専用の極小GNSSモジュール（重量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の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​。

スマホの画面上で測位結果や地図を確認でき、測量、点群計測、墨出し、さらにはARによる可視化まで行えます​。取得したデータはその場でクラウドに共有可能で、価格も従来の測量機器に比べて非常にリーズナブルなため、1人1台の配備も現実的です​。

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一般的なRTK機器との違いとして、LRTKは必要なものがスマホだけという手軽さがあります。内部にバッテリーも搭載しており、13時間以上の連続測位が可能なので1日の作業も十分カバーできます​。

 

さらに通信もBluetoothやWi-Fiなどに対応し煩雑な配線が不要です。スマホとはNMEA出力で連携でき、専用アプリを使えばワンタッチで測位・記録を行えます。また特筆すべきは、日本の準天頂衛星みちびきが提供するCLAS（センチメータ級測位補強サービス）に対応している点です。通常のネットワーク型RTKと異なり、携帯電波の届かない山間部などでも衛星からの補強信号を受信して高精度測位が可能であり、もちろん携帯ネット経由のVRS方式にも切り替えられます。

アンテナを付け替えるだけで「圏外対応モード」にできる柔軟性は、インフラ点検でトンネル内部や山奥を測位するといった場面でも威力を発揮します。

LRTKはハードだけでなくソフト・クラウド面でも充実しています。専用アプリ「LRTKアプリ」は測位した点の座標を自動で平面直角座標系に変換したり、複数点の距離や面積・体積を計算したりと、現場ニーズに応える便利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座標と方位をタグ付けできます​。

これにより、撮った写真をクラウド経由で共有すれば、オフィスからでも「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、スマホのカメラやLiDARと連携してその場で3Dスキャンを行い、高精度な位置情報付きの点群データを取得可能です​。この点群から即座に土量を算出したり、任意の断面を測定することもできます。

そして座標誘導機能では、あらかじめ設定した座標に向けて作業員を案内することができます​。

定期点検箇所など「現場で正確な位置がわからない」場合でも、LRTKを使えば迷うことなくピンポイントで辿り着けるわけです。これらの機能はすべて1台のスマホ＋LRTKで実現しており、まさに現場のデジタルツールとして“かゆい所に手が届く”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ソリューションと言えます。従来は専門家や高価な機材に頼っていた高精度測位を、スマホ感覚で現場の全員が使えることで、生産性の飛躍的向上が期待されています​。実際、ある施工現場ではLRTKを導入したところ、測量待ちの時間が激減し、施工管理者自ら測量・出来形確認をこなせるようになったといいます。センチメートル級精度を日常業務に取り込むハードルを下げた点で、LRTKはRTK技術の新たな進化形と言えるでしょう。