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クラウドGNSS解析とRTK:
ネットワーク越しに計算する新技術

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2025年3月5日 掲載
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GNSS(全球測位衛星システム)はGPSを含む人工衛星を利用した測位技術で、通常は数メートル程度の誤差があります。これを補正してセンチメートル級の精度を実現する手法がRTK(Real Time Kinematic、リアルタイムキネマティック)です。RTKは固定局(基準局)と移動局の2台の受信機で同時に4基以上の衛星信号を受信し、両受信機間でデータをやり取りして誤差を補正する「相対測位」の一種です​。リアルタイムに高精度な位置補正を行うことで、単独測位よりも格段に精度の高い位置情報を得ることができます​。

近年、このRTK測位をさらに発展させたクラウドRTK技術が注目されています。クラウドRTKとは、RTKの演算処理(基準局との誤差計算)を手元の受信機ではなくインターネット上のクラウドサーバーで行う方式です​。受信端末はGNSS衛星からの生データを送信するだけで、自身の位置はクラウド側で計算されます。

これにより、従来は受信機側で必要だった高い処理能力や電力消費が軽減され、小型端末やスマートフォンでも高精度測位を活用できるようになります。言い換えれば「GNSS解析をクラウドで行う」ことで、誰でも手軽にセンチメートル級測位を実現できるのがクラウドRTKなのです。

クラウドRTKの仕組みと従来RTKとの違い

従来のRTK測位では、ユーザー自身が既知座標点に基準局となるGNSS受信機(基地局)を設置し、移動局との間で無線通信(デジタル無線や特定小電力無線など)によって補正情報をやり取りする必要がありました。測位精度は基地局からの距離に依存し、通信範囲も無線の電波が届く数km〜十数km程度に限られます。また、基地局機器の購入・設置や管理には手間と初期コストがかかりました。

一方、クラウドRTKでは専用の基地局を現地に設置する必要がありません​。代わりに、各地に配置された複数の基準点ネットワーク(例:国土地理院の電子基準点網や民間の基準局ネットワーク)から得られる補正データをクラウドサーバーが統合し、インターネット経由で利用者の移動局に配信します。ユーザーは移動局(GNSS受信機)を携行し、携帯通信網(モバイルネットワーク)を通じてクラウドから補正情報を受け取るだけで、即座に高精度測位が可能となります​。

例えばソフトバンクの高精度測位サービスでは全国3,300カ所以上に独自の基準点を設置しており、利用者は自前で基準局を用意せずにサービスを手軽に利用できるようになっています​。

クラウドRTKの最大の特長の一つは広域な測位エリアです。移動局が広い範囲を移動する場合でも、サーバー側で最適な基準局に自動で切り替えて補正情報を配信してくれるため、常に安定した高精度測位が行えます​。これにより基地局から離れて精度が低下する心配や、作業エリアごとに基地局を設置し直す手間が解消されます。さらに初期導入コストの低減も大きなメリットです。本来RTKを利用するには高価なGNSS受信機や無線機器が必要でしたが、クラウドRTKサービスの登場によりそうした専用機器が不要になり、安価な機器や既存のスマートデバイスで利用可能になっています​。

実際、レフィクシア社のLRTKサービスでは月額の利用料を支払うサブスクリプション型プランにより、測位アプリを含むソフトウェア費用のみで運用を始められ、初期費用を大幅に抑えられるようになっています​。

運用面でも手軽さが向上します。クラウドRTKでは現場に重たい基地局機材を設置・撤収する必要がなく、スマホやタブレットなど通信可能な端末さえあればどこでも補正情報を取得できます。複数の作業員がそれぞれ移動局を持ち歩き同時に測量しても、一つのクラウドサービスから補正を受け取れるため効率的です。また、計算処理がクラウドに任されることで、受信機側の操作も簡素化されています。

 

建設・測量分野におけるクラウドRTKの活用事例

高精度なクラウドRTKは、建設・土木や測量の現場で革新的な活用が進んでいます。例えば、LRTK Phoneのようにスマートフォンに超小型のRTK-GNSS受信機を装着することで、ポケットサイズの測量機として現場で手軽に利用できます​。

iPhoneやiPadにLRTKデバイスを取り付け、センチメートル級精度のグローバル座標で出来形計測や墨出し(位置出し)、さらにはAR(拡張現実)による設計データの重ね合わせ表示まで行えるため、従来は人手や勘に頼っていた施工管理がデジタル化・効率化されています​。計測した点群データや写真データもクラウド上で瞬時に共有できるため、現場とオフィス間で測量結果を即座に確認・共有できるのも利点です​。

インフラ管理の分野でもクラウドRTKは威力を発揮しています。例えば、スマートフォンと高精度GNSSを組み合わせることで、橋梁やコンクリート構造物のひび割れ検査や災害現場の状況調査において、現地で撮影した写真に数cmの測位精度の位置座標を自動付与し、それらをクラウドデータベースに保存することが可能です​。

これにより、インフラ点検記録の精度と効率が飛躍的に向上します。実際にLRTKを活用すれば、スマホで撮影した被災物の写真と正確な位置情報を紐づけてクラウド上にアップロードできるため、離れたオフィスからでも被災状況を詳細に把握・分析できます​。

このようにクラウドRTKはインフラ維持管理や防災分野でのデータ収集・共有を容易にし、意思決定の迅速化に貢献します。

さらに精密農業(スマート農業)にもクラウドRTKが活用されています。農業用トラクターや田植え機に高精度GNSS受信機を搭載し、自動操舵や直進アシストを行う技術が普及し始めていますが、広大な農地でもネットワーク型RTKなら安定して補正情報を受け取れるため、常に正確な位置制御が可能です。ソフトバンクのクラウドRTKサービス「ichimill」は、農機の自動運転やドローンによる農薬散布、建設現場の進捗管理、さらには無人バスの自動運転といった用途での活用が想定されており、各分野の企業と実証実験が進められています​。

このようにクラウドRTKは農業から建設、輸送まで幅広い領域で活用が広がっており、人手不足の解消や作業効率化、安全性向上に寄与しています。

LRTKとの統合によるメリット

クラウドRTKのメリットを最大限に享受するには、使い勝手の良いハードウェア・ソフトウェアの組み合わせが重要です。レフィクシア社の提供するLRTKクラウドサービスは、専用デバイス・アプリとクラウドを統合したソリューションで、現場からクラウドまで一気通貫で高精度測位データを扱えるよう設計されています。

手軽な測位環境: LRTKの最大の特徴は、スマホやタブレットと連携した手軽さです。専用の超小型GNSS受信機をスマートフォンに装着し、Bluetoothで接続するだけで、煩雑なケーブル配線も不要で高精度なRTK測位が可能になります​。

iPhone/Android対応の専用アプリ「LRTK」を起動すれば、単独測位からRTK測位への切り替えや測位モード設定も自動化されており、専門知識がない現場スタッフでも直感的に操作できます。例えばLRTK Phoneは重量125g・厚さ13mmとポケットに入るサイズで、現場を歩き回りながら必要なときにすぐ精密測量を行える実用的な端末です​。

価格もリーズナブルで1人1台の配備が現実的なため、チーム全員が同時に測位作業を行い生産性を大幅に向上できる点も魅力です​。

クラウドサービスによるデータ活用: LRTKで取得した測位データや写真データは、自動的にクラウド上の専用プラットフォーム「LRTKクラウド」にアップロード・保存できます​。クラウド上ではウェブブラウザを通じて各種データの一元管理や日報の自動作成、関係者との情報共有が可能です​。

例えば現場で収集した3D点群データをLRTKクラウド上で可視化し、設計図面と重ね合わせて確認したり、撮影した写真を地図上にマッピングして共有するといったことがワンクリックで実現します​。クラウドと連携していることでリアルタイムな遠隔支援も可能です。実際、LRTKヘルメットのように作業員が頭にGNSS端末を装着して歩き回るだけで位置の連続測位ができる製品では、取得したデータが即座にスマホ経由でクラウド送信され、遠隔の事務所からその場でデータを検証し測量指示を出す運用も実現しています​。

このようにクラウド上にデータが集約されることで、現場とオフィスの垣根を越えたコラボレーションが促進され、業務効率化と品質向上に大きく寄与します。

要するに、LRTKのようなクラウドRTKサービスを活用すれば、「安価なスマートデバイスで高精度測位」しつつ「クラウドでデータ管理・共有」までシームレスに行えるのです。これにより測位業務のハードルが下がり、これまで専門業者に委託していた測量作業を自社内で手軽に行えるようになるなど、現場のDX(デジタルトランスフォーメーション)を加速できます。

クラウドRTKの今後の展望

クラウドRTK技術は今後さらに進化し、私たちの社会インフラの一部として広く普及していくことが期待されています。特に5G通信との組み合わせはクラウドRTKの可能性を一段と拡げるでしょう。5Gの持つ超高速・低遅延・多数同時接続といった特性により、クラウドRTKの補正情報配信がよりリアルタイムかつ安定的になります。これにより、自動運転車両やドローンなど高速移動するプラットフォームへの高精度位置情報提供がより確実になると考えられます。また、5GのMEC(モバイルエッジコンピューティング)技術を活用すれば、補正演算サーバーを利用者の近傍(通信上のエッジ)に配置してレイテンシーを極限まで低減することも可能となり、動的なロボットや機械制御への適用範囲が広がるでしょう。

スマートシティへの応用も大きなトピックです。将来のスマートシティでは、都市インフラや車両、携帯端末、ウェアラブルデバイスに至るまで無数のIoTセンサーが稼働し、相互に位置情報を交換し合う世界が想定されています。そうした中、クラウドRTKは都市規模で統合された高精度測位基盤として機能し得ます。ソフトバンクも「クラウドRTKが実現すれば、小型のインフラ監視用センサやウェアラブル端末などにもRTK測位を活用しやすくなる」と述べており​、街中のあらゆるセンサーがセンチメートル精度で位置を認識・記録できるようになる未来が近づいています。例えば路面の微妙な隆起を検知する道路センサーや、人の流れを追跡するカメラなども、高精度な位置参照によってこれまで見えなかった情報を可視化できるようになるでしょう。位置情報の精度向上はスマートシティのサービス全般(交通最適化、防犯、防災、物流管理など)に直結するため、クラウドRTKは都市を賢くするキー技術として期待されています。

自動運転への応用においてもクラウドRTKは欠かせない存在です。自動運転車やドローンなどのモビリティは、車線レベルの正確さで自己位置を把握する必要があります。GPS単独では難しいこの要求を満たすため、高精度衛星測位と通信補強(RTKやPPP-RTK)が用いられます。日本では準天頂衛星みちびきの「CLAS(センチメータ級測位補強サービス)」と呼ばれる衛星配信型のRTK補正サービスも開始されており、既にCLASを用いた自動運転の実証実験も行われています​。

今後クラウドRTKと衛星補強サービスを組み合わせることで、通信圏外や高層ビル街など様々な環境下でも切れ目なく安定した測位を提供し、自動運転や無人航空機の安全走行を支えるインフラが構築されていくでしょう。

このようにクラウドRTKを含む高精度測位技術は、5Gや人工知能、IoTと融合しながら次世代の位置情報基盤へと発展していくと考えられます。新しい高精度測位サービスの登場によってRTK導入のハードルは下がりつつあり、今後ますます多くの企業・団体がRTKを身近な技術として活用することが予想されます​。

センチメートル級測位の普及により、自動運転や無人監視、精密農業、建設DXなどで業務効率化やコスト削減が進むだけでなく、人が立ち入れない危険な現場でのロボット作業など、安全性向上にも貢献する革新的な技術として期待されています​。

クラウドRTKは、高度にデジタル化された社会インフラの鍵を握る存在として、これからの位置情報サービスを牽引していくでしょう。

LRTKで現場の測量精度・作業効率を飛躍的に向上

LRTKシリーズは、建設・土木・測量分野における高精度なGNSS測位を実現し、作業時間短縮や生産性の大幅な向上を可能にします。国土交通省が推進するi-Constructionにも対応しており、建設業界のデジタル化促進に最適なソリューションです。

LRTKの詳細については、下記のリンクよりご覧ください。

 

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