RTK測量とは？基礎知識と通常測量との違い

RTK測量とは、基地局（基準局）と移動局（ローバー）という2台のGNSS受信機を使い、リアルタイムで測位誤差を補正する測量手法です。基地局を既知の座標点に設置し、移動局を測りたい地点で使用します。両者が同時に人工衛星からGNSS信号を受信し、基地局が求めた誤差補正情報を無線で移動局へ送信することで、移動局は衛星測位の誤差が補正された高精度な座標を得ることができます。​

通常のトータルステーション（TS）を使った測量と比較すると、RTK測量にはいくつか大きな違いがあります。まず必要な人員について、TS測量では測量機を操作する技術者とプリズムを持つ補助者の2名が基本ですが、GNSSを用いたRTK測量では原則1人で作業が可能です​。

また視通（見通し）の確保もTSでは必須で、測点間に障害物がある場合は機器の据え替えや中継点が必要でした。しかしRTK測量は衛星からの信号が受信できれば良いため、測点間の直線的な視通は不要です​。さらに測定時間も短縮されます。TSで1点の座標を測るには、機器の設置・方向合わせから目標視準・読取りまで手間がかかりますが、RTKでは測りたい地点でローバーの位置を記録するだけで座標取得が完了します。実際、RTK測量では「1点10秒」程度で計測できるケースもあり​、多数の点を効率良く測定できます。

精度面では、TSは短距離であればミリメートルオーダーの極めて高い精度を誇りますが​、広範囲を測量する際には何度も機器を据え直す必要があるため、その度に誤差が蓄積していくという課題があります​。

一方、RTK測量は基準局との相対測位により常に同じ基準から各点の座標を算出するため、測点間の誤差伝播がなく安定した精度を保てる利点があります​。RTK-GNSS受信機の測位精度は平面位置でセンチメートル級に達し、通常の土木測量で要求される精度を満たすことができます​。総じて、「RTK測量」は少人数・短時間で広範囲をカバーでき、必要十分な高精度を実現する測量手法と言えます。

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土木測量でRTKを活用する重要性

国土強靭化やインフラ維持管理、そしてi-Construction（アイ・コンストラクション）に代表される建設DXの潮流の中で、土木測量にもスピードと精度の両立が求められています。RTK測量を活用することは、そうしたニーズに応える上で非常に重要です。

まず測量精度の向上という観点で、RTKの導入意義は大きいです。例えば鉄道や高速道路のメンテナンスでは、数センチのズレが構造物の管理に影響するケースがあります。RTKならばGNSSによる測位誤差を数センチ以内に抑えられるため、その高精度を生かして重要インフラの現況把握や出来形管理をより正確に行えます​。

また、従来は難しかった広域の三次元計測もRTK-GNSSの活用で可能になります。ドローン空撮や地上レーザースキャンと組み合わせて、広範囲の点群データに測位基準（座標）を与える際にもRTKが役立っています​。

RTKを用いることで、広範囲の多数ポイントを短時間で測定し、数cmの誤差で座標を取得できます。従来のトータルステーションに比べても作業効率が上がり、高精度な3次元測量が容易になります​。

次に業務効率の向上です。人手不足が深刻な建設業界において、限られた人数で測量を完遂するにはRTKの活用が鍵となります。RTK測量なら一人で測量作業が可能なため、人員を大幅に削減できます​。

例えば中小の土木工事業者でも、測量士が単独で現場の測量をこなせれば、人繰りの余裕が生まれ他の作業に割ける時間も増えます。加えて、基地局を自前で設置せずに済むネットワーク型RTK（VRS方式など）のサービスを利用すれば機材準備の手間も省けます。実際にネットワーク型RTKを導入した事例では、「基準局の設置が不要」「GNSS受信機も1台で済む」ために、これまでトータルステーションで1往復＋レベルで1往復かかっていた基準点測量作業が、レベル＋GNSS観測の1往復で完了したという報告があります​。炎天下や厳寒の現場でも作業時間が短縮できるのは大きなメリットです。また、「視通が不要」なため測量範囲の自由度が増し、障害物に邪魔されずに広範囲を測れることから、生産性向上と誤差縮減に繋がり、低コストで成果を得ることができます​。このようにRTKの活用は、精度と効率を同時に高める土木測量の革命と言っても過言ではありません。

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測量士が教えるRTK活用術（精度向上のコツ・設置運用ポイント）

RTK測量のメリットを最大限に引き出すには、いくつかのコツと注意点を押さえておく必要があります。ここでは熟練の測量士が現場で培ったRTK活用のポイントを、「精度向上のコツ」「機器の設置・運用ポイント」「失敗しないための注意点」に分けて紹介します。

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精度向上のコツ

• 上空視界の確保：RTK測量では衛星からの電波を安定して受信することが何より大切です。基地局・移動局ともに周囲を見通せる開けた場所にアンテナを設置し、上空の視界を確保しましょう。上空に遮蔽物がない環境（例えば広い空港敷地など）ではRTK測量の効果が特に高く発揮されます​。逆にビル陰や樹木の下では衛星数が減り誤差が大きくなるので、可能な限り避けるか観測時間帯をずらす工夫が必要です。

• マルチパス対策：衛星信号のマルチパス（反射経路）による誤差にも注意が必要です。金属フェンスや建物壁面など電波を反射する構造物の近くでは、直接波と反射波が混在して測位精度を乱す原因となります。アンテナはできるだけ周囲の反射物から離れた場所に設置し、必要に応じてアンテナ高を上げる（ポールを高くする）など対策をとりましょう。高感度の受信機でもマルチパス環境下では性能を発揮できません。測量開始前に衛星配置図やDOP値を確認し、精度に影響しそうな場所・時間帯は避けるのが無難です。

• 十分な衛星数の確保：RTKが安定して解（フィックス）を得るには、一般に少なくとも4基以上、できれば6基以上のGNSS衛星を同時追尾していることが望ましいです​。日本ではGPSに加えGLONASSやみちびき（QZSS）など複数衛星を使えるマルチGNSS受信機が主流ですので、受信機設定で必要な衛星群を有効にしておきましょう。また、みちびきのセンチメートル級補強サービス（CLAS）対応機の場合は、みちびき(静止衛星)が見える南東方向の視界も意識して設置することが重要です。

• 基地局の既知点設置：基地局は原則として既知の正確な座標値が分かっている点に据えるか、長時間観測によって高精度に求めた位置に設置します。基地局の位置精度が低いと、全ての測点に同じ量の誤差が載ってしまうため注意が必要です。現場に既知点がない場合は、事前に公共基準点などから測設するか、ネットワーク型RTKサービスを利用して基地局を省略する方法も検討します。どうしても既知点無しで基地局を置く場合は、後で得られた基地局座標の誤差を移動局の観測データに一括補正する「ローカライゼーション（シフト）」作業が必要になる点を覚えておきましょう。

• アンテナ高と整準：基地局・移動局ともにアンテナ高（アンテナ基準点から地表までの高さ）を正確に測定して入力することも基本です。アンテナ高の設定ミスは高さ方向の誤差に直結しますので丁寧に確認しましょう。また、最近の受信機は電子水準器や傾斜補正機能を備えるものもありますが、基本的にアンテナ（ポール）は測量時に鉛直に立てるよう心がけます。特に傾斜補正非対応機の場合、ポールの傾きはそのまま誤差要因となります。整準器の気泡を確認し、常に垂直を保ちながら観測してください。

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設置・運用のポイント

• 基地局の安定設置：基地局側のGNSSアンテナは三脚などでしっかり固定し、容易に動いたり倒れたりしないようにします。風が強い現場では重しを載せたり三脚を低く構えて安定性を高めます。基準点上に正確に据えるため、整準台や測心棒を用いて真上にセットし、水平器で水平も調整します。長時間の連続観測ではバッテリー切れにも注意し、予備電源や発電機の準備も忘れずに。

• 通信環境の確認：リアルタイム補正情報を送る手段として、無線機や携帯電話ネット回線を利用します。現場の携帯電波状況が悪いとネットワーク型RTKは通信途絶で精度が落ちる可能性があります。事前に通信環境を確認し、必要に応じて高利得アンテナや中継器を使う、基地局と移動局を見通しの良い位置に配置する、といった工夫をしてください。無線機使用時は電波法遵守はもちろん、他の機器との周波数干渉にも気を配ります。

• 定期的な精度チェック：RTK観測中は、適宜既知点や重複観測点で精度チェックを行う習慣をつけましょう。得られた座標が既知の値と合っているか、あるいは同一地点を複数回測ってバラつきがないか確認します。万一大きなズレが生じていれば、その間のデータを破棄し再測定する判断も必要です。特に電波受信状況が悪化すると解が浮遊（インテジャアンビギュティの未解決）して誤測位する恐れがあるため、「FIX解」になっていることを常にモニタし、不用意に「FLOAT解」のまま測点登録しないよう注意します。

• GNSSと他測量機器の使い分け：RTK-GNSSにも不得意な場面があります。たとえば高低差がシビアな工事では、GNSSの高さ精度（一般に平面位置精度の約2倍の誤差）では不十分な場合があります​。そのため重要な標高の測定にはレベルを併用する、狭い範囲の細部測量にはトータルステーションを使うなど、状況に応じた使い分けも大切です。GNSSによる座標と他の方法で得た座標を照合し、大きな差異がないか確認することでミスを防止できます。

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失敗しないための注意点

• 測位不能時の対処：山間部や高架下などGNSS信号が途切れがちな場所では、最悪RTK測位ができないこともあります。そんな場合に備えて、あらかじめ基準点の測設やトラバース測量の計画を用意しておくと安心です。特にJRや高速道路などインフラ点検で線形に沿った測量を行う際、トンネルや高架でGNSSが使えない区間では前後のRTK測量結果を結合する他測量（導線測量）でカバーする段取りが求められます。「RTKありき」にせず、常に代替案を持っておきましょう。

• 悪天候・電離層影響：激しい雨や降雪時はGNSS信号が減衰し精度が低下します。また太陽フレアなどに起因する電離層の擾乱が大きいときも測位誤差が増大します。測量予定日が悪天候の場合は可能なら日程変更し、難しい場合は測定間隔を長くとったり平均化観測機能を使うなどして精度を安定させます。GNSSの電波状態は常に一定ではないことを念頭に、余裕を持ったスケジュールを組むことが肝心です。

• 最新情報の収集：GNSSやRTKに関する技術革新は日進月歩です。測量士として常に最新の情報にアンテナを張り、機器のファームウェア更新や新サービスの活用に努めましょう。例えば日本の準天頂衛星「みちびき」から配信される補強情報（CLASやMADOCA-PPP）のように、公的サービスが高度化しています。これらを活用すれば基地局不要でセンチメートル級測位が可能になる場合もあります。メーカー各社からも新製品・新機能の情報が発信されていますので、定期的にキャッチアップして自社の測量業務に役立ててください。

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RTK活用で測量業務はここまで効率化できる

以上のポイントを踏まえRTK測量を適切に活用すれば、土木測量の生産性は飛躍的に向上します。改めて、RTKがもたらす測量業務効率化のメリットを整理してみましょう。

• 少人数で広範囲を測れる：RTKなら1人で測量が可能なため、人手不足の現場でも対応できます。二人一組だった従来の測量を単独作業化でき、もう一人を別作業に充てることも可能です。人件費削減や人員スケジュールの柔軟化にもつながります。事実、ある測量会社ではRTK導入事例を「視通不要・1点10秒・一人でできる」という言葉で現場に紹介したところ、測量担当者の業務負担が大きく軽減したといいます​。

• 機器設置や移動の時間短縮：トータルステーション測量では、視通が遮られるごとに機器の据え直しやバックサイト測定が必要でした。広い現場では三脚を担いで何度も移動する手間が発生します。RTK測量では基地局は原則一度設置すれば、移動局は自由に動き回って測れるので、重い機材を何度もセットし直す時間が省略できます。特にネットワーク型RTKを使えば基準局設営自体が不要になり、現場到着後すぐに測量を開始できます。具体的には、従来法では「TSで1往復＋レベルで1往復」かかっていた基準点測量が、RTK活用により「レベルとGNSS観測の1往復」で完了するなど、大幅な工程短縮が報告されています​。

• 即時に高精度データ取得：リアルタイムで補正を適用するRTK測量では、その場で高精度の座標値が得られます。観測終了後に事務所で長時間かけて計算処理を行ったり、後処理GPS（PPK）の結果を待つ必要がありません。現地で即座に観測成果を確認できるため、測り漏れやエラーにもすぐ気付いて対処できます。これは工期短縮やミス削減に直結します。また得られた座標は世界測地系（日本ならJGD2011/JGD2020）など公共座標としてそのまま利用できるため、設計図やGISデータとの整合も容易です。これにより後工程の設計・施工管理も効率化できます。

• 安全性の向上：測量作業時間の短縮は、現場での事故リスク低減にも寄与します。高速道路上や線路沿いの測量では、短い時間で撤収できるに越したことはありません。RTK測量によって迅速に作業を終えられれば、作業員が危険エリアに曝される時間を減らせます。また一人で済む作業は密集作業を避けられるため、重機稼働中の現場でも接触リスクを抑える効果が期待できます。

以上のように、RTKを活用することで「楽（ラク）で早い」測量が実現できます​。これは単なる効率化に留まらず、昨今求められる働き方改革（残業削減や安全管理）にも資するものです。まだRTK測量を導入していないゼネコンや土木事業者の方も、この機会にぜひ前向きに検討してみてください。

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最新RTK技術「LRTK」の活用方法

RTKの最新トレンドとして注目されているのが、レフィクシア株式会社が提供する「LRTK」というデジタル測位技術です​。従来は据え置き型やポール型が主流だったRTK機器ですが、LRTKはスマートフォンと連携して手軽にセンチメートル測位を実現できる点が画期的です。その代表的なデバイスがLRTK Phoneで、iPhoneやiPadなどのモバイル端末に後付けして使う超小型のRTK-GNSS受信機です​。

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スマートフォンが高精度な測量機器に早変わりする「LRTK Phone」。専用デバイス（黒い筐体）をiPhoneに装着するだけで、手のひらサイズのRTK測量機として利用できます。現場に持ち運びやすく、必要なときにすぐ測量が始められる手軽さが魅力です。写真のLRTK Phoneデバイスはスマートフォンケース一体型で、裏面に小型アンテナとバッテリーを内蔵しています。

LRTK Phoneをスマホに装着し専用アプリを起動するだけで、誰でも簡単に衛星を使った相対測位（RTK測量）が可能になります​。従来は専門の測量機器が必要だったセンチメートル級測位を、まさに「1人1台」のスマホで実現できるわけです。例えばコンクリート構造物のひび割れ調査で、スマホで撮影した写真にcm精度の位置情報をタグ付けしてクラウド保存するといった使い方もできます​。

これまで紙とメジャーで位置をメモしていた作業がデジタル化され、調査の効率と精度が飛躍的に向上します。

LRTK Phoneの特長は他にもあります。重量125g・厚さ13mmとポケットに収まるサイズながら、内蔵バッテリーで駆動しBluetooth経由でスマホに位置情報をリアルタイム送信します​。取得できる座標は世界測地系のグローバル座標で、測位精度はもちろんセンチメートル級です​。この小さなデバイス一つで、測量から点群計測（写真測量）、墨出し（位置出し）、さらにはARによる重ね合わせまでこなせてしまいます​。しかも価格は従来の測量機器に比べて非常にリーズナブルで、現場の作業者が1人1台ずつ持つことも現実的です​。実際にLRTKを導入した現場では、「誰もが手軽に高精度測位できる」ことで現場業務の生産性が大幅に向上しうると期待されています​。

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さらにLRTKシリーズには、現場ニーズに応じたバリエーション機器が用意されています。例えば据え置き型のLRTK Pro2は、小型軽量ボディにアンテナ・GNSS受信機・バッテリー・無線機を一体化したプロユース向けRTK端末です​。防塵防水かつ耐衝撃性に優れ、過酷な建設現場でも安心して使える設計になっています。特筆すべきは日本の準天頂衛星システム（みちびき）のCLASに対応している点で、インターネット圏外の山間部などでも衛星からの補強信号だけで高精度測位が可能です​。

また内蔵の傾斜補正機能により、ポールを傾けた状態でも先端の位置座標を測れるため、上空障害物がある場所でポールを斜めに差し出して測るような場面でも威力を発揮します​。スマホやタブレットと連携してすぐ測量を開始でき、従来の据え置き型RTK機に比べ圧倒的な機動力を備えています。

ヘルメット装着型のLRTKヘルメットというユニークな製品もあります​。作業員のヘルメットに薄型アンテナ付き受信機を取り付け、作業員が歩くだけで連続的に測量できる仕組みです。両手がふさがっていても測位が可能で、作業員の動態管理や測線に沿った連続測量に役立ちます​。バッテリー内蔵で最大12時間駆動し、取得データはリアルタイムにスマホ経由でクラウド送信されるため、離れた事務所から即座に進捗確認や指示出しを行うこともできます​。このようにLRTKは、従来の測量スタイルにとらわれない新しい発想のRTK活用を可能にしています。

土木測量の世界でも、LRTKのような最新技術を取り入れることで、測量業務はさらに効率化・高度化できます。特に中小規模の土建業者やインフラメンテナンス担当者にとって、高価な専用機器に頼らず手持ちのスマホで高精度測位ができるメリットは計り知れません。今後ますますLRTKをはじめとする新技術が普及し、測量士の働き方も大きく変わっていくでしょう。