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LRTK端末を使ったRTK測量の手順とポイント

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2025年3月13日 掲載
AR土木

RTK測量とは、「リアルタイムキネマティック (Real Time Kinematic)」と呼ばれる衛星測位技術で、高精度な位置情報をリアルタイムに取得できる測量手法です。通常のGPS測位では誤差が数メートル生じることがありますが、RTK測量では基準局(固定局)と移動局(ローバー)という2台のGNSS受信機を使い、相対測位によって誤差を補正することで、数センチメートルの精度を実現します。

例えば土木工事やインフラ点検の現場では、図面通りの位置出しや出来形管理のためにセンチメートル級の測位が求められるため、RTK測量は測量技術者や建設業界関係者にとって欠かせない手法になりつつあります。

近年、このRTK測量をより手軽に行えるようにしたのがLRTK端末です。LRTKはレフィクシア株式会社が提供する最新のRTK-GNSS受信システムで、ポケットサイズの端末をスマートフォンに装着して使用します。スマホと一体化する超小型のGNSS受信機であり、専用のアプリ「LRTK」を利用してリアルタイムにセンチメートル級精度の測位が可能です。​

LRTK端末を使えば、これまで高価な測量機器や専門知識が必要だったRTK測量を誰でも手軽に実践できます。従来はトータルステーションや大型のGNSS受信機を用いて2人1組で行っていた測量作業も、LRTKなら1人でスマホ片手に測量可能です。ゼネコンの現場監督や中小土木業者の測量担当者はもちろん、鉄道や高速道路の維持管理担当者が現地で状況を記録・計測する用途にも活用が広がっています。まずは、LRTK端末を用いたRTK測量の全体像を押さえ、準備から測量手順、結果の活用方法まで順を追って解説していきます。

測量前の準備(機材・環境・設定)

LRTK端末を使ってRTK測量を行うには、事前にいくつか準備すべき事項があります。機材の準備、作業環境の確認、そして測量に必要な設定を整えることが重要です。以下に、測量前にチェックしておきたいポイントをまとめます。

  • 必要な機材の確認: 測量に使用するLRTK端末本体と対応するスマートフォンが揃っているか確認します。LRTK端末(例:LRTK Phone)はアンテナ・GNSS受信機・バッテリーが一体となった小型デバイスです。スマホはiPhoneまたはAndroid端末(対応機種を要確認)を用意し、事前に専用の「LRTKアプリ」をインストールしておきましょう。また、長時間の作業に備えてスマホとLRTK端末のバッテリーを満充電にし、必要ならモバイルバッテリーも用意します。加えて、安定した測点を得るための一脚(モノポッド)やポール、整準用の気泡水準器があると便利です(測点の直下に正確に端末を設置するのに役立ちます)。

  • 作業環境の確認: GNSS測量では上空の視界が開けていることが理想です。測量現場周辺の環境を事前に確認し、できるだけ建物や樹木による視界遮蔽や電波反射(マルチパス)の影響が少ない場所を選びます。高架下やトンネル内など衛星からの信号を十分に受信できない環境ではRTK測位が困難になるため注意してください。また、都市部のビル街では衛星が隠れやすいため、必要に応じて測位ポイントをずらす、あるいは測位時間を伸ばして平均化するなどの工夫が求められます。さらに、RTK測量には基準局から補正情報を受信するための通信環境も必要です。通常はインターネット通信を利用して補正データを取得するため、スマホのモバイル通信が現場で繋がるか事前に確認しておきましょう(地下や山間部で携帯電波が圏外になる場合は後述の対策があります)。

  • 測位方式と補正データの準備: LRTK端末を使用する場合、補正情報(基準局データ)の入手方法を決めておきます。一般的には以下の選択肢があります。

    • ネットワーク型RTK: 国土地理院の電子基準点ネットワークや民間の基準局サービス、または「善意の基準局」と呼ばれる無償公開の基準局からインターネット経由で補正データを取得します。LRTKアプリ内でNtripクライアントの設定を行い、提供元から指定されたNtripサーバーのアドレス、ポート、マウントポイント、ログイン情報を入力して接続します。測量地域に合った基準局(もしくは仮想基準点VRS)のデータを選ぶことで、高精度な補正が受けられます。

    • 自前の基準局を設置: 現場付近に既知座標の点がある場合や、自社でRTK基準局を運用している場合は、その基準局を用います。もう一台のGNSS受信機(LRTK端末や他社製RTK受信機でも可)を現地の既知点に据え付けて基準局モードで稼働させ、無線LANや特小無線(920MHz帯)などで移動局のLRTK端末に補正情報を配信します。LRTK Proシリーズのように無線機能を内蔵した上位モデルがあれば、インターネットが届かない現場でも直接通信でRTK測位が可能です。ただし、自前基準局の場合はその点の正確な座標値を事前に求めて設定する必要があります。

    • CLAS(みちびきによる補強信号): 山間部や携帯圏外の現場でインターネットが使えない場合、準天頂衛星みちびきの配信するセンチメータ級測位補強サービス(CLAS)を利用する方法があります。LRTK端末の一部モデル(例:LRTK Phone 4C圏外対応モデル)はCLAS信号を直接受信できるため、スマホの通信が届かない場所でも高精度測位が可能です。CLASを使う場合は、受信エリア内であること(日本国内ほぼ全国が対象)と、対応端末であることを確認しましょう。

  • アプリ設定と座標系の確認: LRTKアプリを起動し、測位に必要な各種設定を確認します。まず端末とスマホのBluetooth接続を確立し、アプリがLRTK端末からGNSSデータを受信できるようにします。次に、補正データの入力設定(上記のNtripやCLASの利用設定)を行い、正しく補正情報が受信できているかチェックします。加えて、測位結果の出力座標系も重要です。日本国内の土木測量では通常「世界測地系(日本測地系2011/JGD2011 または JGD2020)の平面直角座標系」を使用します。アプリ内で作業地域に対応する平面直角座標系の系番号を選択し、高さについてもジオイド高(測地系高さから得られる標高)を適用する設定にします。こうすることで、測定結果を国土地理院の基準点や設計図の座標と直接照合できる形で得ることができます。初めて使う際はテストとして既知点を測定し、アプリ設定の座標系や測位精度に問題がないか確認しておくと安心です。

以上の準備を整えることで、LRTK端末を用いたRTK測量にスムーズに移行できます。準備段階を怠らず、機材の状態と設定を万全にしてから現地での測量に臨みましょう。

実際の測量手順(セットアップ・基準点の確立・測位方法)

準備が完了したら、いよいよ現地でのRTK測量作業を開始します。ここでは、LRTK端末を用いた具体的な測量手順を、「セットアップ」「基準点の確立」「測位方法」の流れに沿って説明します。

1. 現場でのセットアップ: 測量現場に到着したら、まずLRTK端末とスマートフォンを使える状態にセットアップします。端末の電源を入れ、スマホとBluetooth接続が確立していることを確認します。次に、スマホを測量しやすい形態で保持します。手持ちで測ることもできますが、できれば付属の一脚やポールにスマホごと取り付け、ポールの先端(石突き)を測りたい地点に合わせて設置すると良いでしょう。ポールを用いる場合は気泡管で垂直を確認し、LRTK端末が測点の真上に真っ直ぐ位置するよう調整します。セットアップ後、LRTKアプリを起動してGNSS衛星を捕捉開始します。衛星の捕捉数(可視衛星数)が十分か、また補正情報が受信できているか(基準局データのステータス)をアプリ画面でチェックしましょう。補正情報が正常に適用されると、測位モードは通常「フロート解(Float)」から「固定解(Fix)」に切り替わります。固定解とは整数サイクル解決が完了しセンチメートル精度が得られている状態のことで、RTK測量ではこのFix解を得ることが重要です。

2. 基準点(既知点)の確認・確立: RTK測量では、基準局から得た測位結果が既知の基準座標系に基づくものか確認する必要があります。ネットワーク型RTKやCLASを利用している場合、基準局は公共座標系(世界測地系)に紐づいた情報を提供していますが、念のため現場の既知点を使って精度確認を行いましょう。例えば、国土地理院の設置した三角点や電子基準点、あるいは工事現場で事前に測量されたベンチマーク(既知の座標を持つポイント)が近くにある場合、それらの点をLRTKで測定してみます。測定結果の座標値と既知座標を比較し、数センチ程度以内の誤差に収まっていればシステムが正常に動作していることが確認できます。もし差が大きい場合は、座標系の設定誤りや補正データの不整合が疑われるため、設定を見直してください。

また、作業開始前に現場基準点の確立をしておく方法もあります。これは、例えば工事現場でこれから新しく測設や出来形管理に使う基準点を決める場合に有用です。LRTK端末を用いて安定した場所(できれば敷地内の見通しの良い場所)を選び、そこで一定時間静止測位して高精度な座標を取得します。LRTKアプリには複数回の観測値を平均化して出力する機能も備わっており、この平均測位を使うことで精度の良い基準点座標が得られます。一点の測位を数十回実施し平均をとると、誤差がさらに減少し精度向上が期待できます。こうして確立した基準点をもとに、以降の細かな測量作業(例えば敷地内でのローカル座標系の展開や既存図面との突合せ)がしやすくなります。現場基準点を設けた場合は、その位置に目印を残し、座標値をメモしておきましょう。

3. 各測点の測位方法: セットアップと基準点確認が完了したら、いよいよ本番の測点測定に移ります。LRTKアプリでは、単点測位モードと連続測位モード(ロギング)を用途に応じて使い分けることができます。個々のポイントを測る場合は単点測位モードで、測りたい地点ごとに端末を据えてスマホ画面の測位ボタンをタップします。すると、その瞬間の高精度座標が記録されます。記録されるデータには、緯度・経度・高さ(楕円体高もしくは標高)、日時、測点名(通し番号)などが含まれ、RTKのFix/Float状態など測位の品質情報も同時に保存されます。必要に応じてその場で測点に名前やメモを付記できる機能もあるため、「○○基礎角ポイント」など後で分かりやすい名前を付けておくと良いでしょう。

一方、測量範囲を連続的に移動しながら多数の点を取得したい場合や、地形形状をスキャンしたい場合は連続測位モード(ロギング)を使います。LRTKアプリのロギング機能を開始すると、端末が一定間隔(例:1秒間に10点など)で連続的に位置を記録していきます。このモードを活用すれば、例えば敷地を歩き回りながら地盤面の高さを面的に計測したり、構造物周囲の形状を点群データとして取得したりすることが可能です。iPhoneのようにLiDARスキャナを搭載した機種であれば、LiDARによる点群計測とRTK位置情報を組み合わせてより高密度な3D測量を行うこともできます。測定中は常にアプリ画面で現在の測位状態(Fixになっているか、精度指標はどうか)を監視し、もし一時的にFloat解に戻った場合はその区間のデータは除外する、あるいは再度その付近を測り直すといった対応をすると良いでしょう。

4. 測設(墨出し)や誘導への応用: RTK測量で得た高精度な位置情報は、ポイントの測定だけでなく測設作業にも活かせます。LRTKアプリには、あらかじめ記録したポイントや図面上の座標を目標地点として設定し、現在位置からその目標までの距離や方向をナビゲートする機能もあります。例えば、測り終えた座標を現場で再現する(位置出しする)場合、目標のポイントを選ぶとスマホ画面上に目標方向への矢印や距離が表示されます。AR(拡張現実)モードを使えば、スマホカメラの映像に重ねて目標点の方向を指示するガイド矢印が表示されるため、従来の墨出しのように地面に印を付けなくても、画面の指示通りに移動していくだけで所定の位置に立つことができます。加えて、測設用のポールを使いスマホと端末を分離した状態で測位すれば、ポイント真上に端末を据えてからスマホ画面で位置のズレを微調整し、正確な位置出しが可能です。このように、LRTK端末を活用すれば1人で測点計測から墨出しまで一貫して行うことができ、現場作業の生産性が飛躍的に向上します。

以上がLRTK端末を使った基本的な測量手順です。現場状況に応じて単点測位と連続測位を使い分け、高精度かつ効率的に必要なデータを収集しましょう。測量中は常にデバイスとアプリの状態を確認し、精度を維持した測定を心がけることが大切です。

測量結果の確認とデータ活用

現場で取得した測量結果は、そのままでは単なる座標データですが、適切に確認・処理し活用することで大きな価値を生みます。このセクションでは、LRTKで取得したデータの確認方法と、現場・オフィスでのデータ活用のポイントを解説します。

1. 測量結果の確認・精度検証: 測量を終えたら、まず取得した各ポイントデータの品質を確認します。LRTKアプリ上で測点リストを表示し、各点の測位状態(Fix/Float)や推定誤差、衛星数などのログ情報をチェックしましょう。基本的にFix解で取得できた点は高精度ですが、もしFloat解や衛星数不足の状態で記録された点があれば、そのポイントには注意が必要です。必要に応じてその点を再測定したり、平均化した値を使うなどして信頼性を高めます。また、複数回測った同一ポイント(例えば往路と復路で同じ位置を測った場合など)の座標差を比較し、再現性を確認することも重要です。ミッション中に既知点を測っていれば、その既知点との比較で精度検証ができます。これらのチェックにより、測量誤差やミスを早期に発見し、データの信頼性を担保します。

2. データの保存とバックアップ: LRTKアプリで取得した測位データは端末内に保存されるだけでなく、クラウドサービス「LRTKクラウド」と連携して活用することができます。測量終了後、アプリからボタン一つで全ての測点データや記録した写真・点群データをクラウドにアップロード可能です。クラウド上に保存しておけば、万一フィールド端末が故障・紛失した場合でもデータは保全されますし、オフィスに戻ってケーブル接続でデータ転送する手間も省けます。アップロードしたデータはウェブブラウザ経由で閲覧できるため、事務所のPCから即座に現場データを確認することもできます。もちろんクラウドを使わずローカルで運用することも可能ですが、確実なバックアップと即時共有の観点でクラウド活用は非常に有効です。

3. 測量データの活用方法: 取得した高精度データは様々な形で活用できます。代表的な活用例として以下が挙げられます。

  • 図面作成・CAD連携: 測定した座標点を基に平面図や縦横断図を作成したり、設計図面と重ね合わせて出来形の確認を行います。LRTKクラウドやアプリから座標データをCSVやDXF形式でエクスポートし、AutoCADや測量CADに取り込めば、すぐに図化作業に移れます。従来は手書きで野帳に記録していた点群も、デジタルデータとしてそのままCAD図面化できるため作業効率が大幅に向上します。

  • 出来形管理・品質証明: 施工現場では、完了した構造物や整地の出来形を所定の精度で管理・証明する必要があります。LRTKで取得した座標値は国土交通省の定める電子納品や出来形管理要領にも適合する精度を有しており、写真測量結果に頼らず直接座標で出来形を示すことが可能です。例えば、道路工事で縁石の設置位置を検査する場合、設計座標と測定座標を比較してズレを評価できますし、そのデータをエクセル等で整理すれば報告書の作成にもそのまま利用できます。

  • 点群データによる解析: 連続測位やLiDARスキャンで取得した3D点群データは、現場の地形や構造物の形状を高密度に表現しています。これを活用すれば、土量計算や変形解析、さらには後述する3Dモデル比較など高度な解析も現場で可能です。例えば、ある区画の地盤をLRTKでスキャンし、その点群データから自動的に盛土・掘削の体積を算出するといったことが、重機を動かす前の段階で行えます。また、取得した点群は国土交通省が公開している3D都市モデルデータ(PLATEAU)やBIM/CIMモデルと重ね合わせて、設計との照合や事前検討にも使えます。

  • 写真記録と位置情報の統合: LRTKアプリでは写真を撮影すると、その写真に高精度な位置座標と方位情報がタグ付けされます。これにより、単なる画像記録ではなく「いつ・どこで・どの方向に撮影したか」が正確にわかるデータになります。インフラ点検では、ひび割れや損傷個所の写真に位置情報を付与してクラウドに保存することで、事務所でその地点を地図上で確認し、将来の点検時に同じ場所を容易に特定するといった活用が可能です。写真が多くなっても、クラウド上で地図に撮影位置がプロットされるため整理がしやすく、報告書作成時にも威力を発揮します。

このように、LRTK端末で取得した測量結果は即座にデジタルデータとして蓄積され、現場の外でも有効活用できます。大事なことは、測りっぱなしにせずデータをしっかり確認し、必要に応じて加工・共有することです。特に施工現場ではスピードが求められるため、現場で測ったらその日のうちにクラウド共有し、関係者間でデータチェックや図面化を進めることで、後戻りのないスムーズな工程管理につなげましょう。

測量時の注意点とトラブル対策

高度な測量が手軽にできるLRTKとはいえ、精密機器かつGNSS測位の特性上、注意すべき点や起こり得るトラブルがあります。ここでは、現場で安心して測量を進めるために知っておきたい留意事項と対処法をまとめます。

  • 衛星受信状態の維持: RTK測量の精度は衛星からの信号受信状況に大きく左右されます。測量中はなるべく頭上の視界を遮らないように心がけましょう。建物の陰に入るときや樹林地を通過する際は、衛星数が極端に減らないか注意深くモニタリングします。短時間であればFloat解に落ちても再度開けた場所に出ればFixに戻りますが、Fix復帰後すぐのデータは安定していない可能性があるため、少し待って精度が収束してから測定するのが無難です。もし特定方向に高い建造物があり衛星がブロックされる場合は、測点を若干ずらす、あるいは衛星の配置(GDOP)が良好な時間帯を選んで測量するスケジュール調整も検討しましょう。国土地理院の提供する衛星可視予測ツールなどを使えば、時間帯ごとの衛星配置を事前に把握できます。

  • マルチパスによる誤差: 都市部や構造物周辺では、衛星信号が壁面や地面で反射して受信機に届くマルチパスが発生することがあります。マルチパスは測位に数センチから場合によっては数十センチの誤差をもたらす厄介な現象です。対策としては、できるだけ反射物の近くで測位しないようにする、アンテナを高く掲げて直接波を受信しやすくする、といった工夫があります。LRTK端末自体は高性能とはいえアンテナ径が小さいため、専用ポールで少し高めに設置するだけでも効果が出る場合があります。また、測点付近で不自然に測位結果が飛んだり精度が悪化した場合、その場で数十秒から1分程度静止し続けて複数の観測値を平均化することで誤差を低減できることがあります。怪しいデータは切り捨て、確度の高いデータを残す判断も現場では重要です。

  • 通信・補正情報のトラブル: ネットワーク型RTKを利用中にスマホの通信が途切れると、補正データが受信できなくなり精度が劣化してしまいます(最悪の場合単独測位に戻り数メートル誤差になります)。トンネルや山間部など電波が不安定な場所では、前もってオフライン対策を検討しましょう。上述したCLAS対応モデルの活用はその代表例ですが、それ以外にも、可能であれば現地に一時的に移動通信環境を設置する(中継アンテナやポケットWi-Fiを高所に置く等)方法もあります。万一補正が受けられない状況に陥った場合は、一旦測量を中断し、通信回復を待つか、自前基準局を立てる方向に切り替える判断も必要です。また、補正情報フォーマットの不一致にも注意します。Ntrip接続先によってはRTCMメッセージのバージョンや座標系が異なる場合があり、端末が対応していない情報だと正しく補正できません。日本の電子基準点からの配信は概ねRTCM3.x形式で統一されていますが、まれに海外基準局や古い装置では互換性問題が起こることがあります。その際は別のサービスに切り替えるか、LRTK提供元のサポートに問い合わせて適切な設定を確認してください。

  • 端末・アプリの取扱い: LRTK端末とスマホは精密機器です。現場では落下や衝撃、水濡れに気を付けましょう。LRTK端末自体は堅牢なつくりですが、スマホ側が防水でない場合は雨天時の運用に防滴ケースを用いるなどの配慮が必要です。測量中にアプリの挙動が不安定になった場合(まれにGPS情報の更新が止まる、フリーズする等)は、アプリを再起動するかスマホの再起動を試みます。それでも改善しない場合は端末の再ペアリング(Bluetooth接続のやり直し)を行います。現場で突然機器トラブルに見舞われると焦りますが、慌てず一つずつ原因を切り分けて対処しましょう。予備のスマホや予備バッテリーがあるとさらに安心です。

  • 測量ミスの防止: 人的ミスにも注意が必要です。例えば、測点の名前や番号を取り違える、別の地点を測ったのに誤って違う地点名で保存してしまう、といったことが起こり得ます。LRTKアプリでは自動で連番が振られますが、重要なポイントでは都度名前を付ける、写真を撮ってポイントに紐付けるなどの工夫で後から見返したときに混乱しないデータ管理を心掛けましょう。また、測ったと思っていたのに記録ボタンを押し忘れてデータがない、といった初歩的ミスも現場では起こりがちです。測量作業後にはその場で一度データ件数や内容を確認し、抜けや漏れがないかチェックリストに沿って点検すると確実です。

  • 定期的な精度確認と較正: 長時間の作業では、途中で再度既知点を測って精度確認することをおすすめします。午前と午後で衛星配置が変わったり、気象条件(電離層の状態)が変化すると、微妙に測位バイアスが生じる可能性もゼロではありません。要所要所で基準となる点を測り、最初の値と差がないか確認することで、常に測量の信頼性を担保できます。必要ならその都度アプリ内で座標のオフセット補正(現地補正機能があれば)を適用し、データ整合性を取ります。

以上の注意点に留意しながら作業すれば、LRTK端末によるRTK測量は非常に安定して行えます。トラブルが起きた際も落ち着いて原因を突き止め、早めに対策を講じることで大事に至らず対処できるでしょう。最新機器とはいえ基本は測量作業ですので、安全第一で、周囲の作業状況にも配慮しつつ進めてください。

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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