測量業界では今、デジタルトランスフォーメーション（DX）の波が押し寄せています。従来の測量手法では高価な専用機器や多くの人手が必要で、現場での作業効率にも課題がありました。しかし近年、リアルタイムキネマティック（RTK）技術の進化により、数センチの誤差という高精度で位置を特定できる測位が可能になっています​。

さらに技術の低価格化が進み、様々な現場でRTK測量が活用され始めました​。こうした中登場したのがiPhone＋小型GPSデバイスによる高精度RTK測量です。スマートフォンを活用したこの新しい測量手法は、従来の常識を覆す画期的なソリューションとして注目されています。

今や最新のiPhoneには高性能なセンサー類（GPSやカメラ、LiDARなど）が搭載されており、小型のGNSS受信機を組み合わせることで手軽に精密な位置情報を取得できるようになりました。この記事では、最新LRTK技術によるスマホ＋小型GPSでの高精度RTK測量と点群スキャンについて、その仕組みとメリットを解説します。従来手法との比較を交えながら、この技術が測量現場にもたらす変革と、LRTK製品を活用した具体的なソリューションについて紹介します。高精度測位や3D点群データ活用に興味のある建設・土木技術者の方は必見です。
 

スマホ＋小型GPSによる高精度RTK測量の仕組み

RTK測量とは、基地局と移動局の2台のGNSS受信機を用いてリアルタイムに誤差補正を行い、センチメートル級の高精度測位を実現する技術です​。通常のスマートフォン内蔵GPSの精度は数メートル程度にとどまりますが、RTKでは基準局からの補正情報を用いることで誤差数センチまで高めることができます。具体的には、既知の座標を持つ基準局（固定局）と、測位したい移動局の双方で同時にGNSS衛星信号を受信し、基準局のデータとの差分から高精度な位置を算出します​。近年では国土地理院の電子基準点網や通信回線を利用したネットワーク型RTK（VRS方式など）も普及し、現場で即座に高精度測位が可能となっています​。

このRTK技術を手のひらサイズに凝縮したのが小型GPS受信機（小型RTKデバイス）です。例えばLRTKのような製品では、アンテナとバッテリーを一体化したコンパクトな受信機をスマホに装着し、Bluetoothで接続することで煩雑な配線なしにRTK測位が行えます​。スマートフォンの内蔵GPSでは測位誤差が大きすぎるため、建設・測量用途では追加のマルチバンドGNSSアンテナを用いてリアルタイム補正を行い、センチメートル精度を実現します​。

スマホ側では専用アプリがGNSS受信機から位置データを取得し、必要に応じてネット経由で補正情報（基地局データや衛星補強信号）を受信します。その結果、現場にいながら即座に高精度な測位結果を得ることができます。

 

例えば上の写真は、スマホに取り付けた小型RTKデバイスで測位を行っている様子です。iスマホ画面上に表示されたターゲットに合わせてポイントを計測すると、緯度経度や標高などの高精度な位置座標が取得されます。こうしたスマホ測量のセットアップは非常に簡単で、重たい三脚やケーブル類を必要としません。機器一式が片手に収まる手軽さでありながら、専門機器に匹敵する精度を実現できる点が大きな魅力です。リアルタイムに測位データがスマホ上に反映されるため、その場で結果を確認しながら作業を進めることができます。これにより、従来は測量現場で発生していた「測ってみないとわからない」という不確実性が解消され、効率的かつ確実なデータ取得が可能となりました。

​

点群スキャン技術の活用とメリット

近年注目されている点群スキャンとは、レーザースキャナーや写真測量によって得られる多数の点の集合（点群データ）で空間を三次元的に記録する技術です。iPhoneの上位モデルに搭載されたLiDARセンサーは、周囲の物体までの距離を高速に測定し、詳細な3D点群を生成できます​。

このLiDARによるスキャン能力と前述のRTK高精度測位を組み合わせることで、位置精度が付加された高精度な点群データを取得することが可能です​。例えば地形や構造物をiPhone＋小型GPSでスキャンすると、各点に正確な座標が付与された三次元モデルを得ることができます​。

この高精度RTK測量と点群データの統合がもたらすメリットは計り知れません。第一に、測量のスピードが飛躍的に向上します。従来、人が一点一点測っていた作業も、点群スキャンなら短時間で周辺の広範囲を一括計測できます。実際、3Dレーザースキャナーを用いれば1回の計測で数百メートル範囲をスキャンでき、大掛かりな準備も不要なため測量作業の時間を大幅短縮できます​。同様にiPhone＋LiDARでも、歩き回るだけで地形の高低差や構造物の形状を短時間でデータ化できます。第二に、安全性と効率の向上があります。点群データであれば人が立ち入れない危険な場所でも遠隔から測量可能で、作業員の安全確保につながります​。

例えば橋梁の高所部分や災害直後の現場でも、離れた場所から3Dスキャンして詳細な状況を記録できます。第三に、取得したデータの汎用性が高い点も魅力です。点群からは断面図の作成や体積計算、CAD図面化など様々な解析が可能で、測量結果をそのままデジタル施工や維持管理に活かせます​。国土交通省が推進するi-Constructionやインフラ分野のDXにおいても、こうした三次元データの活用は今後ますます重要になるでしょう​。このような直感的な三次元データとして残せるため、現場の状況把握が格段に分かりやすくなります。建設現場での出来形管理や、インフラ設備の維持管理（変位の検出や劣化箇所の特定など）においても、点群データは有力なツールとなっています。高精度RTK測量で位置合わせされた点群データをクラウド上で共有すれば、関係者全員が最新の現場状況を正確に把握でき、合意形成や意思決定もスムーズに行えるでしょう。

​

従来の測量手法との比較

では、iPhone＋小型GPSによるRTK測量＆点群スキャンは、従来の測量手法と比べて具体的にどのような違いがあるのでしょうか。ここでは代表的な手法であるトータルステーション測量やドローン測量と比較し、その特長を見てみます。

 

1. トータルステーション（TS）との比較: トータルステーションは光学的に角度と距離を測定して高精度な点の座標を得る機器で、ミリメートル単位の精度が要求される基準点測量などで今なお不可欠です。一方で、TSは原則として測点ごとに照準・測距を行うため、一度に取得できる点数が限られ作業速度に限界があります。また遠距離の測量では中継点が必要になったり、測れる範囲が視通できるエリアに限定されるという制約もあります。これに対し、RTK-GNSS測量では衛星からの信号さえ受けられれば見通しの悪い場所でも測位可能で、観測距離が長くなっても精度低下が起きにくいため、一度の作業で広大なエリアをカバーできます​。さらにiPhone＋小型RTKデバイスであれば、測位と同時に点群スキャンや写真撮影も並行して行えるため、1人で効率的に大量のデータ収集が可能です​。

熟練オペレーターと補助者のペアで行っていたTS測量に比べ、人員削減や時間短縮につながる場面は多いでしょう​。

ただし超高精度が要求される細部の設置や基準点の設定などでは、引き続きTSが有利な場合もあるため、用途に応じて使い分けることが重要です。

 

2. ドローン測量との比較: ドローン（UAV）による写真測量やレーザースキャナー測量も、近年普及が進んでいる技術です。上空から広範囲を短時間で撮影し、ソフトウェアでオルソ画像や点群モデルを生成できるため、特に広域の地形測量では威力を発揮します​。しかしドローン運用には航空法上の申請や操縦者のスキルが必要で、天候や飛行禁止区域などの制約も受けます。また空中写真から作成した点群は絶対精度を高めるために地上の既知点（標定点）設置が必要になる場合が多く、その準備に手間がかかります。一方、iPhone＋小型GPSによる地上スキャンは、飛行申請も不要で天候に左右されにくく、思い立ったらすぐ計測を開始できる手軽さがあります。特に狭い都市部の測量や屋内空間の記録など、ドローンでは難しいケースでも人が歩いて計測できる点は強みです。取得できる点群データの密度も、地上から近接して計測する分非常に高くなり、細部の形状把握に優れます。もっとも広範囲の造成計画などでは依然として上空からの俯瞰図が有用であるため、現場によってはドローンと地上スキャンを組み合わせて活用するのがベストプラクティスとなるでしょう。

​

3. 専用GNSS測量機との比較: 従来型のRTK-GNSS測量機器は、受信機本体をポール上に据え付け、専用のハンドヘルドコントローラやタブレットで操作するスタイルが一般的でした。高精度ながら機材一式の価格が高額で、操作にも専門知識が必要でした。これに対しスマートフォンと小型デバイスを用いる方式では、既存のスマホをコントローラ兼記録端末として流用できるため初期導入コストが抑えられます。直感的なスマホアプリの画面で操作できるので、専門的な研修を受けていない技術者でも比較的扱いやすいのも利点です。また、スマホの通信機能を活かしてクラウドと連携し、データ共有やバックアップを自動化できる点も新しいワークフローを実現します。例えば従来は現場で測量→事務所に戻ってCAD図化、といった流れが必要でしたが、クラウド連携型のシステムなら現場で取得した点群や座標データを即座に社内に共有し、その日のうちに解析・図面化作業に取り掛かることも可能です。総じて小型RTK測量技術は、精度は従来機器と同等レベルを確保しつつ、コストと手軽さ、作業効率の面で大きな優位性を発揮します。

​

LRTK製品の紹介

以上のような技術的背景を踏まえ、ここで最新の小型RTK測量デバイスであるLRTK製品について紹介します。LRTKは、レフィクシア株式会社が開発したiPhone一体型のGNSS受信デバイスで、みちびきのセンチメータ級測位補強サービス（CLAS）やネットワーク型RTKに対応した先進的な製品です​。アンテナ・バッテリー内蔵の小型ユニットをiPhoneに装着することで、スマホが高精度測位端末に早変わりします​。専用のLRTKアプリを使えば、リアルタイムで取得した位置座標をもとに高精度な位置情報付きの写真撮影や、「地形スキャン」機能による3D点群データ取得が可能です​。各点群にはCLASによる精密な座標が記録されるため、測量図や施工図とズレのないデータが得られます​。さらに任意のターゲットに照準してその地点の座標を測定する「被写体測位」機能も搭載されており、点群スキャンと合わせて用途に応じた測量が柔軟に行えます​。

LRTKの特長の一つに、通信圏外でも使用できる高い自律性があります。同製品は携帯電波が届かない現場でも、衛星から直接配信されるCLAS信号を受信して測位を続行できます​。これにより山間部の工事現場や災害直後で通信インフラが停止した状況下でも、高精度測量が継続可能です。実際、2023年に発生した能登半島地震の被災地では、たまたま圏外対応モデルのLRTKデバイスを持っていた土木業者が、携帯網が使えない中で被災状況を高精度な位置情報付きの写真で記録することができ、大いに役立ちました​。このようにLRTKは他社にはない独自機能である「圏外対応」を備えており、現場での安心感が違います。

これにより現場とオフィス間でデータ連携がシームレスとなり、測量から設計・施工管理まで一貫したデジタルフローを構築できます。