RTK測量とは？

RTK測量とは、GNSS（全球測位衛星システム）を利用した高精度測位手法の一つで、基準局（ベース）と移動局（ローバー）の2台のGNSS受信機を使いリアルタイムに測位誤差を補正することで、約2～3cm程度の測位精度（水平RMS）を実現する測量方式です​。通常のGPS測位（単独測位）では5～20m程度の誤差が生じますが、RTKでは基準局との相対測位によりこれら誤差を打ち消し、桁違いの高精度化を可能にしています。

RTKでは、まず既知の座標を持つ地点に基準局を設置し、その位置で受信したGNSS信号と移動局で受信した信号との差分を計算します。その差分情報（誤差データ）を無線やインターネット回線で移動局に送り、移動局はリアルタイムに自分の受信データを補正することで高精度な位置を求めます​。

この一連の処理が瞬時に行われるため、現場で即座にセンチメートル単位の座標を取得できるのがRTK測量の大きな特徴です。従来は精密なGNSS測位といえば測定後にデータを持ち帰り計算するスタティック測量やPPP（精密単独測位）が必要でしたが、RTKによりリアルタイムで結果が得られるようになりました。

日本国内では、基準局を全国に配置したネットワーク型RTK（VRS方式など）も普及しており、移動局（ローバー）だけを用いて基準局データを仮想的に補間するサービスも利用可能です。​

例えば国土地理院や民間のGNSS基準局ネットワークから補正情報を受信することで、ユーザー自身が基準局を設置しなくてもRTK測位が行える環境が整っています。また、日本の準天頂衛星システム（QZSS）によるセンチメートル級補強サービス（CLAS）なども登場し、衛星から高精度補正情報を得て測位する技術も発展しています。こうした技術発展とニーズの高まりにより、RTK測量は建設・測量業界で欠かせない存在となりつつあります。

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従来の測量方法（トータルステーション・単独測位など）

RTKが登場する以前、土木測量の現場で主に用いられてきたのはトータルステーション（TS）による測量と、通常のGNSS単独測位（スタンドアローンGPS）でした。それぞれの特徴と限界を簡単に振り返ってみましょう。

• トータルステーション（TS）による測量: トータルステーションは電子光学式の測量機器で、水平・鉛直角と斜距離を測定し、それによってターゲットの三次元座標を算出するものです​。プリズムを持ったスタッフを測点に立て、測点間の角度と距離を一台の機器で測れるため、長年にわたり基準点測量や細部測量の主力として使われてきました。精度は非常に高く、短距離であればミリメートルオーダーの精度も達成可能で、精密な建築や構造物の位置出しにも対応できます。しかし、TS測量には視通（直線見通し）の確保が必要で、測りたい点に対して障害物なく機器とプリズムが見え合う状態でなければなりません。このため、地形や障害物によっては都度機器を据え直す必要があり、広範囲の測量では複数回の「据え替え（機器移動）」作業を伴います。当然、そのたびに測量誤差が蓄積する可能性があり（これを閉合誤差といいます）、測量計算で調整する手間も発生します。また通常は2人1組で作業するのが一般的で（1人がTSを操作し、1人がプリズムを保持）、人手とコミュニケーション（無線機など）の手間も必要でした。近年はロボティックトータルステーションにより1人で操作可能な機種もありますが、その場合も機器自体の高額な導入費用や、結局現場内を移動して据え直す手間は避けられません。

• GNSS単独測位（スタンドアローンGPS）: 一方、GNSS受信機を単体で用いる測位（単独測位）は、カーナビやスマートフォンでおなじみの一般的な位置測定方法です​。手軽に位置を得られる反面、精度は数メートル～数十メートル程度で、土木測量に必要な精度には遠く及びません​。例えば地形測量の位置出しや出来形管理に数メートルの誤差があっては実用にならないため、従来の現場ではGNSS単独測位は主におおまかな位置把握やナビゲーション用途に限られていました。より高精度なGNSS測量を行うには、一定時間静止して測定するスタティック法や、複数基準点でネットワークを組む手法が必要で、即時に成果を得ることはできませんでした。

以上のように、従来の測量方法には「高精度だが手間と人手がかかる」（TS測量）か「手軽だが精度が低い」（単独GNSS測位）というトレードオフがありました。土木現場では高い精度が求められるため、多くの場合TSによる丹念な測量が行われてきたのです。しかしその分作業時間が長く、人員コストも大きいという課題を常に抱えていました。

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RTK測量と従来測量の違い（精度・作業時間・コスト比較）

では、RTK測量はこうした従来手法と何がどのように違うのでしょうか。ここでは「精度」「作業時間（効率）」「コスト」の3つの観点で比較し、その優位性を整理します。

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精度の比較

RTK測量と従来測量では、まず測位精度に大きな差があります。前述の通り、RTK測位では水平位置で約2～3cm程度の精度が安定して得られます​。一方、従来のGNSS単独測位では5～20m程度の誤差と桁違いに精度が低く、精密な測量には使えません​。

ではトータルステーション測量と比べるとどうでしょうか。TSは短距離であればミリメートル単位の高精度を誇りますが、広い現場で多数の点を測る場合には都度据え替えが発生し、その際の誤差調整が必要になります​。RTKは各測点の座標を同一の基準局に対する相対位置として独立に求めるため、測点間の累積誤差が生じにくいメリットがあります​。

つまり、RTKでは離れた複数点でもそれぞれ基準局に対する誤差補正がなされるため、測点間で誤差が蓄積しません​。

その結果、広範囲にわたる測量でも安定した精度を維持できます。一般的な現場測量で用いられるネットワーク型RTK-GNSSでは実測でも3～4cm程度の誤差に収まることが確認されており​、通常の土木工事における出来形管理や丁張り、据え付けなどには十分な精度と言えます。垂直方向の精度についても、RTKは数cm程度の誤差範囲に収まります。国土地理院の定める公共測量の基準では、RTK測量の精度基準は水平15mm以内・高さ50mm以内とされています​。

一方、TSを用いた水準測量ではミリ単位の高度精度も可能ですが、こちらも範囲が広がると誤差調整が必要です。総じて、RTK測量は「ミリ単位の精度」を要求される特殊な場面以外では、TS測量に匹敵する実用精度を発揮するものと考えてよいでしょう。

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作業時間・効率の比較

作業効率の面でもRTK測量は従来測量に比べて圧倒的に優位です。最大の違いは、RTKなら1人で測量作業が完結するという点です。TS測量では通常2人以上のチームで行うところ、RTK測量では受信機を搭載した移動局（ローバー）を持った作業員1人いれば測点の観測が可能です​。

これは作業現場の人手不足解消に大きく寄与しますし、“ワンマン測量”による省人化は多くの建設会社で歓迎されています。また、視通が不要であるために機器の据え替え回数を大幅に削減できるのもRTKの強みです。例えば、あるケーススタディでは「RTK測量なら1点あたり約10秒」で観測でき、障害物のない空港敷地の基準点測量を一人でスピーディに実施できたと報告されています​。

従来はTSで数人がかり・長時間かけていた基準点測量が、RTKなら短時間で完了するのです。また、リアルタイムで座標が得られるため、その場でデータ確認や次の測点への移動が無駄なく行えます。これにより、1日に観測できる点の数も飛躍的に増加します。例えば広い造成地での出来形測定では、従来はエリアを区切ってTSを据え直しながら測っていたものが、RTKローバーを持って歩き回るだけで連続的に点群的な測量もこなせます。以上のように、RTK導入により測量作業時間は大幅短縮され、現場の生産性が劇的に向上します。

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コストの比較

コスト面についても、RTK測量にはさまざまなメリットがあります。まず、人件費に関しては先述のとおり作業員数を削減できる分、同じ測量業務でもコストダウンが見込めます。例えば2人1組で1日かけていた作業を1人で半日で終えられれば、その差は大きな経費削減です。また時間短縮はすなわち重機や他工種の待機時間短縮にもつながり、間接的なコスト低減効果も生みます。

一方、機材導入コストに関しては注意が必要です。高精度なRTK-GNSS受信機セットは従来決して安価ではなく、良質な機器は数百万円することもあります。高精度測量が可能なロボットTSやレーザースキャナー等も高額ですが、RTKもまた専門機器であり初期投資は小さくありません。しかし近年は技術の進歩と市場拡大によりGNSS受信機の低価格化が進んでおり​、従来に比べれば導入ハードルは下がってきました。

さらに、ネットワーク型RTKサービスを利用する場合は自前の基地局が不要になるため機器点数を減らせますが、その代わりに補正情報サービスの利用料（月額課金等）のコストが発生します。ただし日本では大学や自治体が提供するVRSサービスや、国の電子基準点データが無料または安価に利用できるケースもあり、工夫次第でランニングコストを抑えることも可能です。

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総合的に見れば、RTK測量の導入は中長期的に十分ペイする投資だと言えます。測量にかかる手間と時間が削減されることで、人件費削減・工期短縮による金銭的メリットが機器代を上回るからです。特に複数の現場を抱えるゼネコンや測量会社にとっては、1セットのRTK機器を導入することで複数現場の効率化が図れるため、費用対効果は高いでしょう。また後述するように、最近では従来よりさらに低コストで導入できるRTKソリューション（スマホ活用型など）も登場しています​。こうした新技術により、RTKの恩恵をより安価に享受できる時代になりつつあります。

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RTK測量を活用した土木現場の革命的変化

RTK測量の導入により、土木施工の現場はこれまでにない革命的な変化を遂げつつあります。精度・効率・コストの各面で優れるRTK技術は、測量作業そのものだけでなく現場全体のワークフローや施工管理に良い影響を与えています。

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まず大きいのが施工スピードと生産性の向上です。測量に費やす時間が大幅に短縮されることで、他の工種に早く着手できたり、並行作業が可能になったりします。例えば道路工事の現場では、従来は測量班が一日がかりで縦横断の計測を行っていたものが、RTK搭載機器を用いれば短時間で完了し、その日のうちに施工に反映できるようになりました。これにより工期短縮やコスト削減が実現し、ひいては発注者（国・自治体）にとっても経済効果があります。また、測量が迅速に終わることで職長や監督員が他の重要業務に時間を割けるようになり、現場全体の運営効率が上がるという副次的効果も生まれています。

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次に省人化・省力化による労働環境の改善です。従来は測量のために多人数を投入したり、危険な場所で人がプリズムを持って立ち入ったりする必要がありました。RTK測量の普及によって、少人数かつ短時間での測量が可能となり、労働負荷の軽減と安全性の向上につながっています。特に山間部の道路や高速道路の保全作業では、交通規制下で測量員が長時間作業するケースもありましたが、RTK機器を用いれば短い路肩停車の間に一人で測量を完了させることも可能です。鉄道の線路保守においても、夜間作業時間の短縮や人員削減にRTKが役立つ場面が出てきています。こうした作業環境の改善は、深刻化する建設業界の人手不足や働き方改革にも寄与する重要なポイントです。

さらに、RTK測位の活用はデジタル施工やICT化を強力に後押ししています。国土交通省が推進するi-Construction（アイ・コンストラクション）の取り組みにより、土木分野ではICT施工（マシンガイダンス・マシンコントロールや3次元測量）の導入が進んでいます​。その中で位置情報の基盤となるRTK-GNSSは不可欠な技術です。

例えば、3Dマシンガイダンスのブルドーザーや掘削機はRTKで自機位置を把握することで設計面と実際の刃先位置との差をリアルタイム表示し、自動制御やオペレーター支援を行います​。RTKなしではこれらICT建機の導入効果も得られません。

また、最近ではタブレット端末やスマートグラスを用いたAR（拡張現実）技術によって、設計データを現地で重ね合わせて表示する試みも行われています。RTKによるセンチ精度の位置合わせがあるからこそ、AR上で設計モデルを正確に地盤に重ねることができ、施工管理や出来形検査に活用できるのです​。このように、RTK測量は単なる「測量の効率化」にとどまらず、デジタルトランスフォーメーション（DX）時代のスマート施工を支える基盤技術として重要な役割を果たしています。

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現場から得られる声としては、「従来は測量に追われていたが、RTK導入後は余裕を持って品質管理や安全管理に時間を割けるようになった」「視通が取れず苦労していた場所での測量が嘘のように簡単になった」「熟練者でなくても扱えるため若手社員が積極的に測量を担えるようになった」といった好事例が報告されています。もちろん、RTKにも電波が届かない場所（トンネルや高架下など）では使えない、金属構造物付近ではマルチパスの影響に注意が必要、といった留意点はあります。しかしそれらは測量計画時に従来手法と使い分け・組み合わせを行うことで対処可能です。総じて、RTK測量の恩恵は非常に大きく、土木現場の作業効率・品質・安全性に革命的な改善をもたらしていると言えるでしょう。

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最新RTK技術「LRTK」を活用した高精度測量

RTK技術は日々進歩しており、その最新トレンドとして注目されるのが「LRTK」と呼ばれるソリューションです。LRTKはレフィクシア株式会社（東京工業大学発のスタートアップ企業）が開発した次世代のRTK測位システムで、既存のRTK-GNSSをより手軽に、より高精度に活用するための独自技術プラットフォームです​

最大の特徴は、スマートフォンを用いてRTK測量ができる点です。例えばレフィクシア社の提供するデバイス「LRTK Phone」は、超小型のRTK-GNSS受信機をiPhoneやiPadに装着するだけで、そのスマホをセンチメートル級精度の万能測量機に変身させることができます​。つまり、従来は据え置き型の高価なGNSS受信機や専用コントローラ端末が必要だったRTK測量を、手のひらサイズのスマホ一台で実現してしまう画期的なアプローチなのです。​

​スマホと一体化するこのポケットサイズの受信機（重量わずか125g、厚さ13mm程度​）を用いれば、測量機器を担いで現場を駆け回る必要もなく、常に作業員のポケットに入れて携帯し必要な時にサッと取り出して測量できるようになります。まさに「1人1台」の時代にふさわしい測量ツールと言えるでしょう。

LRTKの利点は携帯性だけではありません。スマホアプリとクラウドサービスを組み合わせることで、測量フロー自体も大幅に効率化しています。専用のLRTKアプリ上では、測位開始から座標記録までワンタップで完結し、得られたデータは自動でクラウド（LRTK Cloud）にアップロードされます​。現場で観測した座標値は即座に社内オフィスや別の端末から確認でき、共有・報告作業の手間が激減します。従来は現場で手書きメモやUSBメモリで持ち帰っていた測点データも、LRTKならリアルタイムにクラウド同期されるため紙の野帳すら不要です。

また、アプリ上で平面直角座標系やジオイド高への変換計算も自動処理されるため​、観測者は難しい座標変換の知識がなくても所要の測地系でデータを扱えます。測点間の距離計算や、連続観測モードによる点群取得にも対応しており​、地形測量から出来形チェックまで幅広い用途に1台で応えます。

肝心の測位精度についても、LRTKは従来型の受信機に引けを取らない性能を発揮します。LRTKアプリには観測データの平均化処理機能が搭載されており、例えば単点を連続測定して60回平均することで水平方向の標準偏差を8mm程度まで高めることができたとの検証結果があります​。平均化しない即時測位でも12mm程度の精度が得られており​、現場で要求される10mm台の精度を十分に満足しています。これはもはやトータルステーション並みの精度と言っても過言ではなく、本格的な測量業務にも耐えうるレベルです。

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LRTKはハード・ソフトの両面で工夫された設計になっており、現場での使い勝手を徹底追求しています。機器構成は着脱式の受信機と専用スマホカバーのみで、オプションで用意された一脚（ポール）に装着すれば安定した測点観測が行えます​。

傾斜補正機能にも対応しており、ポールが垂直から多少傾いても自動で補正して正確な位置を算出できます（※LRTK Proモデルの機能）。さらに、スマホのカメラ機能と連携して写真測量やAR機能も活用可能です。取得した高精度座標と写真を組み合わせて、その場で簡易的な3D点群データを生成したり、実景に設計情報を重ねて表示したりすることもできます。従来別々の機器やソフトが必要だった作業をオールインワンでこなせる点は、現場のユーザーにとって大きな魅力です。

価格面でもLRTKは従来比で非常にリーズナブルに設定されています​。高額な専用機器を揃えずとも、市販のスマホ＋後付けデバイスで済むため初期投資を抑えられ、中小の土木業者でも導入しやすくなっています。実際、「LRTK Phone」は発売以来現場実務者の間で静かなブームを呼んでおり​、「一度使ったら旧来の測量機には戻れない」という声も聞かれるほどです。まさにRTK測量の民主化とも言えるこの技術は、今後さらに普及が進むことが予想されます。