LRTKレフィクシア株式会社

RTK補正サービスの新旧比較:ローカル局→ネットワークRTKのメリット

近年、建設業界や測量分野でRTK(Real Time Kinematic)測位の導入が加速しています。RTKによって得られるセンチメートル級の高精度測位は、従来のGPS測位では実現できなかった現場作業の効率化・省力化に大きく貢献しています。また、国土交通省が推進するi-Construction(ICT施工)などスマート施工の現場にも高精度な位置情報は不可欠であり、RTK技術の需要は今後ますます高まるでしょう。しかし、RTK運用に欠かせない基準局(基地局)を各現場に自前で設置する従来方式と、携帯通信網を介して補正情報を受信するネットワーク型RTK補正サービスのどちらを利用すべきかは、測量担当者や建設業者、自治体職員など多くの現場関係者にとって悩ましい問題でしょう。

本記事では、従来の現場設置型RTK基地局(いわゆる「ローカル局」)と近年普及が進むネットワーク型RTK補正サービスを比較し、ネットワーク型へ移行することで得られるメリットを中心に解説します。

現場設置型RTK基地局

RTK測位の従来方式では、作業現場の近くに自前の基準局(基地局)を設置する必要がありました。あらかじめ正確な座標値を求めた既知点に基地局を据え付け、移動局(ローバー)と同時にGNSS衛星信号を受信します。基地局は自分の位置で測った衛星信号データから誤差を算出し、無線通信でその補正情報をリアルタイムに移動局へ送信します。移動局は受信した補正情報をもとに測位誤差を打ち消すことで、単独測位では数メートルあった誤差を数センチメートルまで縮小し、高精度な位置を得ることができます。基地局と移動局の距離(基線長)が短いほど大気誤差などが共通化できるため、基地局は作業エリアから数キロメートル以内に設置するのが理想とされます。そのため、多くの場合は現場ごとに基準局を用意し、できるだけ近距離でローバーとの相対測位を行う運用が取られてきました。

しかし、自前でRTK基地局を運用するには様々な負担が伴います。主な課題として、次のような点が挙げられます。

  • 初期コストが高い:高精度な基地局用GNSS受信機と測量用アンテナ、通信装置などを揃える初期投資が大きく、設備一式で数百万円規模になるケースもあります。さらにアンテナを設置するポールや固定金具、電源確保の工事、雷対策や防水ケースなどインフラ整備にもコストがかかります。
  • 維持管理の手間:基地局機器の定期的な点検・校正やファームウェア更新など、機材を自社で管理する負担が発生します。アンテナを据え付ける場所も「空が開けた見通しの良い場所」を選ぶ必要があり、強い電波ノイズ源が近くにない環境を確保しなければなりません。また、恒久設置した場合は風雨や落雷による機器故障リスクや、盗難・イタズラへの対策もユーザー自身で講じる必要があります。もし基地局に不具合が生じれば作業自体が止まってしまうため、そのリスク管理も常に考慮する必要があります。
  • 利用範囲の制限:基地局から配信される補正情報が有効なエリアは基地局周辺の限られた範囲(目安として半径数km〜20km程度)に限られます。離れた別現場でRTK測位を行う際には、新たに現地に基地局を設置し直すか、既設置の基地局を移設するといった手間がかかります。
  • 毎回の設置作業:固定局を常設できない場合、各作業現場ごとに基地局を据え付けて設定する準備作業が必要です。基準局を設置・撤収する時間が毎回発生するため、測量開始までに余計な手間と時間を要します。

もっとも、自前基地局方式にもいくつかのメリットがあります。補正サービスへの月額料金が不要なため長期的にはランニングコストを抑えられますし、1基の基地局から複数の移動局に同時にデータを配信できるため、複数の測量機器や建機でRTKを使う現場では端末台数分の追加契約を気にせず運用できる強みがあります。さらに通信インフラの届かない山間部や海上などの環境でも、自前の基地局と無線通信さえ用意すればRTK測位が可能です。こうした理由から、広範囲にわたって恒常的にRTKを活用する大規模事業者や、携帯通信圏外の特殊な現場では、依然として自前基地局方式が有効な選択肢となり得ます。

一方で、現場が転々と変わる測量業務や、初めてRTKを導入する小規模事業者にとっては、ネットワーク型サービスの手軽さ・初期ハードルの低さが魅力です。最近では、ユーザー自身が基地局を設置しなくても済むネットワーク型RTK補正サービスが普及しつつあります。携帯回線を通じて事業者の基準点ネットワークから補正データを受信できるため、現場に自前の基地局を置く必要がなく、受信機(ローバー)さえあればすぐにセンチメートル精度の測量を始められます。

測量担当者、建設業者、自治体職員など測量業務にかかわる人

ネットワーク型RTKサービスを利用することで、従来の方式に比べて格段に作業効率が向上します。煩雑だった基地局の準備作業が不要になり、必要な機材も移動局側のみでシンプルになるため、測量担当者や施工管理者にとって大きな負担軽減となります。ネットワーク型RTKでは、利用者付近に仮想的な基準局(Virtual Reference Station)を設置して補正情報を生成するため、広い範囲で均質な高精度測位が可能になります。では、ネットワーク型RTKへ移行することで具体的にどのようなメリットが得られるのか、主なポイントを見てみましょう。

  • 初期導入のハードルが低い:高額な基地局装置やアンテナを購入・設置する必要がないため、GNSSローバー受信機さえ用意すれば比較的低コストでRTK測位を始められます。高精度測位の導入ハードルが大幅に下がり、専用機器を揃える資金がなくても導入しやすく、小規模な事業者や自治体でも高精度測量を活用しやすくなります。
  • 現場準備の時間短縮:作業開始前に基準局を据え付ける作業が不要になるため、現場到着後すぐに測量や機械誘導を開始できます。専用の基地局機材を運搬・設置する手間が省けることで、人員や時間の節約につながります。
  • 広域で一貫した測位:サービス提供エリア内であれば、日本全国どこでも共通の補正情報が受けられるため、現場ごとに基地局を設置し直す必要がありません。転勤や出張で遠方の現場を測量する場合でも、移動局の設定を切り替えるだけで各地で同じ精度のRTK測位が行えます。さらに、補正情報は全て世界測地系(日本測地系2011)に基づくため、どの地域でも統一された座標系で位置を取得でき、測量データの整合性も担保されます。
  • 機器管理の負担軽減:基地局網の運用・監視はサービス提供事業者側で行われるため、ユーザーは機器メンテナンスや障害対応に煩わされる心配がありません。常にプロのサポートによる安定した補正データを利用でき、機器故障や校正ミスによる測位トラブルを避けられます。最新の補正方式にもサービス側が対応してくれるため、自前システムをアップデートする手間も不要です。また、多くのサービスでは24時間体制でシステムの監視や障害対応が行われており、障害が発生しても迅速に復旧されるため安心して利用できます。
  • 専門知識がなくても利用可能:ネットワーク型サービスは設定や操作がシンプルで、RTK運用の経験が浅い担当者でも扱いやすいという利点があります。従来のように無線機の周波数や基地局座標の設定に悩まされることなく、高精度測位を現場業務に取り入れることができます。無線免許の取得や基地局座標の設定といった専門的な作業も不要です。

例えば、建設現場では朝一番に行っていた基地局の設置作業が不要になり、担当者はすぐに測量や機械の位置合わせ作業に取り掛かれます。従来は測量担当者が朝一番に現場の既知点へ機材を運び、基地局の設置と無線通信の接続確認に時間を割く必要がありましたが、ネットワークRTKであればローバーの受信機を起動するだけで即座に作業を開始できます。基地局設置に費やしていた1日あたり30分程度の準備時間が不要になれば、年間に換算して100時間以上の作業時間を節約できる計算となり、現場全体の生産性向上に直結します。地方自治体の職員が道路や河川の測量を行う場合でも、基地局を持ち歩かずに移動局と通信端末だけで現地の詳細な測位が可能になります。自前基地局の設置準備が要らないため、限られた人員でも手早く効率的に測量を進めることができます。ネットワーク型RTKの登場によって、高精度測位は特別な設備や大人数を必要としない身近な技術となり、RTK導入の敷居は格段に下がりました。

もちろん、通信回線を利用する方式のため携帯電話の電波が届かない場所では補正情報を受け取れない点には注意が必要です。しかし、日本国内においては携帯通信網のサービスエリアが非常に広く、平常業務で通信圏外が問題となるケースはごく稀です。仮に一時的に通信が途切れた場合でも、測位自体は単独測位で継続されるため作業が即停止するわけではありません(精度は低下します)。

こうしたネットワーク型RTKの利便性を活用したサービスとして、当社ではLRTKによる簡易測量ソリューションを提供しています。LRTKを利用すれば、煩雑な機器の準備や専門的な知識がなくても、現場で手軽にセンチメートル精度の測位を実現することが可能です。ネットワーク経由で常に最新の補正情報が得られ、必要な機材を用意すればすぐに高精度測量を開始できます。高精度のRTK測位をより手軽に現場へ導入したい方は、ぜひLRTKの活用をご検討ください。

FAQ

Q: RTK測位にはどの衛星測位システム(GNSS)を利用しますか?
A: 一般的にRTK測位ではGPSだけでなく、ロシアのGLONASSや欧州のGalileo、日本のみちびき(QZSS)など複数の衛星を組み合わせて測位します。受信できる衛星数が多いほど高精度測位の安定性が向上するため、最近のRTK対応GNSS受信機はほとんどがマルチGNSSに対応しています。ネットワーク型RTKサービス側でもこれら各種衛星の信号に基づく補正情報が提供されるため、安心して利用できます。

Q: 従来の現場設置型RTKとネットワーク型RTKの違いは何ですか?
A: 従来方式では自分で基地局(固定局)を用意し、ローバーとの間で無線通信して補正情報をやり取りする必要があります。一方、ネットワーク型RTKでは、事業者が運用する基準局網からインターネットを通じて補正情報を取得するため、ユーザー自身が基地局を設置する手間がかかりません。簡単に言えば、自前の基地局を使うか、サービスから補正データをもらうかの違いです。(例えばネットワーク型では、ユーザー周辺の複数の固定局データをサーバ側で統合し、まるで近くに基準局が存在するかのような補正情報を受信できます。)

Q: ネットワーク型RTKを利用するには何が必要ですか?
A: センチメートル級測位に対応したGNSS受信機(ローバー)と、モバイル通信によって補正データを受信するための通信端末が必要です。多くの場合、ローバーにSIMカード対応の通信モジュールを組み込むか、タブレット・スマートフォンとBluetooth接続してインターネットにアクセスします。そして、補正情報を配信するサービス(ネットワーク型RTK補正サービス)との契約を結び、指定の接続設定(Ntripのサーバー情報やID・パスワードなど)を行えば、受信機がリアルタイムに補正データを取得し始めます。なお、近年はGNSS受信機本体に通信モジュールを内蔵し、機器単体で補正サービスに接続できる製品も普及しています。

Q: 携帯電話の圏外ではRTK測位できないのですか?
A: 残念ながらリアルタイムのネットワーク型RTK補正は利用できません。通信圏外では補正データを受信できないため、その間は通常の単独測位(GPS測位)にFallbackする形になります。ただし、山間部など特殊な現場を除けば国内で通信圏外となる地域は限られており、普段の測量業務で問題になることはほとんどありません。どうしても通信が確保できない環境では、事前に現地に基地局を設置しておく、後処理測位(PPK)を活用するといった対策が考えられます。

Q: ネットワーク型RTKでも測位精度は十分得られますか?
A: はい。ネットワーク型RTKサービスは仮想基準点(VRS)方式などにより、あたかも「現地に基地局がある」のと同等の補正効果を実現しています。周辺の複数基準局データを補間することで広範囲に均質なセンチメートル精度を提供できるため、従来の単一基地局方式に匹敵する高精度で測位可能です。適切に利用すれば、水平・垂直とも数センチ以内の精度が得られます。実際、見通しの良い環境で適切に測位すれば、水平方向で約1~2cm、垂直方向で約2~3cmの精度に収まります。

Q: 測量現場に既知の基準点がなくてもRTK測位できますか?
A: ネットワーク型RTKサービスを利用すれば可能です。サービス事業者側の基準局網はあらかじめ厳密に座標が求められているため、現地に既知点がなくても移動局(ローバー)だけで公共座標系(世界測地系)の位置を取得できます。一方、従来の自前基地局方式では、基地局を置く場所の座標が不明な場合、測位結果も任意のローカル座標系にずれてしまいます。その場合、事前に現地の既知点座標を測定して基地局に設定するか、後で測量結果を既知の基準点に合うよう座標変換する処理が必要です。

Q: ネットワーク型RTKサービスの利用料金はどのくらいですか?
A: 一般に、センチメートル級精度のRTK補正サービスは月額数千円程度で契約できます。提供事業者や利用地域によって異なりますが、自前で基地局を構築・運用するコストと比べれば、非常に低廉に高精度測位を利用できるのが魅力です。使用頻度に応じて短期契約や従量課金プランを選べるサービスもあり、必要な期間だけ契約して運用することも可能です。

Q: 自前の基地局を使った方がよいケースはありますか?
A: 特定の条件下では自前基地局方式が適している場合もあります。例えば、施工期間が数年に及ぶような大規模プロジェクトでは、初期投資を回収できるだけの十分なメリットが得られるでしょう。また、山間部や離島・海上など携帯通信が届かない環境では、自前基地局+無線通信によるRTKが現実的な手段となります。一方で、現場ごとに移動を伴う測量業務や、RTKを初めて導入する場合には、ネットワーク型サービスの手軽さや初期コストの低さが大きな利点となります。多くのケースでネットワーク型RTKが効率的ですが、自社の運用条件に合わせて選択するとよいでしょう。

Q: ネットワーク型RTKを利用する上で注意すべきことはありますか?
A: サービス利用によって手順は簡略化されますが、高精度測位のための基本的な注意点は従来と同じです。GNSS受信機のアンテナはできるだけ空が広く開けた場所に設置し、周囲の高層建築物や樹木による電波反射(マルチパス)や遮蔽を避けるようにしましょう。また、移動局側の通信端末の電波が測位中に途切れないよう、電波状況の良い場所で作業を行うことも大切です。測定結果に疑問がある場合は、一旦既知点を測って精度を確認する、一地点で複数回測定してみるなど、精度検証を行うと安心です。

Q: 手軽にRTK測量を導入する方法はありますか?
A: ネットワーク型RTK補正サービスを利用するのが近道です。例えば当社のLRTKサービスをご利用いただければ、特別な機器を新設することなく既存のGNSS受信機と通信端末だけでセンチメートル級測位を始められます。LRTKは受信機・通信モジュール・補正サービスが一体となったオールインワンソリューションで、現場で電源を入れるだけですぐに測位を開始できる手軽さが特長です。初期費用を抑えて高精度測位を試せるため、まずはネットワーク型サービスから導入し、業務に応じて活用範囲を広げていくのがおすすめです。

Q: RTK技術は今後どのように発展していきますか?
A: 衛星測位分野は日々進歩しており、RTKも今後さらなる高度化が期待されます。例えば、衛星通信を利用した広域補強(PPP-RTK)や、日本の準天頂衛星みちびきによるセンチメートル級補強サービス(CLAS)のように、地上の基地局ネットワークに頼らずに高精度測位を行う技術開発が進んでいます。ただし、即時性や利便性の面では、現時点ではネットワーク型RTKが最も実用的な解となっており、当面は基地局ネットワークを活用した補正サービスが高精度測位の主流として活躍していくでしょう。

現場を3Dで残して、あとから測る。
実際の画面と動画で使い方を確認できます。

LRTK Phoneの使い方・実例を見る
資料請求導入相談
現場をスマホで3DスキャンLRTK Phone実例を見る