3Dマッピング ドローンマッピング EMLID Reachシリーズを利用したネットワーク型RTK観測について ～RRS方式とVRS方式の違い～
はじめに
GNSS測量では、衛星から受信した信号だけで位置を求める「単独測位」に対して、既知の基準点に設置した基準局の観測データをリアルタイムで利用することで、より高精度な測位を行うRTK（Real Time Kinematic）測位が広く利用されています。
特に近年では、国土地理院が全国に整備している電子基準点の観測データ等を利用し、現場に基準局を設置することなくセンチメートル級の測位を行える「ネットワーク型RTK」が、測量だけでなく土木、建設、UAV測量など幅広い分野で利用されています。
今回は、EMLID Reachシリーズ（※1）を利用したGNSS観測を例として、ネットワーク型RTKで利用されることの多い「RRS方式」と「VRS方式」の違いについて解説します。
RTK・ネットワーク型RTKとは？
RTKとは、基準局（Base）と移動局（Rover）の2台のGNSS受信機を使用し、それぞれが同時に観測した衛星信号を比較することで、高精度な位置をリアルタイムに求める測位方式です。
GNSS衛星から送られてくる信号には電離層や対流圏などの大気中に起因するさまざまな誤差が含まれています。
そこで、既知の座標を持つ基準局でも同じ衛星を観測し、基準局側で得られた情報を移動局へ送信します。基準局と移動局が近い場所にあれば、両者が受ける誤差には共通する部分が多くなります。その共通誤差を利用することで、移動局単独では得られない高精度な位置を求めることができます。
従来型のRTKでは、測量現場に基準局を設置し、無線などを利用して移動局へ補正情報を送信する必要がありました。
これに対してネットワーク型RTKでは、国土地理院や民間企業が設置した電子基準点など、既に設置されているものを基準局とし、その観測データを用いた配信サービス（NTRIPサービス）を利用します。
そのため、現場で基準局を設置する必要がなく、GNSS受信機1台を移動局として持ち歩くだけでRTK測量を行うことができます。反面、現場の移動局がインターネットを介して補正情報を受信する必要があるため、ネットワーク環境が必須となります。
EMLID Reachシリーズでは、スマートフォンのテザリング、Wi-Fi、または対応機種（※2）の場合は内蔵LTEモデムなどを利用してインターネットへ接続し、NTRIPによって補正情報を受信することができます。
代表的な方法として、RRS方式とVRS方式があります。
RRS方式とは？
RRS方式（Real Reference Station：実基準点方式）では、観測地点の最寄りの電子基準点を基準局として、その観測データを利用して測位します。
そのため、基準局と移動局との距離が重要になります。
基準局と移動局の距離が近ければ、衛星から基準局までの電波経路と、衛星から移動局までの電波経路が似てくるため、共通する誤差を利用しやすくなります。
一方、基準局と観測地点の距離が長くなるほど、電離層や対流圏などの影響が異なってくるため、測位精度が落ちてしまう場合や、Fixしないなどの問題が発生します。
実在している電子基準点を基準局とする以上、移動局と基準局の間の距離は長くなってしまいがちです。
VRS方式とは？
VRS方式（Virtual Reference Station：仮想基準点方式）では、RRS方式と異なり実在する基準局をそのまま使用するのではなく、移動局付近に仮想的な基準局を生成して利用することです。
VRSでは、移動局の概略位置をサービス事業者へ送信し、移動局周辺にある複数の電子基準点等の観測データを利用して、移動局付近に「仮想的な基準点」が存在するものとして補正データ等を生成します。
その補正データをインターネット経由で移動局へ送り、移動局側では自ら観測したGNSSデータと組み合わせてRTK測位を行います。
EMLID Reachシリーズではどちらを利用できるのか？
EMLID Reachシリーズは、現行の全製品がネットワークRTK測位のRRS方式・VRS方式いずれにも対応しています。
どちらの方式で観測を行うかは機器側ではなく契約している測位サービス側の提供方式によって決まります。
なお、VRS方式で観測を行った際には多くの場合で成果として国土地理院等が定める帳票類の提出を求められます。EMLID Reachシリーズでは帳票類を直接出力することは出来ませんが、必要な情報は出力することができるのでユーザー様にて作成することができます。（※3）
国土地理院が定めるネットワークRTK（VRS方式）の帳票例
実際の測量ではどちらを選べばよいのか？
では、RRS方式とVRS方式のどちらを選べばよいのか？
測量現場では主に必要な精度や観測地点と基準局との距離、最終的に提出する測量成果の種類を考える必要があります。
RRS方式は、それぞれの観測時に都度最寄りの基準局からの解析を行うため計算処理が単純です。また、計算処理を移動局側で行うため移動局側で計算処理能力を持つ必要があります。一方で長基線化するにつれて精度が下がりやすいため電子基準点が付近にない場合には注意が必要です。 VRS方式は移動局付近に仮想基準点を設け、そこから解析を行うため長基線化による大気誤差の影響を抑えやすいという傾向がありますので電子基準点との距離をRRS方式ほど気にせず作業を行うことができます。ただし、一般に仮想基準点の設定などの計算処理をNTRIPサービス側で行う必要があるため、NTRIPサービス使用料が高額になる傾向があります。なお、公共測量でネットワーク型RTK法を利用する場合、国土地理院の「作業規程の準則」ではVRS方式及びFKP方式が認められています。（※4）
まとめ
今回は、EMLID Reachシリーズを利用したネットワークRTK観測を例に、RRS方式とVRS方式の違いについて解説しました。
RRS方式とVRS方式にはそれぞれ特徴があり、単純にどちらが優れているというものではありません。
必要とする測位精度、移動局と基準局との距離、利用する測位サービス、そして測量成果に求められる基準などを考慮し、目的に適した方式を選択することが重要です。
EMLID Reachシリーズは、RRS方式・VRS方式のいずれにも対応しているため、利用する測位サービスや現場の条件に応じて柔軟にネットワークRTK測位を行うことができます。
※1
現行機種は全て対応しています（Reach RX、Reach RX2、Reach RS3、Reach RS4、Reach RS4 Pro）。
※2
LTEモデム内蔵機種はReach RS3、Reach RS4、Reach RS4 Proの3機種です。
※3
一部国土地理院HPで公開されている計算ツールを使う必要がある項目があります。作成方法など詳しくはお問い合わせください。
※4
国土地理院が「作業規程の準則」で定めているのはVRS方式とFKP方式の2種類です。ただし、現在FKP方式でデータ配信を行っているNTRIPサービスはほとんどないため、実質的にVRS方式のみが対応している状況です。
