初心者が学ぶ測量士補

初心者が学ぶ測量士補
  1. HOME > GNSS測量 > VRS方式とは?

VRS方式とは?電子基準点ネットワークを使ったGNSS測量の仕組み

ソクタ

ソクタ

VRS方式は電子基準点ネットワークを使った最新手法です。「仮想基準点を作る」という考え方が試験で問われます。

この記事の要点

VRS方式は「ネットワーク型RTK」の一種で、現地に基準局を持ち込まなくてもRTK測量と同等の精度で測量できる手法です。全国に設置された電子基準点のネットワークが「仮想の基準局」を生成することで、これを実現しています。

試験では「VRSとは何か」「通常のRTK測量との違い」「電子基準点との関係」が問われます。

この記事で整理すること

通常のRTK測量で基準局が必要な理由、VRS方式がどうやってその問題を解決しているか、そして試験で出やすいポイントを順番に確認します。

GNSS測量で精度の高い位置を求めるには、相対測位という方法を使います。これは、ある既知の点に受信機を固定して基準局とし、測量したい点(移動局)との差分から精密な位置を求める考え方です。

RTK測量もこの仕組みの上に成り立っていて、本来は「現地に基準局を設置する」か「近くの既知点を使って基準局を作る」必要がありました。

ところが基準局の設置には手間がかかります。機材を1台余分に持ち込み、既知点に据えて、移動局と通信を確立して……というプロセスが測量のたびに必要でした。

VRS方式は、この「基準局を設置する手間」をネットワークで解決した仕組みです。

RTK測量とスタティック測量の違いは?

電子基準点とは?GNSS測量で使う意味

一言でいうと、電子基準点のネットワークから計算して「現場の近くに仮想の基準局を作り出す」技術です。実際には近くに基準局がなくても、ネットワークの計算で高精度なRTK測量が可能になります。

VRS方式の仕組み:「仮想の基準局」をどう作るか

VRS(Virtual Reference Station)は日本語で「仮想基準点方式」とも呼ばれます。

日本全国には国土地理院が整備した電子基準点(GEONETと呼ばれるネットワーク)が約20km間隔で設置されています。この電子基準点はつねに衛星からの信号を受信・記録しており、各地点の精密なデータがリアルタイムでネットワークに集まっています。

VRS方式では、測量者が移動局を持って現地に行くと、まず自分のおおよその位置情報がネットワークのサーバに送られます。すると、サーバは周囲の電子基準点のデータを組み合わせて、その場所の近くに「仮想の基準局があるとしたらどんなデータになるか」を計算し、補正データとして移動局に送り返します。

移動局の受信機はこの仮想基準局からの補正データを使って、リアルタイムで精度の高い座標を求めます。現地に基準局の機材を持ち込んでいなくても、まるで近くに基準局があるかのように測量できる。それがVRS方式の最大の特徴です。

ネットワーク型RTK法(VRS方式)を含むGNSS観測方法別の使用衛星数の標準は、作業規程の準則(下図)で定められています。

作業規程の準則 GNSS観測方法別 使用衛星数テーブル(ネットワーク型RTK法含む)
出所:国土交通省「公共測量 作業規程の準則」p.20 GNSS観測方法と使用衛星数の標準(ネットワーク型RTK法を含む一覧)

通常のRTK測量との違い

通常のRTK測量との比較でいうと、一番の違いは「基準局を現地に設置するかどうか」です。

項目 通常のRTK測量 VRS方式(ネットワーク型RTK)
基準局 現地の既知点に設置が必要 電子基準点ネットワークが代替(設置不要)
機材 基準局+移動局の2台が必要 移動局の1台で完結
作業効率 設置・撤収の手間がかかる 現地に到着してすぐ測量を始められる
精度 cm級(基準局との基線長に影響される) cm級(ネットワーク内なら基線長の制約が緩和)
必要な環境 基準局との通信 携帯電話回線などのネットワーク通信

VRS方式は作業効率の高さが大きなメリットです。ただし、携帯電話回線が届かないエリアでは使えない点に注意が必要です。

試験で押さえるポイント

測量士補試験でVRS方式が出題されるとき、よく確認されるのは次の点です。

VRS方式を直接問う問題はR2〜R6(No.8〜9)では確認されていません。R5 No.8(令和5年第8問)では電子基準点のみを既知点とした基準点測量の空欄補充が出題されており(準天頂衛星・電離層・軌道情報・セミ・ダイナミック補正、正答2)、VRS方式はそのネットワーク活用の発展知識です。

「VRS方式は現地に基準局を設置せずにリアルタイム測量できる」「電子基準点ネットワークが仮想基準局を生成する」「ネットワーク型RTKの一種」という3点は準則の定義として押さえておきましょう。

混同しやすい用語

VRS方式 ↔ 通常のRTK測量

どちらもリアルタイムで座標を取得するRTK測量ですが、基準局を現地に設置するかどうかが違います。VRS方式は電子基準点ネットワークが基準局の代わりを務めます。

VRS方式 ↔ スタティック測量

VRS方式はリアルタイム取得のRTK系、スタティック測量は後処理で座標を求める手法です。どちらも相対測位ですが、結果の得方が根本的に異なります。

試験での問われ方|ソクタの一言

「VRS方式では、電子基準点を基準局として直接使用する」という記述が出たら、これは厳密には誤りです。VRS方式はネットワーク内の複数の電子基準点データを組み合わせて「仮想の基準局データを生成」し、それを移動局に送ります。電子基準点そのものを基準局にしているわけではありません。この細かい違いが問われることがあります。

一問一答

問題:VRS方式では、現地の既知点に基準局を設置せずに、ネットワーク型RTKによりリアルタイムで座標を取得できる。〇か×か。

答え:

VRS方式の最大の特徴です。電子基準点ネットワークが仮想基準局を生成するため、現地への基準局設置が不要です。

問題:VRS方式は単独測位の一種であり、衛星からの電波のみを使って位置を求める。〇か×か。

答え:×

VRS方式は相対測位の一種です。電子基準点ネットワークの補正データを使うため、単独測位ではありません。

問題:VRS方式を使用するには、携帯電話回線などのネットワーク通信環境が必要である。〇か×か。

答え:

VRS方式はネットワークサーバとリアルタイムでデータをやり取りするため、通信環境が必須です。

まとめ

今回はVRS方式について整理しました。

VRS方式は、全国の電子基準点ネットワークが仮想の基準局を生成することで、現地に基準局を設置しなくてもRTK測量と同等の精度を実現する手法です。移動局1台で測量できるため作業効率が高く、近年の公共測量でも広く使われています。

VRS方式は電子基準点ネットワークが仮想基準局を生成し、移動局1台で現地に基準局不要のRTK測量を実現します。

電子基準点とは?GNSS測量で使う意味

RTK測量とスタティック測量の違いは?

参考法令・規格

  • 測量法(昭和24年法律第188号)
  • 公共測量作業規程の準則(国土交通省)第7章 GNSS測量
初心者が学ぶ測量士補 編集部

この記事を書いた人

初心者が学ぶ測量士補 編集部

測量士補試験の用語・計算・法規を、国土地理院の公式情報と作業規程の準則に照らして整理しています。

Topへ >>

  1. HOME > GNSS測量 > VRS方式とは?