ドローン大辞典
トータルステーション｜用語解説｜ドローン大辞典
概要
トータルステーション（Total Station）とは、角度（水平角・鉛直角）と距離を同時に計測し、その結果から未知点の三次元座標（X・Y・Z）を即時に算出・記録できる電子式測距測角儀である。建設・測量分野において最も信頼性の高い基準計測機器の一つであり、ドローン測量やICT施工が普及した現在でも、精度管理の拠り所として重要な役割を担っている。
計測の仕組みと方式
トータルステーションは、本体から照射したレーザー（光波）が対象物で反射して戻ってくるまでの時間や位相差を利用して距離を測定し、同時に角度情報を取得することで位置を算出する。
計測方式は主に二つに分けられる。
プリズム方式は、計測対象点にプリズム（反射鏡）を設置し、トータルステーションと正対させて測定する方法である。反射特性が安定しているため、高い精度で距離と座標を取得でき、基準点測量や出来形管理などで広く用いられる。
ノンプリズム方式は、プリズムを設置せず、地表面や構造物そのものからの反射光を利用して直接計測する方法である。人が立ち入れない場所や危険箇所の測定に適している一方、対象物の色や形状、レーザーの入射角によって精度が変動しやすく、事前の精度確認が重要となる。
建設・測量現場における主な役割
トータルステーションは、その精度と再現性の高さから、他の先端計測技術を支える基準的な役割を担っている。
出来形管理では、土工・舗装工・構造物工などにおいて、設計図書どおりに施工されているかを確認するために使用される。従来の断面管理だけでなく、取得した点群データを活用した面管理にも利用されている。
また、ドローン測量や地上型レーザースキャナー、ICT建機などが取得したデータの精度を検証する際の比較対象、いわゆる真値としても用いられる。例えば、ICT建機の刃先位置が正確かどうかを確認する場合、トータルステーションで実測した座標と比較し、誤差が許容範囲内かを判定する。
さらに、ドローン測量で使用する標定点や検証点の座標計測、RTK-GNSS基準局設置に関連する点の測定など、現場内の位置基準を構築する役割も担う。
自動追尾機能を備えた機種では、移動するプリズムを連続して追尾することができ、ICT建機やモバイルマッピングシステムなどにリアルタイムで高精度な位置情報を提供する用途にも利用されている。
計測の基本的な流れ
一般的なトータルステーションによる計測は、まず工事基準点など既知の座標を持つ点に機器を水平に据え付けることから始まる。次に、別の既知点（後視点）を視準することで、機器自身の位置と方位を確定させる。
その後、未知点に設置したプリズム、または対象物にレーザーを照射し、斜距離と角度を測定する。これらのデータから水平距離や高低差が演算され、未知点の三次元座標が即座に算出・記録される。
現代施工における位置づけ
ドローンやレーザ計測技術が発展した現在においても、トータルステーションは現場の座標系を支える基準機器として不可欠である。高精度な三次元データを扱うためには、その基礎となる位置情報の信頼性が求められ、トータルステーションはその役割を担い続けている。