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松戸山の会:三角点探し隊

世界測地系と日本測地系

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世界測地系と日本測地系

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世界測地系と日本測地系

 世界測地系と日本測地系 

地球は自転をしていることから赤道側が膨らんだ楕円体をしています。日本では明治時代に採用されたベッセル楕円体に準拠した座標系と東京湾の平均海面を基準にした日本測地系を採用していました。

しかし、VLBIや人工衛星などを利用し正確な測量ができるようになった現在では、日本測地系は正確な測地系と言えなくなってきました。このため1980年に定められたGRS80楕円体、および地球の重心を中心とする座標系であるITRF94に基づいた世界測地系が多くの国で採用されています。日本では2002年4月の測量法の改正により、日本測地系2000として世界測地系を利用することになりました。

一方、アメリカではGPSを中心としてWGS84といわれる座標系が利用されています。WGS84は軍事、航法、ナビゲーションの分野に適した測地系で、数回の改定の都度ITRF測地系に接近し、現在ほとんど同一のものと言います。

(注) VLBI(Very Long Baseline Interferometry:超長基線電波干渉法)

数十億光年の彼方にある電波星から放射される電波を、遠く離れた複数のアンテナで同時に受信し、その到達時刻の差を精密に計測する技術です。日本では父島にVLBI観測局があります。

 地域による日本測地系と世界測地系
国内の地点
測地系
緯度・経度 差異
緯度 経度 緯度 経度
北海道宗谷岬 日本 45°31′13.37″ 141°56′27.27″    
世界 45°31′21.08″ 141°56′13.02″ 7.71″ -14.25″
東京駅 日本 35°40′40.35″ 139°46′13.72″    
世界 35°40′52.01″ 139°46′02.08″ 11.66″ -11.64″
沖縄喜屋武岬 日本 26°04′31.29″ 127°40′15.60″    
世界 26°04′45.84″ 127°40′08.61″ 14.55″ -6.99″

カシミールの1/50000地形図から

たとえば世界測地系によると東京駅周辺では緯度で北へ12秒、経度西に12秒ずれていることになります。これは距離にして約450mになると言います。これに比べ北海道の最北端、宗谷岬では緯度で北へ8秒、経度で西に14秒ずれることになります。

 標高とジオイド面
ジオイド面と標高

山の高さ、標高はどのように求められるでしょう。地球表面の70%は海水に覆われています。海水面は地球の重力とつりあいながら水準面を保つことから、地球の形状をよく近似するものとしてジオイド面が定義されています。(ジオイド面も地球の重力の偏りから世界測地系の基準となる回転楕円体とは±100mほどの差があると言います)

日本の場合は東京の平均海水面をジオイドと定 め、標高はジオイド面からの差として定義されることになります。

たとえば東京駅近くの千代田区にある三角点は標高29.59m、ジオイド高は36.7 m。富士山山頂剣ヶ峰の2等三角点は標高3775.63m、ジオイド高は42.5m。

稚内の宗谷岬近くにある大岬の三角点は標高61.20m、ジオイド高は27.4mになります。このことからも日本列島のジオイド面はかなりの変化があることがわかります。

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