日本の測地系

日本での位置の基準となる測地系

 測地系とは、國またはいくつかの國からなる地域単位で採用され、測量、地図作成、土地の管理、大規模土木工事などの基準となる測地體系です。國家測量機関が地球の形と大きさ、経緯度原點、高さの基準などの定義や維持を行っています。
 
 ? 基準點設置點數一覧表(PDF形式:442KB)
 ? 基準點成果等閲覧サービス

目次

地球上の位置を表す

 地球上の位置を緯度、経度、高さで表すには、まず始めに基準面を決めなければなりません。この決められた基準面の上で、地球上の位置は表現されます。
 では、この基準面はどのようなものが適しているでしょうか?実際の地球の形は、山や谷や海があり、基準面としては複雑すぎて実用的ではありません。そこで、できるだけ地球の形に近く、そのうえで、できるだけシンプルな形の基準面を決める必要があります。
 地球の形をもっともよく代表するモデルの一つはジオイドですが、ジオイドも複雑な起伏があるので基準面としては不適です。そこで、ジオイドにきわめてよく似るように決められた回転楕円體を考え、地球の形を代表するものとします。これを地球楕円體と呼びます。代表的な地球楕円體は以下のとおりです。
代表的な地球楕円體
楕円體 年代 長半徑(m) 扁平率の逆數(1/f)
ベッセル楕円體 1841 6,377,397.155 299.1528128
クラーク楕円體 1880 6,378,249.145 293.465
ヘルマート楕円體 1906 6,378,200 298.3
International 1924(ヘイフォード楕円體) 1909 6,378,388 297.0
クラソフスキー楕円體 1940 6,378,245 298.3
測地基準系1980(GRS80)楕円體 1980 6,378,137 298.257222101


 地球楕円體を測量の基準にするためには、楕円體の中心を実際の地球上のどの位置に、またその楕円體の軸が実際の地球のどこを通るかということを決める必要があります。このように、位置と方向が決められた地球楕円體を準拠楕円體と呼びます。

準拠楕円形體図
【緯度】
ある點の地理緯度(測地緯度)は、図のようにその點における楕円體面の法線が赤道面となす角度で表されます。赤道から北を北緯何度、南を南緯何度とそれぞれ90度まで數えます。

【経度】
ある點の地理経度は、その點を通る子午線が、本初子午線となす角度で表されます。本初子午線を基準にして東側に東経何度、西側に西経何度とそれぞれ180度まで數えます。

【地心三次元直交座標系座標軸の定義】
地球の重心に原點をおき、X軸を本初子午線と赤道との交點の方向に、Y軸を東経90度の方向に、そしてZ軸を北極(地軸の北端)の方向に取ります。
日本が採用している世界測地系(ITRF:國際地球基準座標系)ではIERS基準子午線(IERS Reference Meridian)を本初子午線としています。
IERS基準子午線は、グリニッジ子午線(英國のグリニッジ天文臺のエアリー子午環を通る子午線)の102mほど東を通過します。

測地系と準拠楕円體

 日本の測地系は、世界測地系(ITRF:國際地球基準座標系)に基づいています。
 測量法施行令(昭和24年政令第322號)第2條第1項において、日本経緯度原點は、

 地點:東京都港區麻布臺二丁目十八番一地內 日本経緯度原點金屬標の十字の交點
原點數値
経度:東経 139度44分28秒8869
緯度:北緯 35度39分29秒1572
原點方位角※ 32度20分46秒209
 
と、定められています。

 ※【原點方位角】日本経緯度原點において真北を基準として右回りに測定した茨城県つくば市北郷1番地內つくば超長基線電波干渉計観測點金屬標の十字の交點の方位角と定められています。

 日本経緯度原點の位置は、VLBI、GNSS等の宇宙測地技術によって構築された世界測地系に従って地球上どの位置にあるか決められています。
 世界測地系とは、測量法(昭和24年法律第188號)第11條第3項により、地球を次に掲げる要件を満たす扁平な回転楕円體であると想定して行う地理學的経緯度の測定に関する測量の基準をいいます。

     一 その長半徑及び扁平率が、地理學的経緯度の測定に関する國際的な決定に基づき政令で定める値であるものであること。
     二 その中心が、地球の重心と一致するものであること。
     三 その短軸が、地球の自転軸と一致するものであること。

準拠楕円體原子
準拠楕円體 測地基準系1980(GRS80)楕円體
長半徑 6,378,137m
扁平率 1/298.257222101

 以上により、日本では準拠楕円體として、ITRF座標系GRS80楕円體を採用しています。

GNSS測量と座標系

電子基準點つくば寫真
 GNSS(Global Navigation Satellite System / 全球測位衛星システム)は、GPS、準天頂衛星(QZSS)、GLONASS、Galileo等の衛星測位システムの総稱です。GNSS測量は、地球上空を周回するGNSS衛星から送られる電波を利用して、座標を求める高精度な測量方法です。測點に據え付けた受信機で上空からの電波を受信するだけなので、これまでのような測點間の視通の確保や天候の良し悪しに無関係に測量が実施できます。

 GNSS測量は、3次元の高精度測量が可能であり、測量作業も軽減化?効率化が図れるため、現在、測地測量の主流になっています。

 カーナビやスマートフォンなどのGNSSにより得られる座標値は、一般的にWGS 84座標系で表されています。 WGS 84座標系とITRF座標系はともに地球中心の座標系です。WGS 84はこれまでに數回の改定を行っていますが、その都度ITRF系に接近し現在はほとんど同一のものとして扱っても問題なく、実用上の違いはありません。ただし、日本國內の測量ではITRF座標系GRS80楕円體を用いるよう定められています。

ジオイド、東京灣平均海面、日本水準原點

【ジオイド】
 地球の表面の7割は海洋で覆われています。この水が地球の表面で落ち著いたときに作る面(平均海面)をジオイドと呼びます。(詳細については、ジオイド?モデルに関するページでご確認ください。)

【東京灣平均海面】
 ジオイドは全地球的な平均海面に一致するものと定義されますが、我が國の海面とどのような関係にあるのか明らかではありません。そこで、我が國では東京灣平均海面がジオイドと一致するものと考え、この面を高さの基準面としています。ここで用いる高さが標高です。

【日本水準原點】
 明治24年に設置されたもので、墨田川河口の霊岸島の量水標における明治6~12年の平均海面を基準とし、精密水準測量によって水晶板目盛りの零分畫線の標高を24.500mと定めました。しかし、大正12年の関東大震災で大きな地殻変動があり、日本水準原點の標高は24.500mから24.414mに変更され、昭和24年の測量法施行令制定により24.4140mと定められました。

 日本水準原點の現在の標高は、平成23年東北地方太平洋沖地震の影響を補正して、24.3900mとなっています。

日本水準原點について、測量法施行令第2條第2項において

     地點:東京都千代田區永田町一丁目一番二地內 水準點標石の水晶板の零分畫線の中點
     原點數値:東京灣平均海面上 24.3900m

と定められています。

日本測地系と世界測地系

 2001年以前の測地基準點成果は、緯度?経度においては日本測地系に基づいた數値で、準拠楕円體はベッセル楕円體でしたが、現在の測地基準點成果は世界測地系にもとづいており、「測地成果2011」と呼ばれています。準拠楕円體はITRF座標系GRS80楕円體です。
 標高については東京灣平均海面からの高さです。標高は楕円體面からの高さではなく、ジオイド面からの高さとなります。

 測量や位置決定に用いられるGNSS衛星の位置情報は、一般的には地球の重心に原點を置いたWGS 84座標系で表されますが、同じ地球重心のITRF座標系との違いは実用上無視することができます。
 この座標値である三次元直交座標(X、Y、Z)を、地理座標(緯度、経度、楕円體高)で表したいときは、GRS80楕円體の楕円體原子(長半徑、扁平率)を用いた數式で換算できます。

座標変換プログラム「TKY2JGD」

 「TKY2JGD」は、2002年の改正測量法の施行以前に取得した日本測地系に基づく緯度、経度を、世界測地系にもとづく「測地成果2000」に準拠した緯度、経度に変換するためのプログラムです。國土地理院の測量計算サイトで相互に変換することができます。

平面直角座標系

等角投影法
 地球上の點の水平位置は、厳密には準拠楕円體上の地理學的経緯度によって表されるべきですが、位置?方向?距離等を平面上に投影して測量計算を行うことは、曲面上の処理に比べ非常に簡単になり便利です。また、公共測量のように測量範囲が狹い場合には、十分正確に表すことができます。

 日本で用いられている平面直角座標は、ガウス?クリューゲルの等角投影法によるもので、座標原點を通る子午線は等長に、図形は等角の相似形に投影されます。しかし距離については、原點から東西に離れるに従って平面距離が増大していくため、投影距離の誤差を相対的に1/10000以內に収めるよう座標原點を通る子午線上の縮尺係數を0.9999に設定し、かつ、座標原點から東西約130km以內を適用範囲とした座標系を設けています。

 平面直角座標系は、現在全國を19の座標系に區分しています。平面直角座標系は地點の座標値が次の條件に従ってガウス?クリューゲルの等角投影法によって表示されるように設けられています。
  1. 座標系のX軸は、座標系原點において子午線に一致する軸とし、真北に向かう値を正とし、座標系のY軸は、座標系原點において座標系のX軸に直交する軸とし、真東に向かう値を正とする。
  2. 座標系のX軸上における縮尺係數は、0.9999とする。
  3. 座標系原點の座標値は、次のとおりとする。
    X=0.000メートル Y=0.000メートル

國家基準點の種類

【三角點】
三角點寫真
 三角點は、山の頂上付近や見晴らしのよいところ、利用や保全に適した公共施設の敷地內等に設置され、経度?緯度?標高が正確に求められています。地図の作成はもちろんのこと、道路の建設?都市の開発等の公共事業を行う際にはなくてはならないものです。
 三角點は、一等?二等?三等?四等の種類があり、全國に約10萬點設置されています。

【水準點】
水準點寫真
 水準點は、全國の主な國道又は主要地方道に沿って約2kmごとに設置され、高さが正確に求められています。この水準點を利用して測量することにより、土地の高さを精密(mm単位)に求めることができます。
 又、地殻変動監視?地盤沈下対策等に必要な情報である土地の上下変動は、水準點の測量を繰り返すことにより求められます。水準點には、基準?一等?二等の種類があり、全國に約1萬7千點設置されています。

【電子基準點】
電子基準點寫真
 電子基準點は、全國約1300か所に設置されたGNSS(Global Navigation Satellite System:全球測位衛星システム)連続観測點です。三角點と同様に、経度?緯度?標高が正確に求められており、基準點としてさまざまな測量やナビゲーションに利用されています。
 外観は高さ5mのステンレス製ピラーで、上部にGNSS衛星からの電波を受信するアンテナ、ピラー內部には受信機と通信用機器等が格納されています。
 受信した観測データは、國土地理院(茨城県つくば市)へ即時に送信され、インターネットを通じて一般に提供されています。また、電子基準點の正確な位置を日々算出し、日本列島の地殻変動を常時監視しています。

國家座標 國家座標ロゴ

 國家座標とは、その國の位置の基準です。具體的には、その國において緯度、経度、高さやこれに準ずる座標(數値)で位置を表す場合の基準をいいます。我が國においては、測量法第11條で定められた基準に準拠した緯度、経度、標高、平面直角座標、地心直交座標が、測量に限らず、様々な法令や民間の地図や図面などで位置を表現する場合の基準として用いられ、國家座標となっています。
 同じ位置の數値が複數存在すると社會的な混亂が生じてしまいますが、國家座標に準拠?整合したものに統一されていることで、誰もが安心して位置情報を利活用することが可能となっています。

 日本の國家座標の定義や分かりやすく説明する場合の例は以下のとおりです。

【定義】
 國家座標とは、その國の位置の基準である。
 日本の國家座標とは、測量法第11條で定められた基準に準拠した緯度、経度、標高、平面直角座標、地心直交座標である。

【日本の國家座標やその一部を分かりやすく説明する場合の例】
1)國家座標とは、日本経緯度原點の座標と整合する座標です。
2)國家座標とは、日本水準原點の標高と整合する座標です。
3)國家座標とは、基盤地図情報の位置と整合する座標です。
4)國家座標とは、國土地理院の地図やこれを使用して作成される道路地図など一般の地図の座標と整合する座標です。
5)國家座標とは、日本経緯度原點等の測量の基準(測量法第11條)及び國家基準點の成果と整合する座標です。
6)國家座標とは、三角點や電子基準點と整合する座標です。
7)國家座標とは、國家基準點の成果と整合した緯度、経度、標高、平面直角座標、地心直交座標などの座標値を指す普通名詞です。現在の日本の國家基準點成果は、世界測地系(地球基準座標系)のひとつである測地基準座標系「日本測地系2011」(JGD2011)に準拠しており、いわゆる國家座標です。

 なお、これまでは、基準日(元期)に固定した國家座標が用いられてきましたが、これからは、3次元の座標値(緯度?経度?高さ)に時點情報を加えた4次元の國家座標(JGD4D)も必要となってきています。
 時間を含めた4次元の國家座標(JGD4D)は、任意の時刻間の変換(地殻変動補正)によって実現されます。

※整合とは、同一地點の座標が測定の誤差の範囲內で一致していることをいう。
※國家基準點とは、三角點、水準點、電子基準點等をいう。

 「國家座標」を解説するPowerPoint ファイル【PPTX形式:5,409KB】
 「國家座標」を解説するPDFファイル【PDF形式:2,533KB】

【國家座標の関連サイト】
1)定常時地殻変動補正システム (POS2JGD)
https://positions.gsi.go.jp/cdcs/
國土地理院  國家座標と高精度な測位情報(CLAS:準天頂衛星システムのセンチメータ級測位補強
          サービス、 PPP:精密単獨測位など)を整合させる計算サイト

2)デジタル社會構築タスクフォース ~データ環境整備の方向性についてのとりまとめ~
https://www.kantei.go.jp/jp/singi/digital_shakaikouchiku_tf/dai1/siryou1.pdf#page=9
內閣官房 情報通信技術(IT)総合戦略室

國家座標ロゴ

【サウンドロゴ】

再生するとサウンドロゴが流れます。音量にご注意ください。




PDF形式のファイルをご覧いただく場合には、Adobe Readerが必要です。
Adobe Readerをお持ちでない方は、以下のページからダウンロードしてください。


午夜裸体性播放,两性刺激生活片免费视频,国产男女交性视频播放免费