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3つの北 

北を調べたい、という時にみなさんはどうやって“北”を調べるだろう。

■磁北
まず簡単なところでは方位磁針を使って北を調べるだろう。しかしご存じだろうか。磁針の示す“北”はいわゆる“真北”ではない。

“磁北”という北極点からカナダの方に数百キロ離れた所にある磁北極こそ、磁針が指し示す方角なのだ。ここに立つと理論的には磁針の北は真下を指し示す。しかし実際はいろいろな諸事情があり、少し離れた所にある地磁気極の影響もある。日本からみると“磁北極”は“真北”よりもやや東にあるのだが、驚いたことに実際に磁針が指し示す“磁北”は北よりやや西を指し示す。“真北”と“磁北”のズレを偏角という。地図とか天体とかに興味ある人は馴染みがあるだろう。

国土地理院:磁気偏角一覧図
http://vldb.gsi.go.jp/sokuchi/geomag/images/menu_03/henkakuitiran2000.pdf

我が綱島付近は地形図では6.9度真北から西にずれている。本当は偏角は東に向かねばならないのに西に向いているのは、シベリア付近の地磁気異常によるものだそうである。

京都大学大学院理学研究科附属地磁気世界資料解析センター
:磁石の北と地磁気極と磁極
http://swdcwww.kugi.kyoto-u.ac.jp/poles/polesexp-j.html

ちなみに磁極点は年々移動しているので刻一刻と磁北もずれていることであろう。

■座標北
“真北”というのは地球の自転軸の北の中心だ。地理上の北でもある。では地図に記載される方位(概ねは上部)が“北”かというとそうでもない。(地図の“上”が北ですといって、実際に上を見上げたバカ者がいたが…)

地球は球体なので平面図にした地図はおのずと歪みが生じてしまい、厳密には見ている地図上の地点での上部が北ではない。地図上の北は“座標北”というらしいが、匝も馴染みがないため、これ以上はよくわからない。

■真北
先に述べたように地球の自転軸と地球表面が交差する北半球の点。これが北極点。
GPSの座標系の真北は北極点と同一となっている。

さて、太陽の南中を調べようとする時、方位磁針で南を調べることは上述の問題から偏角を知り調整しなければならない。携帯機器の許容方位誤差は8度とされているらしいが、天体関係ではかなり違ってしまう。太陽の視直径は約0.5度。腕を伸ばした時の握りこぶしの幅は約10度。天体の位置を知るには誤差が大きい。

南中とは太陽が観測地点での子午線(真南)を通過すること。時間的には南中時間といい、その観測地点での正午になる(南半球では“北中”か?)。

では正午の時報と共に太陽の位置を観測すれば真南がわかるかというと、原理的には合っているが、“観測地点”と“標準時の子午線”とがズレているので正しくならない。

日本標準時は兵庫県の明石にあって、ここの子午線と太陽が交わるときが正午となっている。つまり東京の場合、日本標準時より約20分早く太陽が東京の子午線を通過するため、時報に合わせて太陽の位置を観測しても南中ではないので、真南にならない。

そこでGPSです。
GPSはそれ単体では緯度と経度しかわからないが、二つ用意すると2点の位置から真北を計算で算出することができる。GPSの座標系は自転軸に原理的に等しいので方位磁針などよりも正確な方位決定ができる。

あとはコストと精度の兼ね合いでしょう。

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