真北測定器

 

真北測定器


北を知る必要性と太陽を使う真北測定器の原理

方位を知ることは、さまざまな理由があります。地図を見ても、北が分かるからこそ、他の方位も割り出すことができるからです。南は北に対して180度反対側であり、絶対的な位置関係にあります。その南北に対して、東西は相対的な位置関係を持つのが特徴です。
北という表現はあまりに簡単に使われますが、複数の北が存在します。代表的なものは、北極点に対して向かう方角を北と呼ぶ真北です。一般的に使われている表現ですが、地球の地軸が天球と交わる北の点を指します。地軸が交わるため北半球にいれば、この点を中心に日周運動しているように見えますが、南半球からでは分かりません。 もう一つが磁北で、方位磁石が示す北を意味します。地軸の働きによって作り出されており、鉄などの構造物があれば、磁気の力によって差が生じます。同じ北を指す表現であっても、真北と磁北には誤差があります。日本の中心では、磁北は真北より約7度ほど西にずれていることを考慮しなければいけません。北を地軸でとらえた場合には、太陽の動きにも影響します。これが日照にもつながるため、日影計算をすることで真北を得られるのが、天測による真北測定器の原理です。日影は冬至の日の真太陽時午前8時から午後4時を基準とするため、精度を高めるためにも使い方にはいくつかの注意点がありますし、天候にも左右されます。
太陽によって北を割り出す方法は、昔から使われてきたもので原理は難しいものではありません。方位を大切にする古い建物が、高い精度の北という方位情報を得られてきたのも、太陽を使って日時計を作ったからです。日時計は太陽の光でできる影を利用して作られたもので、この原理を応用しているのが天測の真北測定器です。現代でも同じ原理を使いますが、精度を高めるためにもっと使いやすくなっています。

真北測定器中古計測機器一覧

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re0112ジャイロステーション GP1-2GP1-2ソキア
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ジャイロの原理

真北測定器にもいろいろな種類がありますが、ジャイロをつり下げておき地球の自転の動きから歳差運動の性質を利用する方法があります。地球は公転面に対して23.4度傾いており、円を描くように運動している天体です。コマと同じとされることがありますが、重力の影響を受けているコマとは違う動きをします。こうした運動を歳差運動と呼びますが、地球にはほかの天体の引力が働くため起こる現象です。地球は子午線を中心に歳差運動をするため、ジャイロを起動させれば子午線の方角が分かります。この原理を利用して計測している方法が追尾測定や時間測定と呼ばれる方法です。
どちらもジャイロの動きを利用した方法であり、指針の動きなどから真北を割り出せます。機能もしっかりしており、使い方もシンプルで難しい理論が分からなくても、太陽を利用した方法と同様に使えます。天候も時間も関係ないのがメリットです。雲が出てしまい計測できないといった状況もありませんし、時間によって太陽の位置が高くなり、計測できない状況も発生しません。太陽を利用しないため、場所もストップウオッチも必要がなく、電卓で計算して求めるといったこともなく利用できます。計測した結果もディスプレイに表示されるため、ミスなどもありません。計画通り精度の高い測定が行える方法です。


ジャイロを使った真北測定器の活用

以前の方法を採る真北測定器の大きな問題は太陽を使う点だったのに比べ、ジャイロを使っていればどこでも誤差の少ない計測ができます。この原理を利用することで、使い方に幅が広がります。トンネルなどを掘っているとき、現在どの位置にあるのか、細かな情報が必要です。ところが、地下の中で位置情報を得るためには、地上からチェックボーリングをして、現在地の確認をしなければいけません。GPSを使う方法もありますが、衛星を確認するためには地上に出なければならず使えないため、真北測定器が役立ちます。使い方として、立坑の中心線から高い精度で位置の確認をしていくことができます。方位の基準を地下でも出せるため、チェックボーリングの回数をぎりぎりまで減らせ効率を高められます。
ジャイロを使ったタイプであれば、そもそも天測に頼る必要がありません。視界が遮られてしまい、太陽も遮られてしまう環境でも正確な測距ができます。複雑な計算をしなくても方位を割り出すことができ、すぐに任意の方位角を割り出せるのは大きなメリットです。GPSからの計算もできますが、真北測定器があれば、必要なときに素早く情報を得られます。スピードも素早く、時間をかけずに済みます。特別な知識も方法も必要がないのは、ジャイロを使った真北測定器が自ら計算してくれるからです。
太陽を使う天測による真北測定器の使い方は、簡易的な装備になるメリットがあります。ジャイロを使った方法は、ヒューマンエラーも減らせる高機能です。必要な情報や時間、費用といったことでも違いが出てくるため、要件に合った方法を利用するといいでしょう。

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