| 「観測入力→記簿作成→計算簿作成→調書作成」 著者 丸測 |
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| 太陽による方位角観測セオドライト方法 |
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「SUNPROプログラム」は、快晴時はもちろんのこと、時々にしか顔を見せない太陽の観 |
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測にも対応できる作業方法と計算のプログラムです。弊社では1988年からこの方法を研究 |
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しておりますが、不都合はありません。 |
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従来の方法では観測時刻の制約（「日出後２時間、日没前２時間以内の大気による影響 |
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が無い時、速やかに観測する」、または、「９時から１５時の間の観測を避け、１０分間以内 |
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に観測する」）があり、実際の現場ではほとんど不可能なことです。その制約を無視したり、 |
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観測に時間がかかった場合は、方位角の計算結果の値が揃っていたとしても、本当の方位 |
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角とは一致しておりません。これは、太陽の方位と時刻の関係は正比例していないため、１ |
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観測の読定値の中数をとるのが不合理なのです。 |
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そこで、観測時間の短縮により、より良い観測結果が得られる方法として、「SUNPROプロ |
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グラム」を提案いたします。これは、基準点測量の方向観測法にて観測します。視準につい |
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ては、太陽は移動しているが無限遠にあるため、方位標との観測の重みは同じと考えまし |
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た。 |
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１分間の晴れ間が2回あれば1対回の観測ができます。（日影のためならば最適です） |
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観測者にプレッシャーの掛からない測定方法です。 |
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観測精度を維持した安価な方法としてご支持頂けますようお願い申し上げます。 |
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【SUNPROの太陽の水平角観測】 |
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１． |
観測は方向観測法で行います。 |
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１観測は短時間（1分間位）で太陽の両側を観測するため、太陽の中心の時刻と角度の |
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中数を求めることができます。 |
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・ |
年間を通じて、その差は１０″以内である。 |
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・ |
１０時～１４時の観測を除けばその差は２″以内である。 |
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・ |
南中時前後はその差が無いが条件が悪い。（注：鉛直軸誤差と太陽の移動速度） |
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・ |
３０秒間で観測すれば、凄いことになるかも知れません。 |
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・ |
0.5対回で方位角を計算できるのが特徴です。 |
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１対回の観測 |
（４級基準点測量に準ずる方法） |
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① |
望遠鏡 |
正 |
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方位標を視準 |
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② |
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時刻と太陽の右を視準 |
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③ |
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時刻と太陽の左を視準 |
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④ |
望遠鏡 |
反 |
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時刻と太陽の右を視準 |
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⑤ |
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時刻と太陽の左を視準 |
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⑥ |
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方位標を視準 |
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(②+③)/2することによって、太陽の中心とする。 |
サンプル |
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直立している太い円柱の中心までの角度を測定するのと同じ考えです。 |
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２． |
水平角観測における注意事項 |
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望遠鏡正反で測定しても消去できない鉛直軸誤差がでるため、作業前には水平 |
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気泡管の調整、観測中は太陽方向での気泡を特に注意する。 |
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参考： |
鉛直軸誤差の補正の方法 |
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気泡管は、視準線に対し望遠鏡正のとき左側の目盛り数字が大、望遠鏡反のとき |
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小とし、気泡管の読みは、気泡の左端・右端の読みをとる。すなわち、 |
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l , r |
… |
望遠鏡正のとき、気泡の左端・右端の読み |
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l' , r' |
… |
望遠鏡反のとき、気泡の左端・右端の読み |
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μ |
… |
気泡管の感度秒単位 |
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h |
… |
視準目標の高低角 |
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Δα |
… |
補正値 |
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とすれば |
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Δα =
(1/4)*((l+r)-(l'+r'))μtan h |
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基準点測量の実際：土橋忠則著（山海堂 昭和42年発行）より |
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よって、気泡管感度が30″のセオドライトで気泡が1/2目盛りずれた場合の補正量は |
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視準目標の高低角 |
補正量 |
（東京） |
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0° |
0 |
″ |
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左の表のとおり、観測には |
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冬至の南中時 31° |
9 |
″ |
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気泡管の調整が重要です。 |
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春分の南中時 54° |
21 |
″ |
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夏至の南中時 78° |
71 |
″ |
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３． |
観測回数は、目的によってご判断下さい。0.5対回から3対回まで計算可能です。 |
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【観測の時の測定】 |
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１． |
時計はスプリット表示機能を備えたものが良いと考えております。 |
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時刻は、観測者が測定したほうが良いでしょう。 |
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２． |
時刻は、0.1秒単位の測定が好ましいのですが、1秒単位の場合でもかまいません。 |
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目的精度によって決めて下さい。 |
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３． |
時計は時報と比較して下さい。注：１秒間に角度60”以上の差がでる時期もあります。 |
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参考：測定時刻が１秒間ずれた場合の水平角 |
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時期 |
南中時刻 |
時間１秒間の水平角 |
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計算に使われた経緯度 |
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春分 |
11:48:21 |
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26 |
″ |
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東経 |
139°44′29″ |
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夏至 |
11:42:42 |
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65 |
″ |
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北緯 |
35°39′28″ |
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秋分 |
11:33:34 |
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26 |
″ |
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（2006年東京） |
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冬至 |
11:39:22 |
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16 |
″ |
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夏至の9時/15時 |
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11″ |
/ |
10″ |
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【計算】 |
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「公式：球面三角形４元式」によって方位角を求めておりますので、従来どおりです。 |
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お持ちのプログラムでサンプルの計算をお試し下さい。 |
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【SUNPROでの実測結果】 |
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同一測点から同一方位標（点間距離120m位）を観測した結果 |
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観測日 |
概略時刻 |
時計読み |
方位角 |
倍角差 |
観測差 |
備考 |
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1 |
2005.03.07 |
14：40 |
1秒単位 |
208-17-23 |
7 |
″ |
7 |
″ |
2対回観測 |
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2 |
2005.04.08 |
12：30 |
|
〃 |
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208-17-36 |
16 |
|
0 |
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|
〃 |
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|
3 |
2005.04.08 |
14：50 |
|
〃 |
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|
208-17-12 |
2 |
|
2 |
|
|
〃 |
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4 |
2006.03.20 |
08：30 |
0.1秒単位 |
208-17-13 |
7 |
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9 |
|
3対回観測 |
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5 |
2006.03.22 |
08：30 |
|
〃 |
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208-17-18 |
20 |
|
4 |
|
|
〃 |
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6 |
2006.03.22 |
09：20 |
|
〃 |
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208-17-16 |
4 |
|
3 |
|
|
〃 |
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備考： |
測器 トプコン GTS-310Ⅱ（10秒読み、気泡管感度は1目盛り30＂) |
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時計 ＣＡＳＩＯ960（スプリット測定機能付き） |
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観測者 1名 |
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時計係 なし（観測者が測定） |
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手簿者 なし（観測者が記帳） |
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観測方法の参考資料 |
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基準点測量の実際：斎藤暢夫著（オーム社 昭和30年発行） |
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基準点測量の実際：土橋忠則著（山海堂 昭和42年発行） |
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北極星・太陽による方位角測定の実際：太田晃著（日本測量協会 1983年発行） |
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計算のための資料 |
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理科年表：東京天文台編集（丸善 平成17年発行） |
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