アンテナを上げる

　　　　　　　　　　　　　　　　GPS測量ダメ話　4
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（アンテナを上げる）

　GPS測量では，基準点間の視通は関係がなく，観測点と上空の衛星との受信状態により観測の良否が決定されます。

　スタテイック測量の場合，4個以上の衛星からの情報を受信する必要があります。（10㎞以上の観測を行う時には5個以上必要です。）GPS受信機の水平位置から上空15度までの間にある衛星は無視され，15度以上にある衛星のうち同一セッションで観測している観測点で同時に受信出来る衛星が4個以上必要ということです。

　（図－1）は受信機を中心に上空を輪切りにした図と思ってください。本来は立体的に説明する必要があるのですが簡略化して説明します。観測時刻に観測点Aの上空には9個の衛星が存在していますが高度15度以下にある①と⑨の衛星については無視されます。

　残る衛星は②，③，④，⑤，⑥，⑦，⑧の7衛星ですが，受信機と衛星の間に障害物があれば衛星からの情報を受信することが出来ません。

　（図－1）の観測点Aではアンテナの左（西）側にブロック塀があり①，⑦の衛星の情報を受信する事が出来ません。右（東）側には離れた位置に山があり⑧の衛星の情報を受信する事が出来ません。

　最終的に観測点Aでは④，⑤，⑥，⑦の衛星が受信出来る状態という事になります。
　GPS観測の場合，同一時間帯に同時に観測する（同一セッションの）他の観測点と関連性あります。

　衛星は上空2万㎞の位置にあり，同一セッションの観測点同士の距離は遠くても1㎞～2㎞程度です。受信機と衛星の距離関係からすると，同一時間の各観測点での衛星の配置は同じと思って差し支えありません。各観測点の周囲の状況は様々で，衛星からの受信を邪魔する障害物は，その種類・高さ・大きさも様々です。結果的に同一の衛星の受信が出来ないこともあります。

　観測点Bでは①，⑨，②の衛星の情報が受信出来ず，受信出来る衛星は②，③，④，⑤，⑥，⑦，⑧の7衛星である。観測点Cでは①，⑨，⑦からの情報が受信できず，受信できる衛星は③，④，⑤，⑥，⑧の5衛星の情報である。それぞれの観測点では4個以上の衛星が受信出来ていますが，観測点A，B，Cで共通して受信出来ている衛星は④，⑤，⑥の3つしかありません。結果的に解析不能となってしまいます。この障害物は観測点によっていろいろな物があり，（図－1）のように人工的なブロック塀，山のような自然の地形があります。他には平家建の建物・ブロック塀・樹木・看板・電柱等が考えられ，道路端であれば道路を通行中の自動車（トラック）も考慮する必要があります。

　GPS衛星は高度2万キロの位置にあり，観測点で受信する位置はアンテナの位置ですからアンテナの位置を高くすることにより障害物を無くすことは出来ます。（図－1）の場合，観測点Aのアンテナ位置を点線の位置にする事が可能であれば観測点Aでは②，③，⑧の衛星の情報を受信する事が出来るようになり，結果的に4個以上の衛星の情報を共通して受信出来る事になりますが，このアンテナをどの程度高く出来るのか。物理的に可能なのでしょうか。三脚を高く据えればアンテナ高は1.80メートル程度の高さになりますが，近くに険しい山や大きなビルがある場合，それがすべて障害にならないようにアンテナを上げることは物理的に可能でも現実的でなく費用的にも無理と思われます。

　偏心して観測するか，観測点そのものを移動するしか方法がありません。しかし，平屋建ての建物やブロック塀，看板のようなものは，その構造物を超えてアンテナの高さを上げることは可能です。また，地形的なものでも離れた位置のものであれば，（図－1）のようにアンテナの高さをあげれば，地上からの角度15度の延長線下側の範囲となれば障害にならなくなる場合もあります。

　（図－2）のようにアンテナの横にブロ

ック塀があれば灰色の範囲では衛星か

らの情報を受信出来ないことになります

。そこで1.00m程度のポールを継ぎ足

せばアンテナはブロック塀の上になり，

ブロック塀による障害は無くなります。

　更に三脚を通常のものから

長脚（3m脚）を使用すればアンテナはブ

ロック塀の上に位置することになり，ア

ンテナの位置を3m弱まで高くすることは

可能です。

　長脚と1.00mポールを組み合わせて

使用すればアンテナの高さを4m程度ま

で高くする事が出来ます。近くに高層ビ

ルや切り立った山のある場所では無理

ですが，樹木の間からアンテナを上空に突き出す形での観測も可能となり，障害
物を少なくすることが出来ます。
　観測する時間帯を決定するにあたっては観測点の衛星状況を確認しておく必要があります。観測点における障害物を減らしたからといって，その時間帯の上空に衛星がいなければ意味がありません。あらかじめ衛星の飛来情報を知り，観測計画を立てる必要があります。

調子に乗る

　GPS測量は基準点測量に不向きな夏場の陽炎の出ている時間帯でも観測することが出来ます。観測を開始すれば，器械の見張りについては体力も不要で，基準点測量の経験の少ない者でも可能です。

　私が業務を行っている地域については全域に足場の良い障害物の無い場所を探し1級～2級基準点を設置していきました。事務所の業務は夏場の業務が少ないことから，夏場に一筆地の測量に直結する3級基準点相当の基準点を設置することにしました。1級～2級基準点に比較すれば3級基準点はどうしても障害物の多い場所に設置する事が多くなります。

　GPS測量により細部に3級基準点を設置して4級基準点をTS測量で行えば公共座標での業務が可能になります。1筆地測量もすべて公共座標で行いたい。その為の4級基準点設置のためのTS測量をもっと楽に行いたい。3級基準点を密に設置すれば4級基準点の路線長が短く網の形も単純にすることが出来ると考えました。今までは一筆地の分筆の依頼がある都度，3級基準点を設置後，4級基準点を設置していましたが，あらかじめ3級基準点を計画的に設置しておこうと考えました。

　近所に実行出来そうな場所がありました。農耕地の中にある東西400m×南北800mの範囲の昔からの住宅地です。住宅地の西側端を南北に12m幅の県道が走り，4m巾の道路が東側の外周を走り，住宅地の中を碁盤の目のように2～3m巾の生活道路が走っています。結果的に道路に囲まれた1つのブロックは150m×200m程度の区画になっています。すべての宅地は2m程の高さのブロック塀で囲われています。

　GPS測量で3級基準点を設置する事が出来れば与点との視通を気にすること無く，後々利用しやすい場所に設置することが出来ます。ポールや長脚を使用してアンテナの高さを上げてどんどん設置しました。

　この住宅地は地域内に既存の2級基準点1点があり，外側にこの地域を囲む形で2級基準点2点あります。TS測量で4級基準点測量を行うのに必要な3級基準点は3点もあれば良い地形なのかもしれません。

　GPS測量であれば与点の1，2級基準点との視通を気にせず3級基準点を設置する事が出来ます。3級基準点を多く設置する方が正確であり，TS測量で行う4級基準点も路線長が短くなり点数を少なく網の形を気にする必要がなくなります。そこで本来であれば200～300mの距離の間隔で設置する3級基準点なのですが，お互いの視通が効く十字路や三叉路の120m～150mの比較的短い距離の場所に設置することにしました。

　観測点の多くがブロック塀の横にあ

り（図－3）のようにポールや長脚を

使用して3級基準点8点を設置しまし

た。

　3級基準点8点を新設したGPS測量

について解析は無事終了し，解析結

果も問題の無いものでした。近距離

でアンテナ高を簡単に上げてしまった

GPS測量の弊害を実感することにな

ります。

　新設の3級基準点を与点として4級

基準点測量を行うと残念な結果にな

りました。

　TS測量で4級基準点測量を行うと150m程度の路線長でありながら，3級基準点の成果を使用した距離と実測距離では1.5㎝程相違してしまうのです。高さもほぼ同様に相違しています。街区多角点を利用されている方は実感されていると思いますが，これは誤差として扱って良いかどうか疑らざるを得ない相違なのです。

　慌ててTS測量で行った4級基準点の観測についてチェックしました。全点で前視・後視とも斜距離を観測していましたので，斜距離・高度角・器械高・反射板高をチェックしましたが，相違は1㎜程度であり間違ってはいないようです。TS観測が上手では無いことは自分でも承知しています。念のために使用している斜距離を入れ替えて計算してみても同様でした。これはTS観測ではないようです。3級基準点を設置した時の与点については，前回のGPS観測の際に確認していますので問題は無く，新設した3級基準点自体に問題があるようです。精度を良くする為に3級基準点を密に設置したはずなのに・・・。

　今までにこんな事はなかった。おかしい。ポールを多く使用した事。150m程度の短い距離間隔での設置であった事です。

　ポールを継いでアンテナを高く上げた際に，まっすぐ

上がっていなかったとのではないかという原因にいきつ

きました。

　求心がズレている場合は当然異なった位置を観測し

ている事になります。長脚であれば通常の三脚と変わ

らず整準・求心を気にしておけば良いのですが，今回

はポールを使用してアンテナの高さを上げました。

　（図－3）の各基準点を結ぶ点線の形状と，アンテナ

を結ぶ点線の形状が水平投影したものであったかを問

題にしなければなりません。

　（図－4）のような注意が必要だったのです。そういえば1，2級基準点を設置した時は，慎重に2方向からセオドライを使用して，まっすぐに上がっているか確認していました。

　3級基準点で1mポールをつないで上げるだけと簡単に考えていた報いのようです。
　整準台のアンテナを接続する直径3㎝，深さ2㎝程度のくぼみにポールを差し込んで1か所のネジだけを頼りに1mのポールを上げています。

　正しくアンテナがあがっているのか確認

をしていませんでした。手間がかかっても

（図－5）の要領でまっすぐ上がっている

かどうかは確認しなければならなかった

のです。観測点から少し離れた?の位置

にセオドライトを立て，①②③の位置を確

認し，整準台の整準ネジを使用してまっ

すぐ上がっているか調整する。90度間隔

の?の位置にセオドライトを立て直し，そ

の位置から①②③の位置を確認して整準

台の整準ネジを使用して調整する。再び

Ａの位置でまっすぐ上がっているか確認

を繰り返すという手順になります。

　この時の確認方法として，Ｗ氏が使用してい

る方法は（図－⑥）のとおりです。

　ポールが真っ直ぐ上がっているかどうかを確認

するために基準点の十字の位置と，高く上げた

アンテナの中心が一致していれば良いということ

になります。

　ただしアンテナ中心を直接観測する事はできま

せん。そこでポールの直径が3㎝であることに注

目します。まずAの位置からセオドライトを使用

して①のように基準点の十字の印にセオドライト

の方向に正対してコンべックスをあてます。ポー

ルの直径は3㎝ですから半径1.5㎝という事に注

目します。

　コンべックスをAのセオドライトの方向に向け，

十字の位置を目盛りの丁度の位置と合わせます。

（図－6）の場合は50㎝の位置に合わせました。そこで半径1.5㎝をプラスかマイナスした位置（48.5㎝か51.5㎝）にセオドライトの水平位置を固定して，そのまま②，③へと望遠鏡を上げ，まっすぐ上がっているかどうか確認します。

　②の位置がずれている場合は整準が満足ではなく，求心が出来ていない場合で，整準のやり直しをしなければなりません。

　②の位置は一致しているが③の位置がズレている場合は整準ネジを調整することにより位置を一致させます。その後，Bの位置にセオドライトの位置を変えて同様の事を行い，①の位置で水平位置を固定して②，③の位置で整準ネジを使用して調整します。
　調整が終われば，再度Aの位置から先ほどと同様に調整，もう一度Bの位置で調整。くりかえしA，B両方で調整して調整の必要がなくなれば調整の完了です。一人では大変ですが二人いれば素早く調整することが可能になります。

　基準点を設置するのですから，慎重に手間を惜しんではならないでしょう。

　このような手間を惜しむと，どのような測量を行ったのか，1筆地の境界を明示した座標の根拠はと問われた時に自信を持って答えられないことになり，専門家としての義務を果たしているとは言えず，どのような高尚な理論で境界や筆界を導き出したとしても，当たり前のことを当たり前にやっていなければ一気に信用を落とすことにもなりかねませんので注意が必要です。