ロラン-A地表波測定値の検討
著者
田口 一夫
雑誌名
鹿児島大学水産学部紀要=Memoirs of Faculty of
Fisheries Kagoshima University
巻
14
ページ
1-10
別言語のタイトル
Studies on the Measured Data of Loran-A Ground
Wave II
Mem・Fac・Fish.,KagoshimaUniv‘ VoLI4,pp.’∼10(1965).
ロランーA地表波測定値の検討一*Ⅱ
田 口 一 夫 * *
StudiesontheMeasuredDataofLoran-AGroundWave-lL
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thewarmcurrent‘‘Kuroshio,,. 1 . 序 論既発表のロラン地衣波測定値の検討一Iにおいては従来精度が高く安定しているとみられ
るロラン地表波も陸上を越えて伝播する時には誤差を生ずると共に極端な場合は使川不能に
なることを解明した.旧「1弊(1963)1)その後の研究では測定値解析の単純化を目的として主
として海上のみを伝播するロラン地衣波の測定を行なった.この結果海上伝播する地表波測
定値は殆んどe値をとるが’これらの結果について検討した処;ロラン遮波伝播速度は表算
川のものよりも早いことに旭'火Iするとした.川1J(1964)2)
以上の経緯から本論においては伝播経路が主として海上であるロラン地表波測定股変動の
解析を行なった. 2 . 測 定 2.1測定方法本論の測定海面並びに測定方法はFig.1,2及びTablelに示す如くである.
使用船のカタマラン艇はガラス繊維製であり,竹製のマストを接合して9mの高さを保ち *本論文のロランとはロランAを意味し,文中では従来の呼称のままで記述す.ロラン.システムに はAとCがあり,前者は現川のものである.後者はCytacと呼んでいたが,最近広く使川される ようになりロランCと改称された. **鹿児島大学水産学部航海学教室(LaboratoryofNavigation,FacultyofFisheries,Kagoshima University).読 燕 神 幽 ヶ 趣 郷 喧 革 輔 ・ 癖 碑 沸 諦 狩 神 f 物 樗 括 日 唖 諏 f ・ 榊 . ‘ v 神 榊 韓 f f 蝉 門 鑑 承 用 … …… “ ' w 尚 … F ¥ 内 、 Theglassliberboatusedi、or observatlontripsandabamboo antennamast. 鹿児島大学水産学部紀要第14巻(1965) Table1.Methodsofmeasurement 5 。 。 [へUMN 3 O ︵nUMN 3 jf7鱗汁 64−2
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2S6 § 2S7 0.3 0.6 Table2. Expectedmaxlmumtimedi錐rencedueto anerroroflOOmetersinShip,sposition. (inmicrosecond) これにアンテナを展張した.以上の装備の為船体に誘起する砥磁界の影響は殆んど無視しう ることが可能である.方位測定は携帯用ポート。コンパスを川いたがその測定誤差は5度を こえることはない.又距離測定は目測によったが,筆者自身の練度と数回の交又方位による 船位決定法からみて誤差は50m以内である.因みに本測定海面において100mの誤差を有す るとした時のロラン位置の線の誤差はTable2に示した.従って既述の方法によるカタマラ ン艇の船位の精度は本測定に対して充分なものであるということができる.なお蛇足である が本艇の使用により理想的受信態勢ができ,小人数により経済的なる測定が実施可能となっ た.、しるやま釜にあっては通常の磁気コンパスによる交叉方位の船位決定を行なったが充 分な精度をえた. 測定方法及びにロラン測定値の誤差の検出は既報のものと同一である.前回までのロラン, レート2H3,2H4は39.7.1より従jIオが対馬比田勝及び沖細,慶佐次に移転し2S6,2S7と 変ったが,伝播経路の性状を旧レートと比較してもさしたる変化はないと考えられる. 2.2観測海面 本測定ではロラン遜波伝播経路の単純化の為にその経路が殆んど海面でしかも船位の精度 が容易に保てる測点が望ましく,極限すれば地上伝播の影響がない程度の小島というか礁の 如 き も の が 点 在 し て い る よ う な 海 面 が 理 想 的 で あ る . し か し こ の よ う な 条 件 の 充 足 は 困 難 で あるが,少くもShadowSectorl)の生起することのない山岳の存在を考慮すべきである.更 に障害となることの予期される地形の影群を避けるには移動しつつ測定点を増加することが 必要である. これらの観点と共に耐航海性は劣るが機動力に優れるカタマラン艇を使川する為にFig.1 の如く鹿児島県西方,束支那海にある甑列島と宇治群島の近傍海面を本論の測定点に選定し た. 2.2.1海域1V(曾瓦列島附近) 全長約38Kmの烏で全般に200∼600,級の│」│が島を極い岸まで辿っているが,符名Ⅲ標多 く 船 位 決 定 が 容 易 で あ る . し か も 孤 立 岩 が 処 々 に 点 在 す る の で 洋 上 に お け る と 同 じ 条 件 を え やすい.2S6レートは略々基線上にある為極めて精度がよく主局からは近距離で海上伝播す るから安定した信号がえられた.2S7レートも2S6レートと同一であった. 2.2.2海域V(宇治群島附近) 全長約5Kmで地形は200,級の山が海岸に辿っている.その他は一般的に甑島と酷似して いる.2S6,2S7両レートの往復路とも殆んど海上伝播をするので本測定には理想的な位置を 0.6 0.3 田口:ロランーA地表波測定値の検討一ⅡwV
△ 525 鹿児島大学水産学部紀要第14巻(1965) SimokoShiki 40' 129. 40E 50′ '30°E 国︾a 74一理 守 嫉齢 KEY 11
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○ l29o-26fEZ7 a.)2S6rate △ 484 心egq哉 画︽r, Fig.3aLoranobservatlonpointsanditsdeviationsfromthestandardintheadjacent watersKoshikilslands. 1ct. Fig.4aLoranobservationpo1nts anditsdeviationsfromthe standardintheadjacent watersoftheUjilslands. 0 1 2 3 4 5 l U I U U l 31巳12′ N グ イーI 1jl31L 50'N 4. 田 口 : ロ ラ ン ー A 地 表 波 測 定 値 の 検 討 − , 129L 40E l / Fig.3b 31聖12 N r I1 10 50′ 4 aLId. ノ ノ
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oShiki o宝MaSterSt・ of,S1aveSt. 「7rate 5鹿児島大学水産学部紀要第14巻(1965) 6 3.2伝播経路の考察 3.2.12S6の伝播特性 主局から従局への信号は天草並びに長崎県下を通過し,陸上と海上の伝播距離はそれぞれ 50浬と150浬になる.従って従来の結果からは陸上伝播による遅延が推定される. 海域I(甑島) 従局からの信号は1部長崎県下を鋭角的に通過するからこれによるCoastalRefractionも 予想されるが陸上伝播距離は主局,従局間に比し著しく少い、主局からの信号は海上のみを 伝播し近距離にあるので信号強度は大である. 海域V(宇治群島) 主 局 か ら の 信 号 は 海 域 Ⅳ と 同 一 で あ る . 従 局 か ら の も の は 殆 ん ど 海 上 伝 播 で あ っ て そ の 距離は約150浬である. 3.2.22S7の伝播特性 海域1V 主従局の信号はいずれも海上伝播のみである.ただし従局からのものの伝播距離は約300 占めている. 3 . 測 定 結 果 と そ の 考 察 3.1測定結果 海域Ⅳ,Vにおける測定値の誤差量の変化と地形的要因との関係をみるために記入したの
がFig.3a,b’4a,b’である.同図における円はその直径を誤差量に相当するもので表わした.
又島の両端において主従局の方向を示すことにより島の地形と伝播経路の相関関係をしるこ とができる.誤差の度数分布を表わしたのがTable3であり,その平均値及び海域1,11, Ⅲのものも併せて記入したのがTable4,5である. Table3.FrequencyofthedeviationofLorangroundwavetimedifIbrence inthewesternwatersofTKagoshima・ a)2S6rate 23 1 3 1 SectionNo.’Deviation 0 I 2 3 4 5 6 2 3 11 1 2 2 1 11 + 1V 1 0 1 0 *e、g・headinglrepresentsthevaluebetween1.0and1.9microsecond 2 3 3 9 9 7 8 − 1 1 3 7 2 − 2 b)2S7rateⅣV
+ V 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 SectionNo.’Deviation田 口 : ロ ラ ン ー A 地 表 波 測 定 値 の 検 討 ・ 一 Ⅱ 7 浬で,これに主従局の距離300浬を加えると600浬となり,黒潮の流路とその経路の大部分は 平行しているが九州近傍においてはこれを横切っている. 海 域 V 4 伝播状態については海域1Vと同様であるが誤差円の状態からみて地形的相関における差 異はみられない. 3.32S6,2S7の一般的検討 3.3.12S6レート
Table3.4より11j海域における2S6の生起誤差には$値がある程度みられるが,e値の平
均は両者とも酷似して1.8解Sec・前後とみられる.この値は実測数からして鹿児島西方海上
における代表価とすることができる.即ちi)主→従局の弘が陸上を伝播し従局よりは殆
んど海上を通過する.ii)2S7で検討する現象に起因するとみられる.従って$値の生因
はこれら2つの原因により速度の遅延が全面的にあり,更には受信点の状態によると思われ
る. 海域1V全体としての①値頻度数は弘2で17%、この中分布の集中しているeOへ4#sec、をこの海
域における代表値とみなすとe値は1.6#sec、となる.ここにおける①値の出現の中で値の
大きいものは主従局からの信号が陸上を通るか叉はCoastalRefractionを招来することが予
想される点にある. 海 域 V海域Ivと同一現象を呈していてそのe誤差の平均値も同様である.家島西方の①値につ
いては10時間の間隔をおいて3回観測したにも拘らず略々同一値がみられた.このような周
囲との値が著しくはなれた現象は甑島北部においてもみられる.従来の実測例では至近距離
に陸地があって,主従両局からの信号が共にこれを通過する場合に2つの電波速度が遅延し
たことがあったが,しかし両者とも陸上距離は極めて短く2S7ではみられないことから距離
を乗じたことによる速度の遅れではなくて他の原囚であろう.これについての結論は次回の
観測に期したい.地理的にみるとき甑烏にあっては250mの山を,宇治家島は80mの山を越えてくるが,こ
れらによるShadowSectorとしては高度の点からみて不十分で,むしろ海岸線誤差又は特
異なる地質による導冠率の変化によるとするのが妥当と思われる.
SectionNo. I 1V V Table4.2H3(2S6)Loranrate Averagedeviationfromstandardvalueinthesesect1ons Deviation Plus Minus Nil Frequency1%|AveragelFrequency1%|Averagelrrequency1% 8 / 2 0 4 0 3 . 5 1 1 / 2 0 5 5 2 . 0 1 / 2 0 5 7 / 4 2 1 7 1 . 8 3 3 / 4 2 8 3 1 . 0 0 0 5 / 1 7 3 0 0 . 6 1 2 / 1 7 7 0 1 . 8 0 0 DeviationmmIcrosecondFrequencyl%lAveragelFrequencyl%lAveragelFrequency1% 鹿児島大学水産学部紀要第14巻(1965) 8 3.3.22S7レート 海域1V
誤差は予期の如くe値のみをとり海上伝播による性向を明らかに示し,且つその値は3∼
伽sec・に集中している.しかも主従局の、両信号がともに海上伝播のみの甑島南一束岸にお
けるものは殆んどが4∼6jusec・であって,全海域の平均値5.0鯉ec.と等しい.従って主
局からは短距離であるからその影響を無視すると主局→従局→1Vの600浬の海面においても
電波伝播速度が加速されるものと思われる.
しかし北西岸において3jasec・の連続して現われる処の地形は300∼500m高の山岳を有す
る下甑島を通過する伝播経路が最長を示す線上にあるのは興味深いことである.しかも測定
点がこれらの山岳の崖線より5浬内にあることからShadowsector及び山岳の屈折の影響が
あったのではないかと考えられるが,結論は次回の測定後にしたい.
海 域 V1点において異常に大きい11jasec・をえたが,これについては10時間の間隔をおきチェ
ックを行なったが測定値の正しいことが証明された.しかし原因については未だ不明である.
本海域の誤差平均値は海域Ⅳと略々等しい、これによっても海上伝播の特性が充分に判
明した.両海域は約30浬離れているから理論的には時間差誤差に差を生起することが予想さ
れるが,現段階では未だ分明でなくTable5にある2S7レートの1VとVの差0.3Jasec、を
もってこれに当るとするのは次回にしたい.
3.4綜合考察本測定海域における2s7のように誤差が凡てe値をとる原因については既報で指摘した如
くロラン表算出の電波伝播速度より早い速度であることを再確認した.因みにロラン.シス
テムの開設にあたりW.C.Anderson3)は真空中の電波伝播速度を299.776km/secとし,更
に同氏が下層大気中の群遅延を考慮してきめた速度は299.692km/secであった.その後我
国でのロラン局開設にあたりロラン表作成に海上保安庁はC=299.698km/*を用い,現在で
はC=299.708km/Secとしている.又英国のDecca社ではC=299.250km/4)**とし,
Table5.2H4(2S7)Loranrate Averagedeviationfromstandardvalueinthesesections *U、S・HydrographicOfIiceも同一値を用う.**ロランとの周波数差を考慮しなければならない.これはRedLaneの値である.
Deviationinmicrosecond Deviation55600
3SectionNo. Plus Minus Nil
55000
84800
111111︲ⅡrⅡrIⅢⅢⅣV
51444
●●●●●
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1/20 8/28 1/15 0 050000
●●●123
00400
111
2/20 3/28 2/15 0 0 17/20 17/28 12/15 42/42 17/17田口:ロランーA地表波測定値の検討一Ⅱ 9
1964年北海道のDeccaNavigatorChainの予備調査ではC=299.600km/Secを用いた.こ
のように従来発表されていた大気中における電磁波伝播速度は必ずしも完全なものではない.完
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しられている.しかし海水の導電率5)はぴ=(1∼5)×10-11(e,m,u)で表わされるようにか
なり幅をもっている.又本研究の経緯から海水のびは温度にも相関があるように思われる.
2S7レートにおいて主局から約55浬の陸上伝播距離による遅延が考えられる海域Iと海上 伝播のみの海域Ⅳ,Vの誤差は概ね等しい処から,従って55浬に起因する遅延を現段階では 考慮しなくてもよいようである.一方海域1V,Vにおける2S6,2S7レートの誤差には約 3鯉ec・の差があるが,その陸上伝播距離は海域Iのそれと略々等しい、従ってこの差の生 起する原因は陸上伝播ではなくCoastalRefractionと海水の導電率によるものと考えられる.これと似た現象がDeccaSystemにおいてみられることをFeyerも指摘している.
しかし前者は電波の入射角度による訳であって,観測点毎に特異性が見出される筈であるが,本回の観測では全般的に平均した値がえられるのでその関係を特徴づけることは困難で
あった.後者の2S6(主局→従局→測定点,海上約300浬)と2S7(海上約600浬)レートの伝播経路はなる程,南北に連続する海面であるが,その特異点は微弱なる対馬暖流の縁辺部
と強大な黒潮が卓越するということにある.これらのことから両海面の導電率に著しい差があると思惟される6).よって次回には2S7レート基線上の黒島,宝島,沖永良部島において
同時観測を行ない詳細を解明する予定である. 4 . 結 論1)既発表の報文において屡々指摘したロランーA地表波の伝播速度が海上を通過する時
には従来の基準値よりは速度が早められることは九州西岸沖合の孤島近傍海面における測定 で概ね確定的なものと認めることができる.2)主,従局信号が海上のみ伝播する2S7レートをみるとき,主局,宇治群島間は約40'で
あり,主局一従局一宇治群島の約600'に比すとこれの影響を無視できる.従って単純には海
上伝播600浬において時間差は5.0jasec.早くなった.その原因は導電体の変化に基づくと
思われる.従ってロラン表製作の基準となる電磁波伝播速度については再検討を行なうべきである.因に本海域におけるこのロラン時間差の誤差は最大±0.8浬の船位誤差となる.
3)2S6,2S7の誤差比較において平均値の差約3jasec・がある.これは海上伝播距離の比
が1:2であることと共に,海水の導電率が両海域で異なっているのに起因するものとした.
終りに本測定について種々御教示を賜った郵政省電波研究所山川電波観測所長越智文雄氏,
電波研究所錦織第一電波観測課長,同桜沢主任研究官,多大の協力を頂いた本学部教官肥後
伸夫氏及び、しるやま、の乗組員各位,更に資料の整理をされた本学学生松野保文,小森田
弘の諸君に併せて謝意を表する. *ObservationsonchangesofDecometerlndicationsintheGERMANDeccachain:B、W・Feyer (年号不明)10 l ) 2 ) 3 ) 4 ) 5 ) 6 ) 鹿児島大学水産学部紀要第14巻(1965) 文 献 田収(1963):ロラン地表波測定値の検討−1.鹿大水産紀要,12(1),46∼50. 4):ロラン地表波実測値に変動を与える要因−1,地理的要因(1)日本航海学会誌, 田口一夫・園田収(1963):ロラン地表波測定値 田口一夫(1964):ロラン地表波実測値に変動を 32,37-42. PIERcE,J、A、,A、A・McKENzlEandR.H・Woo SeriesVo1.4)121(McGraw-Hil1,N.Y、,U、S、』 海上保安庁灯台部電波標識課(1960):デツカ技1 宇田新太郎(1964):“無線工学−1”新版259(式 DIcKsoN,W、T・(1959):‘‘EngineeringEvaluati Report、1.28(Jansky&Bailey,INC.,U、S、A、) A、A・McKENzlEandR.H・WooDwARD(1948):“Loran,,.(MITRadiationLab、 121(McGraw-Hil1,N.Y、,U、S、A、) 台部電波標識課(1960):デツカ技術資料(2),3. 964):“無線工学−1”新版259(丸善,東京) T・(1959):‘‘EngineeringEvaluationoftheLORAN-CNavigationSystem',Final