開成 GPS 観測点の移設に伴う移動量の推定
道家涼介 *1

Estimation of the offset parameter caused by the relocation of Kaisei GPS station
byRyosuke DOKE*1

はじめにのそれぞれの平均を取って、その差をオフセット量とし

神 奈 川 県 温 泉 地 学 研 究 所 で は、 地 震 計、 傾 斜 計、ている（岩下ほか、2009）。10 日分の平均値を取る理GPS、光波測量、地下水位観測などからなる観測網を神由としては、数日程度の短期間の平均値ではデータのノ奈川県西部地域に展開し、同地域の地震・地殻変動の監イズが十分除去できず、あまりに長期間の平均値では定視を行っている。このうち、GPS 観測では、2017 年末常的な地殻変動の影響があるためとしている（岩下ほか、時点で、常設観測点 9 点、臨時観測点 6 点（機動観測2009）。本報告では、この方法を参考に、開成観測点の点を含む）からなる観測網を構築している（道家ほか、移動の前後 10 日間のデータを使用することとした。な2018）。これらのデータは、神奈川県温泉地学研究所にお、岩下ほか（2009）では、オフセットが生じた日にてルーチン的に日々の座標値の決定、結果の可視化がな加えて、念のためその前後 1 日分のデータは除外するされ、地震・火山活動の観測・監視に用いられている（道こととしているが、本報告では、それは適用しなかった。

。
家ほか、2013；Doke et al ., 2018）

その理由として、観測点移設日（2018 年 3 月 1 日）の1.

GPS 常設観測点の内の一つである開成観測点（観測点データは、観測点移設後の観測データしかないことに加

コード：KAIS、図 1）では、2008 年より神奈川県足柄え、30 秒サンプリングで 18 時間以上の十分な観測デ

上郡開成町にある神奈川県足柄上合同庁舎の屋上にて、ータがあり、解析による座標値の決定には問題がないとTOPCON 社製の NET-G3 受信機と CR-4 チョークリング判断したためである。また、移設日の前後 1 日のデーアンテナを用いて観測を行っている。この度、足柄上合同庁舎の建替えに伴い、取り壊し予定の旧庁舎から新たに建設された新庁舎へ、2018 年 3 月 1 日に GPS 観測点の移設が行われた。これによりアンテナが物理的に移動し、移設前後の観測結果にギャップが生じたが、移設前に蓄積されたデータも生かし、地殻変動観測の連続性を維持する観点から、この移設に伴う移動量を推定し、解析結果を補正する必要がある。本稿は、推定した移動量およびその推定方法を資料として提示するものである。
2.

方法

2.1.

基本方針

GPS 観測点の解析結果に生じる人的要因（アンテナ交換など）によるオフセット量の補正方法を紹介したもの
としては、国土地理院の GEONET 観測点による事例が図1ある。国土地理院では、人的要因が生じた前後 10 日分*1 神奈川県温泉地学研究所〒 250-0031

観測点位置図。青丸は温泉地学研究所、黒丸は国土地理院、赤丸は気象庁による観測点を示す。

神奈川県小田原市入生田 586

報告 , 神奈川県温泉地学研究所報告 , 第 50 巻 ,61-64, 2018

－ 61 －表1

移設前後の開成観測点の座標値

タについても、移設に伴う影響はないと考え、使用することとした（ただし、後述する外れ値は除く）
。これは、

表2

移設に伴う観測点の座標変化

2.3.

移動量の推定

可能な限り短期間のデータを用い、定常的な地殻変動の影響を最小限に抑えるためである。したがって、本報告
では、2018 年 2 月 19 ～ 28 日の 10 日間を移設前、3
月 1 ～ 10 日の 10 日間のデータを移設後として、その間に取得されたデータを計算に使用した。なお、岩下ほか（2009）では複数の基線を組んだ上で、各基線でス座標変換により得られた、南北、東西、上下の各日のテップ量を推定しその平均を求めているが、本研究は、座標値（表 1）について、移設前後の各期間で平均値を開成観測点の座標値を対象にステップ量を推定した。

算出した。しかし、GPS 測量では、大気の状態や電離2.2.

圏の影響を十分に補正できていないことなどに起因する座標変換

神奈川県温泉地学研究所では、ベルン大学が開発し外れ値が生じることがある。このような外れ値は、多数た Bernese ソ フ ト ウ ェ ア ver. 5.0（Dach et al ., 2007）のデータから長期間の地殻変動のトレンドを求める際ににより GPS のルーチン解析を行っている（道家ほか、は殆ど影響はないが、今回のような 10 日程度の座標の。この Bernese ソフトウェア
2013；Doke et al ., 2018）

平均値を求める際には、その結果に影響を与えうる。しの解析結果における各観測点の座標値の出力は、地心直たがって、データの中から外れ値を除去する必要がある

交座標系（ITRF 座標系）における XYZ の各座標値と、が、本報告では、座標の平均値± 2 ×標準偏差を超え

地理座標系（WGS-84 座標系）における緯度・経度・楕る値を外れ値とみなし、南北、東西、上下のいずれかで円体高である。一方、Bernese の入力情報となる観測点外れ値と判定された日のデータを除去した。その結果、ファイルには、アンテナの移動量は南北、東西、上下2018 年 2 月 28 日の座標値が外れ値と判断されたため、の距離で入力する必要がある。このため、地心直交座計算から除去した。

標から平面座標系における距離に座標変換を行う必要がある。本報告では、観測点の移動が同一の敷地内という3.

計算結果とルーチン解析システムへの反映

狭い範囲であることから、座標変換は局地座標（もしく計算の結果、開成 GPS 観測点の移動量は表 2 のようは局地水平座標）（例えば、Hofmann-Wellenhof et al .,に見積もられた。この移動量を Bernese ソフトウェア

2001；久保、2010）への変換とし、変換の際の基準点の観測点情報ファイルに入力し、2018 年 3 月 1 日以降は便宜的に 2018 年 2 月 20 日における開成観測点の座のデータを再解析したところ、観測点移設の前後で顕著標値とした。

なステップ状の変化を伴うことのない、連続的な変位の－ 62 －

図２

開成観測点（KAIS）における時系列グラフ。上から順に、温泉地学研究所屋上の観測点（ONKN）を固定とした場合の、北向き、東向き、上向きの距離および基線長の変化を示す。グラフ中の数字は、グラフの縦軸の値が0 の時の距離の値を示す。青丸は精密暦、白抜きの〇は超速報暦による解析結果を示す。表示期間は 2017 年 4
月 2 日～ 2018 年 4 月 1 日。

－ 63 －

データを得ることができた（図 2）。
なお、計算した移動量に基づく観測点情報ファイルの

道家涼介・原田昌武・板寺一洋（2018）神奈川県西部

更新は、2018 年 3 月 28 日に実施し、以降のルーチン地域における 2017（平成 29）年の地殻変動観測解析ではこの移動量が反映された結果を自動的に出力す

結果，神奈川県温泉地学研究所観測だより，68，るようになっている。

38-46．
Doke R, Harada M, Miyaoka K (2018) GNSS Observation

4.

and Monitoring of the Hakone Volcano and theまとめ
本稿では、神奈川県足柄上郡開成町にある神奈川県足2015 Unrest. J Disaster Res 13:526–534. doi:

柄上合同庁舎に設置している GPS 観測点について、移10.20965/jdr.2018.p0526

設に伴う移動量の推定方法および結果を報告した。これ

Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H., Collins J.

により、ステップのない連続的な地殻変動のデータを得(2001) Global Positioning System: theory andることが可能となった。

practice, Springer-Verlag Wien New York（ホフマン - ウェレンホフ B.・リヒテネガー H.・コリンズ
J.，西謝辞2 名の査読者のコメントにより、本稿は改善されました。開成 GPS 観測点の維持・管理については、原田昌

修二郎（訳）（2005）GPS 理論と応用，シュプリンガー・フェアラーク東京）．
岩下知真子・梅沢武氏に依るところが大きく、ここに記して感謝します。

武・川元智司・野神憩・畑中雄樹・

石倉信広（2009）GPS 連続観測システム（GEONET）
解析結果に生じる人為的要因によるオフセットの参考文献

補 正 手 法 に つ い て， 国 土 地 理 院 時 報，118，23-

Dach R., Hugentobler U., Fridez P., Meindl M. (2007)30．

Bernese GPS Software Version 5.0, Astronomical

久保幸弘（2010）WGS-84 などの座標系と変換，“ 杉本Inst. Univ. Bern.

末雄・柴崎亮介（編）GPS ハンドブック ”，朝倉書店，

道家涼介・原田昌武・宮岡一樹・里村幹夫（2013）神奈川県を対象とした Bernese による GPS 統合解析
表示システムの構築，神奈川県温泉地学研究所報告，45，63-70．

－ 64 －414-421．