GNSS測量や世界測地系を勉強していると、ITRF や WGS84 という言葉が出てきます。
「どちらも座標系らしいけど何が違うの？」
「日本の測量ではどう関係するの？」
今回は、測量士試験でも実務でも重要な ITRFと世界測地系（WGS84）の関係 を整理します。
ITRFとは何か
ITRF（International Terrestrial Reference Frame）は、地球全体で共通に使う国際基準座標系です。
International Earth Rotation and Reference Systems Service などが管理し、GNSS観測などから構築されています。
特徴は、動く地球を含めて定義していること。
ITRFのポイント
・地球中心を原点とする座標系
・プレート運動を考慮している
・時間とともに座標が変化する
・世界の高精度測量の基準
日本列島も毎年数cm動くため、ITRFではその変動も含めて扱います。
世界測地系 WGS84とは
WGS84（World Geodetic System 1984）は、United States Department of Defense が整備したGPS用の座標系です。
カーナビやスマホの位置情報も、基本はこの系統です。
WGS84の特徴
・GPSで使われる基準座標系
・地球中心座標系
・実用的なGNSS測位用
ITRFとWGS84の違い
よく、
ITRF＝測量用
WGS84＝GPS用
と整理されます。
イメージすると
・ITRF → 世界標準の原本
・WGS84 → GPS用に運用される実用版
現在は改良が進み、WGS84はITRFと非常に近く、差はcm級程度ともいわれます。
つまり普通の利用ではほぼ同じに見えても、厳密には別物です。
なぜ日本ではJGDに変換するのか
日本では Geospatial Information Authority of Japan が管理する JGD（日本測地系） を使います。
例：
JGD2000
JGD2011
GNSSでは概念的に
WGS84（またはITRF）
↓
JGD
↓
平面直角座標
という流れで使われます。
なぜWGS84のまま測量しないのか
理由は、日本の基準点や公共測量成果と合わせるためです。
日本では
※基準点成果
※平面直角座標系
※登記・公共測量
がJGDで統一されています。
そのためGNSSで得た座標はJGDに変換して使います。
縮尺係数とも関係する
ここで重要なのが縮尺係数。
平面直角座標は投影座標なので、地球を平面に写す際にひずみが出ます。
そのため日本では中央子午線で
k0 = 0.9999
という縮尺係数を採用し、投影ひずみを抑えています。
これがGNSSで出てくる縮尺係数補正につながります。
標高補正と投影補正
GNSSでは補正が2種類ある点も重要す。
標高補正
標高があると楕円体面より距離がわずかに伸びる。
投影補正
平面直角座標に投影するとひずみがる。
この2つを掛け合わせたものが合成縮尺係数です。
k = kh x kp
まとめ
ITRF
・国際的な基準座標系
・動く地球を扱う
・高精度測量の基準
WGS84
GPS用の世界測地系
ITRFに非常に近い
GNSS測位で使用
日本では
WGS84/ITRF → JGD → 平面直角座標
国内測量ではJGDに変換する
まとめると
ITRFは世界標準の基準座標系、WGS84はGPS用座標系。日本ではそれをJGDに変換し、平面直角座標で実務に使っている。
GNSSや縮尺係数の理解にもつながる重要テーマなので、測量士試験でも押さえておきたいポイントです。
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