8.電波標識の種類

 電波標識には次のようなものがあります。
 航路標識に電波を使い始めた頃は、電波がまっすぐに進み、それを受けるアンテナの形によって、 電波が進んできた方向がわかる原理を利用したものから始まりました。 これを方向探知機と呼んでおり、いまではこの方法の進歩したものとして、 中波無線標識(中距離、近距離用)やマイクロ波無線標識(近距離用)などがこの仲間にあります。
 その後、前にもお話したように、電波が飛んでくる時間をはかる技術が発達し、 電波が船までとどく時間から位置がわかる電波標識が使われるようになりました。 この仲間には、ロランC(遠距離用)、ディフアレンシャルGPS (中距離、近距離用)などがあります。
 では、どうして「方向」や「位置」がわかるのでしょうか。

☆ 中波無線標識(中波を使つた電波標識)

image いま、Aという電波の灯台から電波を出すと、電波はまっすぐに飛んで行くので、 船では方向探知機ではかると、その電波がどの方向から飛んできたかがわかります。
 これを海図に入れると、図のようにAの線ができます。船は、 この線上のどこかに居ることになります。
 さらに、となりにあるもう一つの電波の灯台Bから出している電波を同じようにしてはかると Bの線がわかり、船はこのA、B二つの線の交わったところに居ることがわかります。

☆ マイクロ波無線標識
(船のレーダーと同じ電波を使っている電波標識)

image電波の灯台から出している電波を船のレーダーで受けると、 船のレーダーの画面上に、 船と送信局とを結ぶ線や点々が現われるようにしたものに、 レーマークビーコンやレーダービーコンがあります。
最近では、灯浮標の上に乗せて電波を出すものもあり、 船から大変便利と喜ばれています。
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☆ ロランC
(二つ以上の電波が、船までとどく時間を利用する電波標識)

電波を使って自分の船の位置を知る方法には、衛星系と地上系がありロランCは地上系のもので、広い有効範囲の中で船の位置を高い精度で次のように知ることができます。
いま、A、B二つの電波の灯台から電波を同時に出すと、電波は同じ速さで伝 わっていくので、海の上のaというところでは、Aからの方がBからの方より距離が遠いので、その分だけ時間が長くかかります。(図1)
 同じように、b及びcというところでも、Aからの電波は、Bからの電波よりも時間が長くかかります。このとき、それぞれのかかった時間の差が同じであるような点a、b、c ‥をつないでいくと、 図1のような曲線となります。これを双曲線といいます。
 つぎに、AとCの電波の灯台から電波を出す場合のことを考えると、前とまったく同じようにa'.b'.c'、 のような双曲線を作ることができます。(図2)

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図1
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図2
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図3

 このように、船で電波を受けていれば、船はこの双曲線の上のどこかにいることになります。
 もし、AとB、AとCのニ組の電波を同時に受けることができれば、図1の双曲線と図2の双曲線が同時に わかり、この双曲線の交わったところが船の居るところ(位置)ということになります。(図3)
 このようなしくみで位置をはかるものにロランCがあります。

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 ロランCは、日本に4つの送信局(新島:東京都、慶佐次:沖縄県、南鳥島:東京都、十勝太:北海道) があり日本の近海をカバーしています。また、ロランCの有効エリアを広げて利用を高めるため、日本、韓国などでおたがいに協力しています。

☆ 衛星航法システム

 陸から遠く離れた大洋では、昔から星を目印にして自分の位置を知る天文航法が長い間利用されてきま したが、現在では人工衛星から発射される電波により自分の位置の測定ができます。
これが衛星航法システムと呼ばれるもので、カーナビで使われているGPS(ジーピーエス)が有名です。
 このシステムは、いくつかのGPS衛星から発射される電波を利用して、受信機と各GPS衛星の間の距離 を測定して、その交点から自分の位置を計算します。
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☆ ディファレンシャルGPS
[船のカーナビゲーション]

 GPSを使つた測位では、使用している電波の性質等から、常に100m程度の測位誤差があります。 この誤差を小さくする方法として、ディファレンシャルGPS(DGPS)があります。
 この方式は、あらかじめ位置が正確にわかっている場所(基準点)でGPS測位を行い、 基準点に対する測位結果ずれ(誤差)を計算します。その誤差分を中波無線標識局の電波により放送し、 利用者が受信することによりGPSの測位誤差を10m以下にすることができます。
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我が国におけるDGPS

現在DGPSは国際的な技術基準により、世界中の国々で運用されています。
海上保安庁では、船舶航行の安全を確保するためにDGPSの整備を行い、現在27局のDGPS送信局により、平成11年4月1日15:00から日本周辺の沿岸海域の全てをカバー出来るようになりました。