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はじめに
GNSS測量では、人工衛星からの信号を利用して、地球上の位置を高い精度で求めることができます。
しかし、GNSS受信機で得られた座標値を、そのまま公共測量や登記測量の成果として利用できるとは限りません。
その理由の一つが、日本列島の地殻変動です。
日本列島は複数のプレートが接する地域に位置しており、地面は現在も少しずつ動いています。
そのため、過去に定められた基準点の座標値と、現在GNSSで観測した座標値との間には、時間の経過に伴う差が生じることがあります。
この時間的な差を補正する仕組みが、セミ・ダイナミック補正です。
さらに、2025年4月1日には、全国の標高成果が改定され、「測地成果2024」の運用が始まりました。
これに伴い、新しいジオイド・モデル「ジオイド2024日本とその周辺（JPGEO2024）」も導入されています。
これらは相互に関係していますが、それぞれ目的が異なります。
本記事では、GNSS測量を行う土地家屋調査士の立場から、元期と今期、セミ・ダイナミック補正、標高改定、ジオイド・モデルの関係について整理します。
1．元期と今期とは何か
GNSS測量を理解するうえで、最初に知っておきたいのが「元期」と「今期」という考え方です。
元期（げんき）とは
元期とは、測量成果の座標値や標高を定める際に基準とした時点のことです。
基準点成果は、特定の基準日時における位置を表すものとして管理されています。
現在の日本では、地域や成果の種類によって元期が異なります。
例えば、静岡県の場合、基本的には次のようになります。
- 水平位置（XY座標）の元期：1997年1月1日
- 標高の元期：2024年6月1日
水平位置については、東日本大震災の影響を受けた地域などで異なる元期が設定されています。
また、標高については、2025年4月の標高成果改定により、全国一律で2024年6月1日が元期となりました。
つまり、同じ基準点成果であっても、水平位置と標高では基準となる時点が異なることになります。
今期（こんき）とは
今期とは、実際にGNSS観測を行った時点のことです。
例えば、2026年にGNSS観測を行った場合、その観測時点が今期となります。
静岡県で考えると、水平位置の元期である1997年から約29年が経過しています。
この間、日本列島は地殻変動によって少しずつ移動しています。
したがって、2026年にGNSSで観測した位置と、1997年を基準とする座標値が完全に一致するとは限りません。
2．なぜ元期と今期を区別する必要があるのか
地面は固定されているように見えますが、実際には地殻変動によって移動しています。
例えば、ある地点が年間2mm移動していると仮定すると、10年間で約20mm、30年間では約60mm移動する計算になります。
もちろん、実際の移動量や方向は地域によって異なります。
地震によって短期間に大きな変動が生じる場合もあります。
GNSS測量では、観測時点における位置を求めます。
一方、既存の基準点成果は、原則として定められた元期に対応する位置を表しています。
そのため、両者をそのまま比較すると、観測誤差ではなく、地殻変動による差が含まれてしまいます。
ここで重要なのは、GNSS観測の精度が良いことと、既存の基準点成果に整合していることは、必ずしも同じではないという点です。
例えば、GNSSによる基線解析が良好で、点間距離や相対位置が高い精度で求められていても、元期と今期の違いによって、座標全体が既存成果からずれている可能性があります。
このような差を適切に取り扱うために、セミ・ダイナミック補正が必要となります。
3．セミ・ダイナミック補正とは
セミ・ダイナミック補正とは、地殻変動によって生じた元期と今期の位置の差を、補正パラメータを利用して取り扱う仕組みです。
国土地理院では、地殻変動の状況を基に、セミ・ダイナミック補正に必要な補正パラメータを提供しています。
この補正パラメータを利用することで、異なる時点の座標値を、共通の基準時点に対応する座標値へ変換できます。
セミ・ダイナミック補正の基本的な流れ
GNSSによる基準点測量では、概ね次の手順で処理します。
① GNSSの基線解析を行う
複数のGNSS受信機で観測したデータから、基線ベクトルを求めます。
基線ベクトルは、観測点間の相対的な位置関係を表します。
② 既知点の元期座標を今期座標に変換する
既知点の公式成果は元期に対応しています。
そのため、セミ・ダイナミック補正パラメータを利用して、既知点の元期座標を観測時点に対応する今期座標へ変換します。
③ 今期座標を用いて網平均計算を行う
今期に変換した既知点座標と、GNSS観測によって得られた基線ベクトルを利用して網平均計算を行います。
これにより、新点の今期座標が求められます。
④ 新点の今期座標を元期座標へ戻す
最後に、新点の今期座標をセミ・ダイナミック補正によって元期座標に変換します。
こうして、既存の基準点成果と整合する新点の座標値を得ます。
なお、実際の処理方法は使用する解析ソフトや測量方式によって異なります。基準点測量では、適用する作業規程や計算手順に従って処理する必要があります。
なぜ最後に元期へ戻すのか
GNSSで求められた今期座標は、観測時点における位置を表しています。
しかし、既存の基準点成果は元期に基づいて管理されています。
もし今期座標をそのまま成果として採用すると、既存の基準点成果や地積測量図などとの整合性が取れなくなる可能性があります。
そのため、現在の位置を観測したうえで、公式成果と同じ基準時点にそろえる必要があります。
セミ・ダイナミック補正は、GNSS観測の誤差を小さくするための補正ではなく、観測時点と成果の基準時点を整合させるための補正です。
この違いは重要です。
4．測地成果2024とは何か
2025年4月1日から、全国の標高成果が改定され、測地成果2024の運用が始まりました。
今回の改定で特に重要なのは、標高成果の算出方法が大きく変わったことです。
従来の標高成果は、日本水準原点から全国に展開された水準測量を基礎としていました。
しかし、長距離にわたる水準測量には多大な時間と労力が必要であり、地殻変動による影響も蓄積していきます。
そこで、新しい標高成果では、全国の電子基準点を活用したGNSS測量と、新しいジオイド・モデルを組み合わせる方式が導入されました。
これにより、全国の標高成果を、より統一的な基準で整備できるようになりました。
水平位置まで全面的に変わったわけではない
ここで注意したいのは、測地成果2024への移行によって、全国の水平位置の元期まで2024年に統一されたわけではないことです。
静岡県を例にすると、水平位置の元期は基本的に1997年1月1日のままです。
一方、標高の元期は2024年6月1日となりました。
つまり、測地成果2024への移行は、主として標高成果の改定であり、水平位置の元期を全国一律に変更するものではありません。
5．楕円体高・標高・ジオイド高の違い
GNSS測量における高さを理解するためには、次の三つを区別する必要があります。
楕円体高（h）
楕円体高とは、地球の形を近似した基準楕円体から、観測点までの高さです。
GNSS測量で直接求められる高さは、基本的にこの楕円体高です。
標高（H）
標高とは、平均海面を基準とする高さです。
日本の測量で一般に使用する標高は、東京湾平均海面を基準とする高さ体系に基づいています。
土地の造成計画、道路の高さ、建物の計画地盤高などで使用するのは、通常こちらの標高です。
ジオイド高（N）
ジオイド高とは、基準楕円体とジオイド面との高さの差です。
ジオイドは、地球の重力場を考慮した、平均海面に対応する基準面です。
三つの関係は、次の式で表されます。
標高 H ＝ 楕円体高 h − ジオイド高 N
例えば、GNSS観測によって求めた楕円体高が50.000m、ジオイド高が40.000mであれば、標高は10.000mとなります。
GNSS受信機が高い精度で楕円体高を求めても、適切なジオイド・モデルを使用しなければ、正しい標高を得ることはできません。
6．ジオイド2011からジオイド2024への変更
測地成果2024への移行に伴い、新しいジオイド・モデル「ジオイド2024日本とその周辺（JPGEO2024）」が導入されました。
従来は「日本のジオイド2011」が利用されていました。
新しいジオイド2024は、航空重力測量などの重力データを活用し、全国のジオイド高をより統一的に求めるために整備されたものです。
ジオイド2024と測地成果2024は別のもの
名称が似ていますが、両者は同じものではありません。
ジオイド2024
GNSS測量で求めた楕円体高から標高を計算する際に使用するジオイド・モデルです。
測地成果2024
2025年4月1日から運用されている、改定後の公式測量成果です。
つまり、ジオイド2024は標高を計算するためのモデルであり、測地成果2024は公式に定められた測量成果です。
ジオイド・モデルを変更するだけでは十分ではない
ここは実務上、特に注意が必要です。
従来の測地成果2011に基づく標高と、新しい測地成果2024に基づく標高を比較する場合、単にジオイド・モデルだけを変更すればよいとは限りません。
測地成果2024への移行には、標高成果そのものの改定が含まれているためです。
したがって、古い標高成果を新しい標高成果に対応させる場合には、国土地理院が提供する標高補正の仕組みなど、適切な方法を使用する必要があります。
ジオイド2024を使用することと、測地成果2024に対応した標高成果を得ることは、区別して考える必要があります。
7．水平位置と標高では元期が異なる
静岡県で2026年にGNSS測量を行う場合を考えてみます。
| 項目 | 水平位置（XY） | 標高（H） |
|---|---|---|
| 元期 | 1997年1月1日 | 2024年6月1日 |
| 今期 | 2026年の観測時点 | 2026年の観測時点 |
| 元期と今期の差 | 約29年 | 約2年 |
| 主な注意点 | 地殻変動による水平位置の差 | 標高成果改定と高さ方向の地殻変動 |
このように、水平位置と標高では、元期からの経過期間が大きく異なります。
GNSS測量では三次元の位置を求めますが、成果として整理する際には、水平位置と標高のそれぞれの基準を正しく理解する必要があります。
また、標高の元期が新しくなったからといって、水平位置の元期も同時に変更されたと考えてはいけません。
8．土地家屋調査士の実務で注意したいこと
土地家屋調査士がGNSS測量を行う場合、特に次の点に注意する必要があります。
① セミ・ダイナミック補正の適用を確認する
電子基準点などを既知点としてGNSS測量を行う場合には、観測時点に対応する適切な補正パラメータを使用することが重要です。
また、解析ソフト側で補正が行われているのか、別途補正する必要があるのかを確認し、二重補正を避ける必要があります。
② 古い標高成果と新しい標高成果を混在させない
測地成果2011に基づく標高と、測地成果2024に基づく標高を、そのまま同じ基準の値として扱うことはできません。
特に、既設の街区基準点や過去の測量成果を使用する場合には、成果の基準を確認する必要があります。
③ ジオイド・モデルの設定を確認する
GNSS測量で標高を求める場合には、使用しているジオイド・モデルが適切であることを確認します。
古いジオイド2011の設定のまま新しい標高成果と比較すると、ジオイド・モデルの違いによる差が含まれる可能性があります。
④ 新旧の標高成果を同じ工事内で混用しない
造成工事や道路工事などで、過去の図面に記載された標高と、新たにGNSS測量で求めた標高を併用する場合には注意が必要です。
例えば、既設道路の標高を古い成果から引用し、新しい測地成果2024による標高と直接比較すると、意図しない高さの差が生じる可能性があります。
工事に使用する高さの基準は、できる限り統一する必要があります。
⑤ 古い電子基準点のアンテナ情報にも注意する
GNSS基線解析では、アンテナの位相特性を補正するためのアンテナ位相特性モデルが使用されます。
古い観測データを再解析する場合や、異なる機種のGNSS受信機を組み合わせる場合には、使用するアンテナモデルやPCV補正の設定を確認することも重要です。
なお、アンテナ位相特性補正は、セミ・ダイナミック補正とは別の処理です。
9．RTK測位ではどう考えればよいのか
RTK測位でも、元期と今期の違いは重要です。
RTKでは、固定局から送信される補正情報を利用して、移動局の位置を求めます。
このとき、得られる座標値は、固定局に設定された座標値や補正情報の基準に影響されます。
例えば、既知の基準点に自分で固定局を設置し、その公式成果を固定局座標として設定した場合、得られる移動局の座標値は、その固定局成果に整合したものになります。
一方、民間等電子基準点を利用する場合には、その固定局がどのような座標値を使用しているのか、どの基準時点に対応した補正情報を提供しているのかを確認する必要があります。
RTKでFIX解が得られたからといって、元期と今期の問題が自動的に解決されるわけではありません。
FIXは、主としてGNSSの搬送波位相観測における整数値バイアスが決定された状態を示すものであり、座標の基準時点や絶対的な正確さまで保証するものではないためです。
また、RTKで得られた楕円体高を標高に変換する場合には、適切なジオイド・モデルの使用が必要です。
10．まとめ
GNSS測量では、単に座標値が求められればよいというものではありません。
その座標値が、いつの時点を基準としたものなのか、どの測地成果に対応しているのかを理解する必要があります。
今回の内容を整理すると、次のようになります。
- 元期：公式測量成果の基準となる時点
- 今期：実際にGNSS観測を行った時点
- セミ・ダイナミック補正：地殻変動による元期と今期の位置の差を補正する仕組み
- 測地成果2024：2025年4月1日から運用された、標高成果の改定を中心とする公式測量成果
- ジオイド2024：GNSS測量による楕円体高から標高を求めるための新しいジオイド・モデル
特に重要なのは、セミ・ダイナミック補正と標高改定、ジオイド・モデルの変更を混同しないことです。
GNSS測量は、非常に高い精度で位置を求められる優れた技術ですが、観測精度だけでなく、成果の基準を正しく取り扱うことが欠かせません。
土地家屋調査士の測量では、既存の基準点成果や過去の地積測量図との整合性も重要になります。
精度の高い観測を行うことと、正しい座標系・基準時点に基づいた成果を作成すること。その両方がそろって、信頼できるGNSS測量になると考えています。
参考資料
- 国土地理院「セミ・ダイナミック補正」
- 国土地理院「測地成果2024」
- 国土地理院「ジオイド2024日本とその周辺」
- 国土地理院「測量計算サイト」
- 国土地理院「作業規程の準則」
※実際の測量成果の作成にあたっては、国土地理院の最新の補正パラメータ、成果改定情報、作業規程等を確認してください。