第 2 回 1992年 11月号

ISSN0389-5254
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表紙:神津島空港
JAPANAIRCRAFTPILOTASSOCIATION
<コラム>
R-NAVの導入に期待・…・……………………・……………………池羽啓次…2
<航空気象>
低層の気象は重要である………………..……………….……………中山章…4
<航空管制>
TRAFFICJAM−福岡空港の現状一……………………木村章…10
<外国資料>
匿名ヒューマンファクターインシデント報告プログラムの解析と動向………15
主翼の着氷一HowMuchは'looMuch−……………………………………21
<航空局>
我が国の機長路線資格制度の変遷と
外国の機長路線資格制度について(1)…………新屋敷早人・有川修豊…27
<寄稿>
飛行場灯火とパイロットの対話………………………………………野間聖明…30
ひと夏の経験…..………………………………………・………………鐘尾みや子…39
ポケットコンピューターによる航法計算②………………………佐野浩樹…45
<医食同源>
手作り健康法のすすめ(22)………………………………キャプテン・マエネ…53
<エッセイ>
気層の底で(14)………….。…………………………………………・宮田豊昭…58
<安全飛行>
将来のエアラインパイロット像..…………………………・………岩瀬健祐…63
晩秋の風一ヨットと空と−…………………………………………村松哲太郎…69
<第14回ATSシンポジウム研究発表>
航空管制と管制用語の研究一Runwaylncursion-…………………………73
<部会・委員会活動>
定期航空部会活動報告…………………・……..……………………定期航空部会…80
ヒューマンファクターを考える………………………………安全技術委員会…81
<協会だより>
コメントカードの制定について……………………・………..………編集委員会…82
会員名簿の作成について……………………………………・……………・…………・82
協会の動き(9月,10月)………・………………………………………………・…・83
年末調整について………………………………………………・……………・………・85
<エアポートシリーズ>
神津島空港の巻………・…………………………………・……………………………・86
P皿皿November1,1992
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ポケットコンピューター による航法計算②
佐野浩樹
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SPACE
Ⅱ2点間の方位と距離を求める
航法ログの作成は,航空図に線を引くこと
から始まります。一般的な航法の教科書には,
囲回国回国『匡
』
回回回国匝
同同同国匡
田回回日歴
回四国,田。E
地球儀を見れば分かるように,赤道や子午
線は大圏であり,巨等圏(緯線)は小圏にな
ります。
球面上の2点を結ぶ最短経路はこの「大圏」
飛行経路の種類として「大圏」および「航程
の上に沿って移動することであり,このよう
線」の説明から始まっているのがスタンダー
な経路を「大圏経路」と言います。
ドだと思います。
大圏経路は,地球儀などの球面上に描くと
ところで,大圏や航程線の理論を理解する
直線になりますが(平面的に直線と言う意味
ことは「地図」の概念を理解するうえでも非
で,実際には曲率があります。丘を超えて伸
常に大切なことですが,実際のフライトでは
びる,まっすぐな道路のようなイメージです)
どうでしょうか。このあたりを少し考えて見
地図のように球面を平面上に投影したものの
たいと思います。
上では,曲線になってしまいます。
1.大圏と小圏
地球のような「球」を包丁などで2つに割
ることができるとしたら,その切り口は必ず
円形になります。この切り口の弧(円周)の
部分を「圏」と呼びます。包丁がちょうど地
球の中心を通るように切ると,圏の大きさが
線経路
最大(切り口の面積が最大)になります。こ
のときの圏を「大圏」と言います。大圏以外
の圏を「小圏」と呼び,大圏の大きさは一つ
ですが,小圏の大きさは無数にあります。
P皿Ayr,n⑨vember1,1992
大圏経路と航程線経路
−45−
程度であれば,大圏=航程線と考えることが
2.大圏経路と航程線経路
でき,これ以上の距離がある場合には大圏航
法をとるのが一般的な方法とされ,大圏や航
程線は計算により求めることができます。
手元にある航法の教科書を開いてみますと,
ランベルト正角円錐図法(通常,ランパート
法と呼ばれています)により作成された地図
ところが「プロッターで引いた直線」は,
において,大圏経路(GREATCIRCLE)とは
「地球上の2点間を結ぶ最短距離であり,子
大型コンピューターで微分方程式を解きなが
午線との交角が変化するため磁気コンパスで
ら計算すれば数式化することも可能ですが,
のコースの保持は難しい」ものであり,航程
ポケコンの計算能力にも限界があり,また,
ここまで追及する必要もありませんので,近
線経路(RHUMBLINE)とは「地球上の2
地点間を結ぶ曲線で,常に子午線と同じ交角
で交わるためコースの保持は容易だが最短距
離ではない」とあります。巨等圏(緯線)など
似式で簡単に済ますのが得策と言えましょう。
このプログラムでは,2点間の大圏経路の
出発角を計算により求めこれを真方位とし,
は,常に子午線と直角に交わっているため,
航程線と考えることができます。子午線に対
して直交しない航程線の上を移動すると,渦
経路中間の偏差を修正して磁方位とすること
巻状に周りながら,最後には極点に到達しま
重要で,出発点の偏差を使うと,ただの大圏
す
。
経路の出発角になってしまいますし,等偏差
にしました。
ここで,「経路中間の偏差」をとることが
線には曲率があるので,出発点と到着点の偏
ところで,パイロットの皆さんが航空図の
ある2点間の真方位と距離を求めようとする
差の平均をとっても中間の偏差にはなりませ
場合,2つの地点にプロッターを当てて直線
を引き,この長さを定規の目盛や子午線のガ
イダンスで計り,経路の中間あたりの子午線
との交角を分度器で測定し,これを真方位と
して利用するのが一般的な方法だと思います。
座標を求めて中間偏差を計算します。
ん。後述する偏差計算により,2点間の中間
これにより,理論上は「プロッターで引い
た直線」に極めて近似し,その誤差は方位角
で0.7以内,距離は0.%%以内に収まること
』
厳密なことを言えば,プロッター
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ノ
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で引いた直線は単なる直線であり,
/
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一
面=平面と考えることができますの
で,この直線も「大圏もしくは航程
一
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一
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この線は大圏でも航程線でもありま
せん。狭い範囲で考えるならば,球
づ
一
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線に近似した線」と考えられます。
ります。2点間の距離が150マイル
−46−
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〆
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一リ
論する場合には,やはり大圏と航程
線の使い分けを明確にする必要があ
出 発点
一
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沖縄と北海道は1200マイル近く離れ
ており,このくらいのスケールで議
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日本のような狭い国土であっても,
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平均偏差と中間偏差
PILOT,November1,1992
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になります。実際のフライトでは,計算上の
誤差よりも,操縦上の諸元の乱れや風に流さ
れる影響のほうがよっぽど大きいのですが。
3.座標系の話
B点
経路
ご存じのように,地球は完全な「球」では
なく,南北(極半径)に比して東西(赤道半
径)が僅かに大きい楕円形をしています。ま
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た,この比率は一定ではなく,地球の自転の
遠心力の影響により,僅かながら赤道半径が
大きくなりつつあります。
地球の大きさは「国際天文学連合(IAU)」
という学会の1976年に行われた総会において
球面三角形の各辺は大圏になる
新たに定義され,これによると
の公式により次の式で求めることができます。
赤道半径:6,378,140m
極半径:6,356,775ni
求める大圏距離をDS(nm),緯度・経度
の単位をそれぞれ(度)とすると,
という「回転楕円体」とされました。
しかしながら,この回転楕円体の上で計算
を行なおうとすると,また大型コンピュータ
DS=Cos-(SinNi・SinN2+
CosNiCosNz・CosD.L)×60
ーのお世話にならぼければなりませんので,
…………式①
ここでは地球=真球として処理しています。
ここで,D.LとはA点の経度とB点の経
国内飛行の場合,地球を真球とした場合に航
度の差(経差)であり,D.L=IE1-E2Iと
法上に現れる誤差は,宝くじで1億円を当て
なります。
る確率よりも少なくなります。
4.大圏経路の計算
また,A点からB点への出発角は球面三角
形の余弦定理により,次の式で表されます。
平面上では,一直線に並ばない3つの点を
結ぶと三角形ができ,各辺の長さや角度の関
求める出発角をR(度),2点間の大圏距離
係はピタゴラスの定理により求めることがで
をDS(nm),緯度.経度の単位をそれぞれ
きます。球面上においても同様に,北極,出
(度)とすると,
発点,到着点の3つの点を結ぶ球面三角形を
作り,各辺や角度の関係を計算式により求め
ます。
R=Cos-'
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^
………式②
出発地(A点)の緯度・経度を〔N,,E,〕,
到着地(B点)の緯度・経度をCNz,Eg]と
すると,この2点間の大圏距離は球面三角形
P皿JOT,November1,1992
ただし,北半球において西方航行の場合
(Sin(E2-E1)<0の場合),求める出発角は
−47−
360.から引いた値になります。
行番号10の"DEFDBL"とは,「変数を倍精
度にする」と言う命令で,三角関数を扱う場
合には,単精度変数のままですと精度不足に
なりますので,この命令で倍精度変数に指定
します。ただし,倍精度変数のままだと計算
速度が遅くなりますので,三角関数を扱う計
算が終了したところで,行番号60の"DE-
FSNG"命令で単精度変数に戻しておきます。
また,コンピューターで取り扱う角度の単
位には「度数法(度)」と「弧度法(ラジアン)」
の2通りがあり,一般的には弧度法が使われ
理論上の偏差
ていますが,ここでは行番号2Oのように
"DECリ命令で単位を度数法に指定します。
弧度法のまま計算をすると,メチャクチャな
答がでてきます。
!0sDEFDBL
20:N1=DEG(Hl/i9目》:Ei=DE
北極点と磁北点にズレがあるために偏差が
生じ,この扱いがなかなか曲者です。
任意の地点の偏差を求めようとする場合,
磁北点の位置が正確に分かっていれば,前述
のように北極点,磁北点,求めようとする点
G(El/100):N2=DEG(N2
の3点で球面三角形を作り,簡単に計算でき
'i00):E2=DEG<E2/100)
るはずですが,磁極点はピンポイントではな
:K=ABS(E2-E1)
麺:ft=ACS(SINN1*SINN2+
く「だいたいこのあたり」であり,また主に
COSNl*COSN2*COSK):
DS=INT(A*ら00+0.5)/10
40:TC=INT(ACS((SINN2SINN1*C0SA)/(SINA*
瞳QSNl))*10+日。5)/10
50:IFSIN(E2-E1X0LETT
c=罫50-TC
60:llEFSNG
前回紹介した位瞳の検索プログラムと連結
地中の鉱物の影響により磁力線が曲げられ,
このため磁針偏差図を見れば分かるように複
雑怪奇な分布を成しています。また,磁北点
は北極点を中心として円を描くように移動し
ており,この他,地殻の変動(鉱脈の移動)
の影響もあって,偏差は常に変化しています。
日本周辺では,1年に約0.1.西偏すると言
われています。
磁針偏差図を見ると,日本周辺の等偏差線
すると,極座標で入力しなくても,地点名ま
は,概ね東経136。付近を底とする2次曲線に
たはジオレフでの入力が可能になります。
近似しています。これをさらに解析すると,
5.偏差の計算
マグネティック・コンパスで針路を保持す
北純25。から45.,東経125。から150の範
囲においては,次の3次多項式で近似するこ
とがきます。
るためには,真方位に偏差(VARIATION)
を修正して磁方位(MAGNE1,ICCOURSE)
を求めなければなりません。
−48−
求めようとする地点の偏差を6,緯度をN,
経度をE,座標原点を北緯34,東経136.と
PIIm,November1,1992
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調べ
〆が
熱
日本周辺の磁針偏差
すると
5=a+b4N+c4E+d4N*+e4N'4E+f4E*
+g4N+MN*.4E+i4N'4E*+j4E'
但し,^N=N-34,4E=E-136(単位は
それぞれ「分」),a,b,c,∼jは定数です。
ところが,近似式には複雑な数値計算が簡
単に処理できると言う利点がある反面,基準
座標原点の近くでは正確な解を得られますが,
これから離れるにつれ誤差が大きくなる,と
言った欠点もあります。
そこで今回のプログラムでは,偏差計算を
近似式で処理することはヤメにして,航空図
1
園
2850:V=INT(V*10+9.5)/10
:V$=STR$V
286雛IFV=INTVLETV$=V
$+り.8リ
2870:V$=V$+CHR$223+"^:
RETURN
2880:RESTORE2890:FOR1=
ITOY:REAB舶錘NEXT
:M=VALmidホ(AA$j(
X-l)*p+l,p*2):j=lNT
(r1/(10'^P)):K=M-J*(
lO-^P):RETURN
2890:DATA菖了ヨ7罫8菖8383838
菖露7ヨ7ヨ6ヨ4ヨ率139282
725242321
2900:DATA40404141414141
414日4唾9蚕7雪635率313
528272624
冬へ一、-へ-へ一_〆へ
から緯度・経度1度毎の偏差をプロットし’
このデータを文字変数に読み込ませる方法を
ですが,3時間もあればできる作業です。
採りました。この方法ですと,プロッティン
グさえ正確に行えば,誤差ゼロの(航空図の
今回は,北緯25.から47.,東経126.から
磁針偏差どおりの)解を得ることができます。
146。の範囲の合計483個所の偏差をプロット
航空図からのプロッティングが多少面倒臭い
し,データ文としてポケコン内部に記憶させ
PnOmNovember1,1992
−49−
ー
ています。上記の範囲ですと,宮古島以西の
算式に代入します。
南西諸島がプロット範囲外になりますが,磁
針偏差データが入手できなかったので,今回
は見送ることにしました。
実測データは1.毎のプロッティングです
求める位圃の緯度・経度をCN,EL基準
座標の緯度・経度を,CNo,Eo],真方位をR
(度),距離をDS(nm)とすると
ので,例えば,北緯35度45分32秒のような場
合には,北緯35度と36度のデータから比例配
N=Sin-i(CosR・SinCDS/60]CosNo
分して目的の偏差を計算します。
+SinNo・CosCDS/60])
……式③
実測データ範囲外の偏差については,近似
式で計算させました。この場合,実測値と近
似値の区別を明確にするため,近似式で計算
E=-Cos-
'
C
o
s
t
讐
鴨
器
S
i
n
l
^)
した偏差の場合には「*6.9W」のように,頭
……式④
に*印を付け,これが表示された場合には,
「磁方位に誤差があるかもしれない…。」と
疑います。
ご存じのように,60マイルの距離で方位角
にして1。のズレが生じ・ると,その先端部分
では約1マイル,極座標では約1分の誤差が
偏差計算のルーチンは他のプログラムでも
生じます。したがって,上記の計算式にあて
良く使うので,サブルーチン化しておいたほ
はめる場合,磁方位から真方位を求める,つ
うが良いでしょう。また,今回は目的のデー
まり,偏差計算の精度がこのプログラムの精
タを文字変数の中からREAD文でサーチさ
度に影響してきます。
せる方法にしましたが,この他に,配列変数
麺:DEFDBL
に読み込ませる方法もあります。こちらのほ
20:X=RA−VAR:N=DEG(Nノ100
うが計算速度が若干早くなりますが,メモリ
ーを喰うのであまりオススメではありません。
Ⅲβ−8法による位置の計算
基準原点からの方位角(一般的には磁方位)
と距離により位匿を確定する方法をβ−0法と
呼び,VOR/DMEVTACANによる位置
の測位がこれにあたります。前述の経路を求
める計算式では,出発点および到着点の緯度
・経度を入力して方位角と距離を計算しまし
):E=DEG(E/100)
冒匪IFX<180LETE=-E
4圏咽=DS/ら目:角=ASN(COSX*
SIND*COSN+SINN*EnS
D)
50:B=-ACS((COSD-SINN*
SINA)/(COSN*COSA》>
+E:N=INT((DMSA*100)
*100)/100:E=INT(ABS
(DMSB*100)*100)/i00
ら駅DEFSNG
たが,、この計算式を次のように変形すれば,
基準点の緯度・経度,方位角および距離を入
前述の大圏経路の計算と,このp-〃の計
力し,これで表される位置の極座標を計算す
算では,計算式の原式は同じですが,偏差の
とり方に違いがあるので,大圏経路計算で求
ることができます。
ただし,方位角が磁方位のままでは計算式
にあてはめられませんので,磁方位から基準
めた解を'−8で元に戻すと若干のズレが生じ
ることがあります。
原点の偏差を修正し,真方位を求めてから計
’
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PILOT,November1,1992
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二二1上n口二n塁DoTIp型、唖nUnU一一M脚二八向ノロ陀信︺ⅡUnUQDD■滴り4上、ノ貢﹄MH岡川pU
M、うと︾Mnに︺二フ﹄つふnU一歩h−F時Fしフ﹄士早戸口盾’八H心小一■cpuQ“言己つふ・八両血Mn川轡■T上4口上
MnMH二NnouR−巨割ローn﹄、伊ロロ戸口ロ︺﹃こ・・便U。。n唖、ノニヮーヘム・ロにリロハハョー*、ノTI*R三
oo8n..日U二・・・、/Up︲・筒+︿H八H肖一く・bSS2二N51+︾門郡師
図に記入して,現在位置を作図により求める
方法で,一般にクロスベアリング法または6−6
法と呼ばれています。
現在では,国内の航行援助施設やレーダー
網も整備されており,非常に正確な位置の測
位が瞬時にできるようになりました。今では
・航行援助施設を利用しての位置の測位は,前
述した'−6法が主流になりつつあります。
クロスベアリングによる位置の測位が重要な
十数年前の,まだNDB全盛期の時代には
により位置を測位する機会は,あまりなくな
ってきたように思われます。
うに,SIDでの変針点や進入フィックスな
しかしながら,航空路誌を見ると分かるよ
をとっていることが多くあり,地上での準備
どは,2つの無線標識のラディァルの交差点
段階では,結構使えるプログラムです。
6.方程式を解く
次方程式をたて,これを解けばクロスベアリ
ングによる位置の計算ができます。
ところが,人間のアタマでこの計算を解く
が必要になるのです。このあたりが「プログ
ターにやらせようとすると,数学者のアタマ
■■
場合には,高校生のアタマ(最近は中学生の
■■
前述した計算式(①,③,④)から連立2
■■■■■■
手段でしたが,現在では,飛行中にこの方法
−51−
PILOT,November1,1992
。。MHロローヒーリロ。p凹匡﹄R︾N叩**・QnUqD雲*内向、唖︽UⅡU皿UR−匡﹄R百J●、一働口*Mn/
2つ以上の位置の分かっている岬や灯台の方
えてくれました。
しかし,世の中には非常にアタマの良い人
匡lノグ勺.↑4上一︲U一MごgDMm﹁ムノk肌別ご︺T上二Don域Nnr限山川〃k一nUp型匡島ⅧU︹○勺▲洞型二F匡兜ノ︹ご〆、n口ⅡU
位を測定し,この「位置の線(LOP)」を海
も方程式を解くことができるような技法を老
が現在のコンピューターなのです。
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クロスベアリング法(クロス方位法)とは,
がいるもので,私のような小学生のアタマて
まだまだ人間のアタマの助けを必要とするの
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もとは航海の世界で使われる航法技法です。
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Ⅳクロスベアリング法
計算を瞬時にやってのける能力がある反面,
ラムの世界」のおもしろいところで,複雑な
数式処理技法には,処理するデー
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タの性質によりいくつかの方法があ
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りますが,一般的に良く知られてい
る方法として「最小二乗法」という
ものがあります。
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最小二乗法について説明すると,
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軽く10ページを超えてしまいますの
で,今回は割愛しますが,複数個の
データからその近似式の定数を求め
たり,今回のように連立方程式を解
く場合などに,よく使われます。
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クロスベアリングによる表示例
2つの真方位が同方位または反方位で,一
点で交差しない場合(球面上の話なので,い
ずれは極点で交差しますが,これはエラーと
電池がなくなるまで計算を続ける)ような事
します。)や,一点で交わらずに重なってし
態になることがありますので,エラー対策に
まうような入力ミスには注意します。
は十分注意したほうが良いでしょう。
最小二乗法による求根は比較演算なので,
上記のような入力をすると,まれにCPUが
次回は,航法計算盤の機能(偏流修正角,
暴走したり,エラーになったり,もしくはプ
求風計算,速度換算等)について紹介します。
ログラムが終了しない(解を得られないため,
画一 一霜
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■ロロロロロロロ
9:::ロロロロ。ロ。ロコ画田画
−52−
PILOT,November1,1992