GPSと海図：2つのデータム

データム①——水平：位置はどのグリッドの上にあるか

緯度・経度は、それがどの基準系で測られたかを言わなければ意味を持ちません。その枠組みが水平データムです。GPS受信機はWGS84（厳密にはそれに整合した基準系）で位置を計算し、現代の公式海図はすべてWGS84かその同系の基準系で編集されています。しかし世界の海図資産は古いのです。流通している海図の多く——そして古い水路誌、沈船記録、ダイビングガイドの位置のほぼすべて——は、一つの地域のために作られたローカル測地系で測量されました。ヨーロッパと地中海のED50、アメリカ大陸のNAD27、東アジアの東京測地系、英国の陸図のOSGB36です。同じ実在の岩でも、基準系が違えば100〜400メートル異なります。地中海でのWGS84とED50の差、約200 mは有名です。

海図はこれをタイトルブロックで白状しています。「Positions refer to WGS84」を探しましょう。古い図では、適用すべき補正量を示す衛星測位による位置の注記があります（「位置は南へ0.06′移動させること…」）。失敗は静かに起こります。補正していない旧測地系の海図にWGS84のGPS位置をプロットすると、すべてがもっともらしく見えたまま、一貫して間違っています。港口が海図の描く場所から150メートルずれるのです。英国の陸上グリッドでの同じ話は、数式とともにWGS84とOSGB36で扱っています。

データム②——垂直：水深ゼロはどこか

二つめのデータムは位置とは無関係です。海図のすべての水深は海図基準面——選ばれた「水深ゼロ」の水面——から下向きに測られます。国際的な慣行に従う海図（英国と世界の大部分）では、海図基準面は最低天文潮位に置かれます。通常の天文的な配置のもとで潮位が到達しうる、最も低い水面です。米国の海図は平均低低潮面——毎日の低い方の低潮の平均——を使い、ゼロはわずかに高くなります。どちらにしても論理は保守的です。海図の水深2.0 mはそこで出会う最も少ない水深の目安を意味し、その日の潮位（潮汐表の値で、同じ基準面から上に測ったもの）がその上に足されます。実際の水深 ≈ 海図の水深 + 潮位。

高さは基準を反転させます。橋の桁下高や架空線は高い基準面（最高天文潮位または大潮平均高潮面）から測られるので、こちらも最悪値です。さらに測深機も独自のゼロで参加します。設定によって振動子の深さか水面線です。だからこそ、三つのゼロをすべて知らないと測深機・海図・潮汐表は突き合わせられません。潮汐の側の話は潮汐の解説に続きます。

GPSと海図を一致させる

三つの習慣で差は埋まります。航海に使う海図のタイトルブロックを読むこと。測地系、単位（メートルか、古いファゾムとフィート）、位置の補正注記です。たった一段落ですが、海図が「正しく嘘をつく方法」を教えてくれる箇所です。測地系の設定を合わせること。チャートプロッタもハンディ機も、まさにこの理由でWGS84以外の測地系で位置を出力できます。古い図で作業するときは、受信機を海図の測地系に設定するか、印刷された補正量を適用しましょう。一度は現実と照合すること。海図に載っている物標——桟橋の先端やビーコン——の横に船を着け、プロットした位置がそこに落ちるか確かめます。一定のオフセットがあれば、測地系の問題がすぐに分かります。

電子海図はデータム①をほぼ解消します——公式ENCはWGS84です——が、背後にある紙の測量から、すべての水深とその垂直データムを受け継いでいます。中には一世紀前のものもあります。データムの教訓は海の外にも広く当てはまります。二つの地図の間で位置が「動いた」ときは、まず疑うべきはフィックス（測位した位置）ではなく基準系です。これは港口と同じく、ダイビングスポットにも当てはまります。