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일본경위도원점

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목차

1. 개요

일본경위도원점은 일본 측량법에 따라 정의된, 도쿄도 미나토구에 위치한 경위도 원점이다. 법적으로는 금속표의 십자교점으로 정의되며, 경도, 위도, 원점방위각 등의 기준 수치를 갖는다. 2001년 세계측지계 도입과 2011년 동일본 대지진의 영향으로 수치가 재정의되었다. 1892년 육지측량부가 도쿄 천문대 자오환 중심을 원점으로 정한 것이 시초이며, 여러 차례의 측량 기준 변경을 거쳐 현재에 이르고 있다.

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일본경위도원점

2. 정의

일본 경위도 원점은 1892년(메이지 25년) 참모본부 육지측량부에 의해 결정되었다. 당시 이 장소에는 제국대학 부속 도쿄 천문대(현재 국립천문대의 전신)가 있었고, 그곳의 자오환(천체가 자오선을 통과할 때의 고도각을 측정하는 망원경)[4]의 중심이 원점으로 정해졌다. 1923년(다이쇼 12년) 간토 대지진으로 도쿄 천문대의 자오환은 붕괴되었고, 그 자리에 일본 경위도 원점을 나타내는 금속 표지가 설치되었다.

일본 경위도 원점의 경위도 수치는 일본 측지계의 기준으로 약 100년간 사용되었다(단, 경도는 1918년에 1도 수정됨). 2002년 세계 측지계가 도입되면서 일본 경위도 원점의 경위도는 지구 중심을 원점으로 하는 수치로 변경되었다. 현재 수치는 2011년 동일본 대지진 이후 개정된 것이다.

측량법에는 “측량의 원점은 일본 경위도 원점 및 일본 수준 원점으로 한다”(제11조)고 규정되어 있다. 측량법 시행령에는 일본 경위도 원점의 경위도 및 원점 방위각의 수치가 규정되어 있으며, 국토교통성의 고시에 의해 “지심 직교 좌표계에 있어서의 일본 경위도 원점의 좌표값”이 정의되어 있다.

천문측량으로 구하는 경위도(천문경위도)와 준거타원체를 기준으로 하는 회전타원체 위의 위치를 나타내는 경위도(지리경위도)는 수직을 어떻게 파악하는지에 따라 차이가 있다(경위도 참조). 천문경위도는 지오이드면에 대한 법선(연직)을 이용하고, 지리경위도는 준거타원체에 대한 법선을 이용한다. 이 둘의 차이를 나타내는 각도를 연직선 편차라고 한다.

일본측지계에서 일본경위도원점은 천문측량으로 구해진 경위도를 이용하며, 연직선 편차는 없는 것으로 정의되어 있다. 하지만 실제로는 깊은 일본 해구가 동쪽에 있는 도쿄 부근에서는 지오이드의 경사가 비교적 크기 때문에 비교적 큰 연직선 편차가 있다.

2. 1. 측량법에 따른 경위도

일본 측량법 시행령 제2조 제2항 제1호에 따라 "도쿄도 미나토구 아자부다이 2초메 18번 1지내에 있는 일본 경위도 원점금속표의 십자교점"을 법적 경위도원점으로 두고 있다.[30] 기준 수치는 다음과 같다.[30]

  • 경도: 동경 139도 44분 28초 2889
  • 위도: 북위 35도 39분 29초 1572
  • 원점방위각: 32도 20분 46초 209 (원점에서 정북쪽을 기준으로 우회전하여 이바라키현 쓰쿠바시 기타코 1번지내 쓰쿠바 초장기선 전파간섭계 관측점 금속표의 십자 교점의 방위각)


위 수치는 2001년 측량법 개정 당시 세계 지구 좌표 시스템(WGS)에 따라 최신 우주 측지 기술을 사용해 측량한 값을 2011년 3월 11일 발생한 도호쿠 지방 태평양 해역 지진의 영향으로 지각변동이 생겨 이동한 값으로 다시 정의한 것이다.[31]

원점방위각 혹은 원방위는 진북이 어느 방향인지에 대한 정의로, 일본경위도원점과 국토지리원 부지 내에 있는 '쓰쿠바 초장기선 전파간섭계 관측점 금속표'의 십자교점과의 방위관계로 정해졌다. 이는 일본 측량법 제2조 제1항 제2호에도 명시되었다.[32]

2. 2. 지심좌표계에 따른 정의

ECEF 좌표계(지심 좌표계)로 나타낸 일본경위도원점의 값은 2011년 동일본 대지진의 영향으로 발생한 지각 변동 때문에 2011년 10월 21일 재측정되었다.[33] 일본 국토지리원은 일본경위도원점의 지심직교좌표계를 아래와 같이 정의하고 있다.[8]

  • X축: -3 959 340.203 m
  • Y축: 3 352 854.274 m
  • Z축: 3 697 471.413 m

3. 역사

메이지 시대 초기, 일본 제국 해군은 1871년 수로국을 설치하고 1872년 그리니치 자오선을 본초자오선으로 채택, 쓰키지의 해군성 표간을 기준으로 삼았다.[9][10] 공부성과 내무성도 각각 측량을 진행했는데, 황궁 후지미야구, 타마이케 아오이초 관상대, 구 에도 성 혼마루 천수대 등을 경도 기준으로 삼아 통일되지 않았다.

1872년 해군은 해군관상대를 설치, 1874년 금성의 태양면 통과 관측을 위해 미국 관측대가 일본에 파견되었다. 조지 데이비드슨이 이끄는 미국 관측대는 나가사키시에서 관측 후,[12] 일본 측 요청으로 도쿄와 나가사키 간 경도 차를 측정, 해군관상대 부지 내 '''치트먼점'''에서 동경 139도 44분 57초를 얻었다.[12] 1876년 오토모(가마쓰케) 케니코 중위는 해군관상대 부지 내 '''가마쓰케점'''에서 위도를 산출했다.

1881년 미국 해군 수로국이 경도를 재측정하며 치트먼점의 값이 수정되었고,[9] 1882년 해군은 치트먼점을 측량 기준으로 정했다.[9] 1884년 참모본부 측량국 발족 후, 아자부에 1등 삼각점 “도쿄(東京)”를 설치해 임시 경위도 원점으로 삼았다. 1885년 육군과 해군의 경도 값이 통일되어 치트만 점은 동경 139도 44분 30초 3으로 정해졌다.[9][10]

1888년, 측량 업무가 정리되며 내무성의 육상 지도 업무는 참모본부 육지측량부로, 해군 관상대의 천체 관측 업무는 문부성으로 이관되어 제국대학 부속 도쿄 천문대가 되었다. 1892년 육지측량부는 도쿄 천문대의 천정통과의 중심을 '''일본경위도원점'''으로 정하고 경위도와 원점 방위각을 규정했다.[10]

이후 내용은 하위 섹션('일본경위도원점 설정', '간토 대지진 이후 기준 변경', '세계측지계 도입', '동일본 대지진 이후 기준 변경')에 상세히 기술되어 있으므로 생략한다.

3. 1. 일본경위도원점 설정

1892년(메이지 25년) 참모본부 산하 육지측량부는 도쿄 천문대 자오환[34] 중심을 일본경위도원점으로 정하고, 경위도와 원점방위각을 다음과 같이 규정했다.[35]

  • 위도: 북위 35도 39분 17초 5148
  • 경도: 동경 139도 44분 30초 0970
  • 원점방위각: 156도 27분 30초 156 (일등삼각점 가노산 기준)


위도는 기모쓰키 점(해군 기상관측대 부지 내 위도측정지점)을 기준으로, 경도는 티트만 점(해군 기상관측대 부지 내 경도측정지점[36])의 수치로 계산했다.[35] 원점방위각은 육군 참모본부 측량국이 설치한 위도원점인 일등삼각점 '도쿄'의 측정값에서 산출했다.

일본경위도원점이 정해지면서 기존에 육군 측량국이 사용했던 일등삼각점 '도쿄'는 폐지되었다.

1915년부터 1917년까지 그리니치 천문대를 기준으로 지구를 서쪽과 동쪽 양방향으로 경도를 측정하여 값을 보정하려는 시도가 있었다.[37] 당시 도쿄의 관측 지점은 도쿄 천문대 자오의 중심이었다.

1918년 9월 19일 문부성 고시 호외로 자오의 중심 경도가 동경 139도 44분 40초 9로 지정되었다.[35][38] 이 수치를 기준으로 자오환 중심 경도를 계산하면 동경 139도 44분 40초 5020이 된다.[35] 이전의 경도와 10초 405의 차이가 발생했다.[39]

3. 2. 간토 대지진 이후 기준 변경

1923년 9월 1일 간토 대지진으로 미나미칸토 각지에서 지각변동이 발생하고 도쿄 천문대의 자오환이 완전히 파괴되었다.[35][40] 이에 1924년 일등삼각점을 다시 측량하여 구 자오환이 있던 위치에 일등삼각점 보조점인 "도쿄 (다이쇼)"를 세웠다.[35][40] 측량 결과 자오환의 받침대가 약 1m 이동했음이 밝혀졌다.[35][40]

가노산에 대한 원점방위각도 수정되어 1928년에는 경위도와 원점방위각 수정값이 다시 고시되었다.[41] 그 값은 다음과 같다.

  • 위도: 북위 35도 39분 17초 5148
  • 경도: 동경 139도 44분 40초 5020
  • 원점방위각: 156도 25분 28초 442 (가노산에 대한 기준)


1949년에는 일본 측량법과 동 시행령이 제정되었다. 측량법 제11조는 "측량 원점은 일본경위도원점과 일본수준원점으로 한다"라고 규정하였으며, 측량법 시행령으로 일본경위도원점의 경위도와 원점방위각 수치를 규정하였다.

3. 3. 세계측지계 도입

인공위성을 이용한 범지구 위성 항법 시스템(GNSS)이나 초장기선 간섭 관측법(VLBI) 등 우주측지기술의 발달로 전 세계를 대상으로 측량이 가능해지면서, 각 나라마다 다른 준거타원체를 설정하는 방식은 바뀌게 되었다. 2002년 4월 1일, 측량법 및 일본 수로업무법 일부 개정 법률이 시행됨에 따라 일본은 일본측지계 2000이라는 새로운 측지계를 도입했다. 이는 지구 중심을 기준으로 하는 측지기준계 1980(GRS80)을 준거타원체로 사용하는 전 지구적인 측지계, 즉 세계측지계이다.[42] 일본 경위도 원점은 일본 법률상 측량의 원점이지만, 이 역시 지구 중심을 기준으로 보정된 값을 사용한다.[23]

변경된 원점의 위경도는 다음과 같다.

  • 위도: 북위 35도 39분 29초 1572
  • 경도: 동경 139도 44분 28초 8759


일본 경위도 원점 주변 (2018년 12월 촬영). 설명판은 2011년 10월 21일에 설치되었다.


리카넨표에서는 "도쿄"의 대표 지점으로 "구 도쿄 천문대 대자오의 흔적" 위치를 사용하여 일출·일몰 시각 등을 계산했다. 그러나 세계측지계 도입 이후 "대자오의 흔적"으로 채택했던 수치에 문제가 발견되어, 근처의 일본 경위도 원점을 기준으로 변경하였다.[24] 2010년판 리카넨표부터 "도쿄"의 경위도 기준은 일본 경위도 원점으로 바뀌었으나, 표값에 거의 차이는 없다.[24]

3. 4. 동일본 대지진 이후 기준 변경

2011년 3월 11일 동일본대진재(도호쿠 지방 태평양 해역 지진)로 도호쿠 지방을 중심으로 큰 지각변동이 일어나 일본경위도원점 자체의 위치도 이동하였다. 같은 해 10월 21일 재측량을 한 값을 바탕으로 측량법 시행령을 개정해 원점수치 중 경도가 동쪽으로 0.0110초 이동한 값으로 변경되었다.[43] 위도는 개정되지 않았다. 이는 원점이 90도 진동으로 277 mm 이동했음을 의미한다. 일본 국토지리원 측지부 보고에 따르면 구체적인 변동량은 26.5 mm, 변동 방향은 91도 56분 42.53초이다.[44]

원점방위각은 1.453초 증가했다.[43] 일본 수준 원점의 표고도 24mm 침강하여 같은 날 개정령을 통해 일본표준고도는 24.4140m에서 24.3900m로 개정되었다.[43]

참조

[1] 웹사이트 Geodetic survey https://www.gsi.go.j[...]
[2] 간행물 日本経緯度原点をご存じですか？ https://www.gsi.go.j[...] 国土交通省 国土地理院 関東地方測量部 2017-03-00
[3] 논문 メルツ・レプソルド子午環の写真発見 https://prc.nao.ac.j[...] 2008-07-09
[4] 웹사이트 日本経緯度原点を測った子午環と子午儀の再発見 http://www.gsi.go.jp[...] 国土地理院広報第507号 2017-04-11
[5] 법률 測量法施行令 第2条第1項第2号、イロハ https://laws.e-gov.g[...]
[6] 간행물 測量法施行令の一部改正（日本経緯度原点及び日本水準原点の原点数値の変更）について https://www.gsi.go.j[...] 国土地理院北海道地方測量部 2011-11-15
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[8] 법률 地心直交座標系 https://www.gsi.go.j[...] 2011-10-21
[9] 웹사이트 海軍水路部と東京天文台 https://eco.mtk.nao.[...] 国立天文台 2019-02-01
[10] 웹사이트 日本経緯度原点 https://eco.mtk.nao.[...] 国立天文台 2019-02-01
[11] 논문 内務省地理局『東京実測全図』について https://doi.org/10.1[...] 2019-02-01
[12] 논문 測量・地図歴史散歩 3 日本の経度は金星日面経過観測から http://www.jsokuryou[...] 日本測量協会
[13] 웹사이트 日本の本初子午線 https://eco.mtk.nao.[...] 国立天文台 2019-02-01
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[18] 웹사이트 水平位置を求める歴史 https://www.gsi.go.j[...] 国土地理院 2011-06-17
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[26] 간행물 平成23年（2011年）東北地方太平洋沖地震に伴う基準点測量成果の改定 https://www.gsi.go.j[...] 国土地理院測地部
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[42] 서적 地図はどのようにして作られるのか
[43] 간행물 測量法施行令の一部を改正する政令 http://www.gsi.go.jp[...] 国土地理院 2011-10-21
[44] 간행물 平成23年（2011年）東北地方太平洋沖地震に伴う基準点測量成果の改定 http://www.gsi.go.jp[...] 国土地理院測地部 2011-12-01 # 추정 날짜. 자세한 날짜가 없으므로 월과 연도로 표현


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