GNSSが出す高さは標高か — 楕円体高・標高・ジオイドのきほん

【クイズ解説③】GNSSが出す高さは「標高」？ — 楕円体高・標高・ジオイドのきほん

GeoPrism JP の「学ぶ・クイズ」から毎回2問ほどを取り上げて解説する連載、第3回です。第1回は地震のあとの座標補正（PatchJGD）、第2回は平面直角座標系を扱いました。今回のテーマは、平面位置に比べて取り違えやすい 「高さ」 です。「GNSSが出す高さは標高なのか」「ジオイドとは何か」という、初学者がつまずきやすい2点を取り上げます。

第1問：GNSSが直接出す高さは何か

RTKやスマホを含む GNSS 測位が「直接」出力する高さは、次のうちどれですか。

標高（海抜）

楕円体高

ジオイド高

水深

正解：2（楕円体高）

GNSS が直接与えるのは、基準となる回転楕円体（GRS80）の面からの高さ＝楕円体高です。一方、地図や工事で使う「海抜◯m」は、平均海面に近いジオイド面からの高さ＝標高です。両者は別物で、関係は次のとおりです。

高さ	基準面	何の高さか
楕円体高 (h)	回転楕円体の面	GNSSが直接出す高さ
標高 (H)	ジオイド面（平均海面に近い面）	地図・工事の「海抜」
ジオイド高 (N)	楕円体面からジオイド面まで	2つを結ぶ補正値

式にすると 標高 H ≒ 楕円体高 h − ジオイド高 N。日本周辺のジオイド高はおおむね30〜40m台で地域差があるため、楕円体高をそのまま標高と思い込むと、数十mオーダーで取り違えることになります。

楕円体高・標高・ジオイド高の関係

GeoPrism JP のジオイドマップを動かすと、この「楕円体面とジオイド面のすき間（＝ジオイド高）」が地域ごとにどう変わるかを目で確かめられます。

第2問：「ジオイド2024」の作り方の特徴は？

2025年4月の標高改定にあわせて提供された新しいジオイドモデル「ジオイド2024 日本とその周辺」の作り方の特徴として、正しいものはどれですか。

GNSS衛星の軌道だけから計算した

重力データのみから構築した（重力ジオイド）

気温と気圧から推定した

衛星写真の色から推定した

正解：2（重力データのみから構築した）

ジオイド2024は、重力データだけから作られた 重力ジオイド です。従来の「ジオイド2011」は、重力データに加えて水準測量の結果を組み合わせた ハイブリッド型 でした。

	ジオイド2011	ジオイド2024
作り方	重力＋水準（ハイブリッド）	重力のみ
含むもの	水準の累積誤差・地殻変動が乗りうる	重力にもとづく素直な形

長い距離をつなぐ水準測量は、遠くまで行くほど小さな誤差が積み重なりやすい性質があります。重力を主役にすることで、その積み上がりから切り離した面を描こう、というのがジオイド2024の考え方です。提供範囲は緯度15〜50度・経度120〜160度で、日本のEEZまでを含みます。

ジオイドマップで高さの基準を見る

モデルの版が変わると、地域によってはジオイド高が数cm単位で変わることがあります。「どのジオイドで出した標高か」をそろえることが、実務での取り違え防止につながります。

ひとことメモ：平面が合っても高さは別

座標が設計図と平面でぴったり重なって見えても、高さの基準が違えば出来形確認・土量計算・点群の重ね合わせで食い違いが出ます。高さの数字を誰かに渡すときは、値だけでなく「これは標高（ジオイド2024）です」と基準をセットで伝えるのが安全です。

まとめ

GNSS が直接出すのは 楕円体高、地図で使うのは標高、その差が ジオイド高 です。新しい ジオイド2024は重力データのみ で作った重力ジオイドで、ハイブリッドの2011とは作り方が違います。高さは平面位置以上に基準の取り違えが起きやすいので、「どの面からの高さか」を常に意識しましょう。

「学ぶ・クイズ」で覚えた高さの考え方は、GeoPrism JP のジオイドマップで地域に重ねて見ると一気に定着します。次回もクイズから2問を取り上げて解説します。

出典

ジオイド2024 日本とその周辺（試行版）説明書 | 国土地理院 https://www.gsi.go.jp/butsuri/data/manual_GSIGEO2024beta.pdf
全国の標高基準を表す「ジオイド2024日本とその周辺」 | geo-news.jp https://geo-news.jp/archives/6786
日本の測地系 | 国土地理院 https://www.gsi.go.jp/sokuchikijun/datum-main.html