スマートフォンのコンパスがパラボラを数度外す理由

最終更新:

衛星は赤道上空35,786 kmにあり、80 cmのパラボラの半値幅はおよそ2度です。それをコンパスで合わせるということは、コンパス自身のふつうの誤差より狭い窓の中で作業するということになります。

この記事では誤差の三つの源を順にたどります。まず磁気偏角。これは系統的で、計算できます。次に近くの金属。単独では最大の誤差を生みます。そしてドリフトする端末のセンサー。最後に、ほとんど知られていない抜け道が出てきます——太陽での較正です。

必要なもの

  • コンパス、またはコンパスアプリを入れたスマートフォン
  • 自分の場所の計算済み方位角。真方位と磁方位の両方
  • 太陽で較正するなら、まっすぐな棒と晴れた時間
  • ポールから距離を取るためのメジャー

1真北は磁北ではない

二つの北を示すコンパスローズ。真北と、偏角のぶんずれた磁北。

計算された衛星の角度は、つねに地理上の北極——地球が回る軸の点——を基準にしています。ところがコンパスは磁北極を指し、それは別の場所にあります。この二つの方向の差を偏角と呼びます。

これは測定誤差ではなく既知の量です。地球上のどの地点についても World Magnetic Model から計算でき、そのモデルは五年ごとに出し直されます。変化はゆっくりで、磁北極はいまシベリア方向へ年に五十キロほど移動しています。

実際上こういうことです。誰かが方位角の数値を告げてきたら、どちらの方位角かを知らなければなりません。真方位の値をコンパスで取れば、偏角のぶんだけ外れたパラボラができあがります。

2あなたの場所では誤差がどれくらいか

日本の偏角は西偏で、現在おおよそ7〜10度あります。東京で約7.5度、札幌ではさらに大きくなります。無害に聞こえますが、80 cmのパラボラでは有効な窓の何倍にもなります。計算どおりの値をコンパスで取っても、衛星を丸ごと外すということです。

値は経度とともに動き、時間とともにも動きます。十年前の本に載っていた数字は、今日すでに1度ずれています。

表はいくつかの都市の真方位角を示しています——これに偏角を加える必要があります。SatFinderは両方の値を別々に出し、あなたの座標の偏角を World Magnetic Model から直接取ってくるので、自分で調べる必要はありません。

BSAT/JCSAT 110° 東経 の真方位角——ここに偏角を加える必要がある
都市方位角仰角スキュー
東京224.3°38.0°−28.6°
大阪220.0°41.4°−29.5°
札幌221.7°31.2°−21.9°

3ポールの金属:単独で最大の誤差

鋼製ポールに引かれて横を向くコンパスの針。ポール近くのずれは偏角そのものよりはるかに大きい。

偏角は計算でき、したがって扱えます。調整のときの本当の問題は別にあります。あなたが横に立っている鋼材です。コンパスはその場所の磁場を測るのであって、ポールの鋼管、壁面金具、屋根の母屋はその磁場をかなり歪めます。

ポールのすぐそばでは20度以上のずれも珍しくありません。日本の偏角の二倍以上にあたり、しかも計算できません。金属の量と位置で決まるからです。端末そのものも邪魔をします。磁石入りケース、リングホルダー、近くのワイヤレス充電器は表示を狂わせます。

ですから大きな金属の塊からは最低でも2メートル離れ、パラボラを取り付ける前に方位を取ってください。簡単な確認方法があります。その場でゆっくり一回転しながら表示を見ます。滑らかに流れれば問題ありません。飛んだり引っかかったりすれば、近くに鉄があります。

4端末のセンサー:どう働き、いつ嘘をつくか

地面上の方位と、その上の角度としての仰角を示す図。二つ合わせて衛星への向きになる。

スマートフォンにコンパスの針はなく、チップ上の磁力計があります。地球の磁場を三軸で測り、姿勢センサーと合わせて向きを算出します。センサーが較正されているかぎり、よく働きます。

較正は日常の動きで失われます。とくに端末が磁石の上にしばらく置かれていた場合です。OSが時折8の字の動作を求めるのはそのためで、これによりセンサーはさまざまな姿勢での測定値を集め、ゼロ点を計算し直します。

実際には、方位を取る前に8の字を描き、端末を水平に保ち、表示が2〜3秒静止してから読んでください。震えている表示は読み取り値ではなく、警告です。

5太陽での較正

太陽較正:垂直な棒の影が、地磁気に依存しない、正確に計算できる方向を与える。

この磁気の問題全体からの抜け道は古く、そして驚くほど正確です——太陽です。空での位置は、どの場所のどの瞬間についても正確に計算できます。しかも地理的にであって、地磁気とはいっさい関係がありません。

実際のやり方はこうです。まっすぐな棒を垂直に立てるか、ポール、柵の杭、鉛直なものなら何でも使います。影は太陽のちょうど反対を指します。その瞬間の計算済み太陽方位角が分かれば、真北も分かります——0.1度の精度で、いかなる偏角にも、いかなる鋼材にも左右されずに。

SatFinderはこの較正を備えています。あなたの座標と現在時刻について太陽方位角を計算し、それにコンパスの向きを合わせられるようにします。そのあとは、磁気センサーがまったく関与しないまま、アプリが衛星の方向を示します。

6ポールでの実際の手順

ゆっくり空を振っていくパラボラ。約十度の狭い窓の中で信号表示がはっきり立ち上がる。

上がる前にすべてをまとめておきます。真方位角ではなく磁方位角を使うこと。ポールから最低2メートル離れて方位を取り、地面に印を付けること。日が照っているなら、まず太陽で較正してください——それが前の二点の代わりになります。

そのあと印に合わせて大まかに向け、ゆっくり振ります。2秒でおよそ1度です。コンパスは数度の窓まで連れてきてくれました。ここからは信号表示が引き継ぎます。世界中のどのコンパスも0.1度までは連れて行ってくれないからです。

そしてまったく見つからない場合、コンパスが原因であることはまれです。多いのは仰角、しばしば忘れられたパラボラのオフセット角、あるいは視線上の障害物です。方位角を探し続ける前に、この二つを確かめてください。

よくある質問

磁気偏角とは何ですか?

真北——地球の自転軸——と、コンパスが指す磁北とのあいだの角度です。日本では現在およそ7〜10度の西偏です。計算された衛星の角度は真方位ですが、コンパスは磁方位を示すので、換算するか、両方の値を出す道具を使う必要があります。

私の住んでいる場所の偏角はどれくらいですか?

座標によって決まり、年月とともにゆっくり変わります。日本では現在おおよそ7〜10度の西偏で、東京で約7.5度、北へ行くほど大きくなります。SatFinderはあなたの位置の偏角を World Magnetic Model から取得し、真方位角と磁方位角を別々に表示します。

ポールのそばだとスマートフォンのコンパスがまったく違う値を示すのはなぜですか?

ポールの鋼材が磁場を歪めるからです。ポールのすぐそばでは20度以上のずれもありえます——偏角の何倍にもなります。最低2メートル離れて方位を取り、パラボラを取り付ける前に地面へ印を付けてください。

スマートフォンのコンパスはどう較正しますか?

OSが時折求める8の字の動作を行ってください。磁力計がさまざまな姿勢での測定値を集め、ゼロ点を設定し直します。そのあとは端末を水平に保ち、表示が数秒静止してから読みます。

太陽での較正には何の利点がありますか?

磁場を完全に回避できます。太陽の位置はどの場所のどの時刻についても地理的かつ正確に計算でき、したがって垂直な棒の影は、偏角にも近くの鋼材にも影響されない北の方向を与えます。影が長い朝や夕方近くが最も適しています。

そもそもコンパスだけで調整できますか?

粗調整にはできますが、微調整にはできません。コンパスは数度の窓まで連れて行ってくれます——チューナーが信号を表示するには十分です。最後の0.1度単位は方位ではなく、信号品質から取り出します。