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令和5年 測量士 午前 No.14の解説|放射法の標高の精度(5.27mm)

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令和5年 午前 No.14は、放射法で求める標高の精度(標準偏差)を求める計算問題です。標高Z=D·sinθに誤差伝播の法則を当て、距離の誤差と角度の誤差を合成します。

問題(令和5年 午前 No.14)

TSを用いて放射法で標高(高低差Z)を求める。斜距離D₀=200.000m、高低角θ₀=30°00′00″。距離測定の精度(標準偏差)は(5+5×10⁻⁶D)mm、角度測定の精度は5″。高低差Zの標準偏差σ_Zはいくらか。(Z=D·sinθ、σ_Z²=(∂Z/∂D)²σ_D²+(∂Z/∂θ)²σ_θ²、1ラジアン=2×10⁵秒)

選択肢:1. 3.91mm 2. 4.13mm 3. 5.27mm 4. 6.19mm 5. 6.76mm

答え=3(5.27 mm)

σ_D=5+5×10⁻⁶×200,000=6mm、σ_θ=5″÷(2×10⁵)=2.5×10⁻⁵rad。σ_Z²=(sin30°×6)²+(200,000×cos30°×2.5×10⁻⁵)²=9+18.75=27.75で、σ_Z=√27.75≒5.27mmです。

ステップ1:距離と角度の標準偏差を出す

距離の標準偏差は式に距離を入れ、角度は秒をラジアンに直します。

σ_D = 5 + 5×10⁻⁶ × 200,000 = 5 + 1 = 6 mm
σ_θ = 5″ ÷ (2×10⁵) = 2.5×10⁻⁵ rad

ステップ2:誤差伝播の法則を当てる

Z=D·sinθで、∂Z/∂D=sinθ、∂Z/∂θ=D·cosθ。距離と角度は独立なので分散を足します。

距離の項 = (sin30°×6)² = (0.5×6)² = 9
角度の項 = (200,000×cos30°×2.5×10⁻⁵)² = (200,000×0.866×2.5×10⁻⁵)² ≒ (4.33)² ≒ 18.75

ステップ3:合成して標高の標準偏差を求める

σ_Z = √(9 + 18.75) = √27.75 ≒ 5.27 mm

選択肢3の5.27mmと一致します。

この問題の典型ミス

角度の標準偏差をラジアンに直さずに使うのが定番のミスです。5″を1ラジアン=2×10⁵秒で割って2.5×10⁻⁵radにしてから掛けます。

2つの誤差は分散(2乗)で足して最後に平方根をとります。単純に足したり、mとmmを混ぜたりしないよう注意します。

まとめ

令和5年 午前 No.14は、放射法の標高の精度を誤差伝播で求める計算問題です。σ_Z²=(sinθ)²σ_D²+(D·cosθ)²σ_θ²に、σ_D=6mm・σ_θ=2.5×10⁻⁵radを入れて、σ_Z=約5.27mm(選択肢3)です。「距離の項+角度の項を分散で合成」がコツです。

誤差伝播の計算は、独学だと「分散で足す」「ラジアンに直す」でつまずきやすいところです。体系立てて学びたいときは、通信講座のサンプル講義で流れを確かめる手もあります。

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参考(確認日:2026年7月11日)

  • 国土地理院「令和5年 測量士試験 問題及び解答例」午前 No.14(問題文・数表は要約引用、正解=3・数値は公表資料で確認)
  • 誤差伝播の法則(Z=D·sinθの標準偏差 σ_Z²=(sinθ)²σ_D²+(D·cosθ)²σ_θ²)
初心者が学ぶ測量士補 編集部

この記事を書いた人

初心者が学ぶ測量士補 編集部

測量士補・測量士試験の用語・計算・法規を、国土地理院の公式情報と作業規程の準則に照らして整理しています。計算問題は各年度の問題・解答例とあわせて確認することをおすすめします。

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