極ではコンパスと GPS の両方が正常に機能しません。コンパスの針は任意の方向を指します。 GPS はあなたの位置を教えてくれるかもしれませんが、あなたを導くことはできません.
現代のナビゲーションの形である全地球測位システム (GPS) の発明のおかげで、生活はかなり楽になりました。位置情報をシステムに入力するだけで、GPS が案内してくれます。あなたは基本的に失われることはできません！
しかし、世界は必ずしもこれほど単純ではありませんでした。 GPS はかなり新しい技術であるため、それが存在する前はコンパスが信頼できる真のアドバイザーでした。コンパスは、漢王朝によって最初に作られた西暦 1 年から使用されてきました。実際、コンパスと地図は、第二次世界大戦中にモノポリー ボード ゲームを通じて、ドイツに足止めされた捕虜に密輸されたことがありました。
ただし、GPS とコンパスは、他の技術と同様に、確実に機能するわけではなく、地球上のさまざまな場所で異なる方法で機能します。
場所によっては、完全に機能しなくなったり、不正確に機能したりすることさえあります!
地球の極の謎
地球には、地理極と磁極の 2 種類の極があります。地理的な極は、地球の最北端と最南端であり、回転軸が地表と交わる場所です。すべての惑星には地理的な極があります。
地球の地理的な極 (写真提供:mapichai/Shutterstock)
ただし、一部の天体 (地球など) にも磁場があります。地球の磁場は、惑星の鉄のコアの結果です。内核は固体で、外核は溶けています。対流は外核で継続的に発生し、この溶鉄の動きが磁場の形成につながります。
地球の外核の対流は磁力線を生成します (写真提供者:Jakinnboaz/Shutterstock)
磁場は地球の表面から外側に広がっていますが、地球の内部は巨大な棒磁石のように振る舞います。したがって、地球には磁北極と磁南極があります。磁北極は地理的な南極の近くにあり、磁極の南極は地理的な北極の近くにあります。地理的および磁極は同じ場所に存在しません。
地理的な北極と磁極の南極の間には約 500 km の距離があります。磁極は固定されておらず、常に位置を変えています。地磁気でさえ、時間の経過とともに減衰し、反転し、再確立します。
地球の磁極と磁力線。 (写真提供:Peter Hermes Furian/Shutterstock)
磁場の可変強度と継続的なシフトにより、コンパスと GPS が誤動作する可能性がありますが、その理由を詳しく説明する前に、まずコンパスと GPS がどのように機能するかを理解してみましょう.
コンパスの仕組み
コンパスは非常に基本的なデバイスですが、非常に重要です。これは、磁北が磁南を引き寄せるという原理に基づいています。前述のように、地球には磁北極と磁南極があります。コンパスは磁石の針が付いた小さな装置です。
コンパスを地面と平行に保つと、針が回転します。針の北が指す方向は磁極の方向です。
南磁極は地理的な北極の近くにあるため、ポインターの北が指す方向は地理的な北極の方向です。同様に、ポインターの南が指す方向は、地理的な南極の方向です。
コンパス (写真提供:Alex Staroseltsev/Shutterstock)
極でコンパスを使用する
地球には、コンパスが機能するほど強力な独自の磁場があります。ただし、ベクトル量である磁場には、強さとは別に方向もあります。したがって、コンパスを持ち、コンパスを水平に保ち、磁場の方向がコンパスの針に対して垂直になるように、いずれかの極の上に立つと、コンパスの針は任意の方向を指します。 /P>
GPS の仕組み
GPS または全地球測位システムは、衛星ベースのナビゲーション システムです。古代の船乗りが星々を見て正しい道を案内したのと同じように、同じことを行うことができる人工衛星の組み合わせがあります。 GPS システム全体は、地上局、衛星、受信機で構成されています。衛星は受信機 (携帯電話、ラップトップ、車など) に継続的に信号を送信します。受信機は計算を実行し、あなたの位置を特定します。衛星の数が多いほど、精度が高くなります。地上局は、衛星の配置に使用されます。
GPS は衛星を介して位置を特定します (写真提供者:AleksOrel/Shutterstock)
全地球測位システムは、米国が所有および運営しています。中国の BeiDou やロシアの GLONASS など、独自の測位システムを考案した国もあります。
極での GPS の使用
コンパスが極で誤動作する理由は明らかですが、問題は GPS もコンパスのように誤動作するかどうかです。 GPS は地球の磁場に依存しているのではなく、人工衛星に依存しているので、問題なく動作するはずだと考えているかもしれません。まあ、あなたはどちらも間違っています そして
ナビゲーション (写真提供:NicoElNino/Shutterstock)
GPS 機能は確かに地球を周回する衛星に依存していますが、その機能はピンポイントの位置を提供することに限定されています。特定の時点での現在地を知ることはできますが、必ずしも目的地まで案内できるとは限りません。方向ガイドとして機能するために、GPS デバイスには地図 (携帯電話の Google マップなど) とコンパスがインストールされています。はい、そのとおりです。GPS はコンパスと同期して機能します。したがって、GPS 自体は極点で誤動作しませんが、コンパスが壊れているため、GPS デバイスは方向を示すことができなくなります。
また、GPS は不変ではなく、その動作は悪天候や障害物 (地下室など) の影響を受ける可能性があり、電離層効果によるエラーが表示される可能性があることも理解する必要があります。
電離層は、地球の表面から 50 km から 1000 km の高さまで広がる大気の層です。それは連続運動中の荷電粒子で構成されています。そのため、衛星から送信されたGPS信号が電離圏で拡散し、遅延する可能性があります。これにより、読み取りエラーが発生します。電離層は均質ではないため、単一のエラー修正式を持つことは困難です。
ナビゲーションと磁極
コンパスを水平に持つと、地理的な北から最小距離に位置する磁南を指します。この異常を修正するために、地球の微妙な磁場を表す世界磁気モデルが存在します。 GPS デバイスは WMM の助けを借りて動作するため、正しい経路を表示できます。
世界磁気モデル 2010 (写真提供:public domain/Wikimedia Commons)
ただし、絶え間なく変化する磁場により、5 年ごとに新しい WMM が必要になります。基本的に、WMM を通常の地理マップと比較できます。陸地が移動し続ける場合は、正しい位置を特定するために毎回新しいマップが必要になります。同様に、使用している WMM が古い場合、GPS トラッカーが間違った場所に導く可能性があります。
結論
コンパスは時代遅れのデバイスのように聞こえるかもしれませんが、最新の GPS はコンパスなしでは何もできません。両方が連携して、世界磁気モデル マップ上の場所を示すことにより、目的地に到達するのに役立ちます。
惑星の極のいずれかに移動した場合、GPS は引き続き追跡できる可能性がありますが、コンパスが機能していないため、目的地に到達するのに役立ちません!
