地上で重力を測る

　重力の測定は、絶対的な重力値を正確に測定する「絶対重力測定」と、相対的な重力の差を求める「相対重力測定」に分けられます。

　国土地理院では、全国に重力の基準となる2種類の重力点（基準重力点及び一等重力点）を設置しています。

　基準重力点の重力を絶対重力測定で、一等重力点の 重力を基準重力点からの相対重力測定でそれぞれ測定しています。

　国土地理院が定めた重力値を基準とすることで、誰でも同じ基準に基づく重力値を決定し、使用することができます。

　絶対重力測定とは、絶対的な重力値を求める方法です。

　真空中で物体を静かに落とすと、物体は地球の重力に従って自由落下します。

　この自由落下運動をたくさん観測することで、重力値を正確に求めることができます。

　国土地理院は、特殊な鏡を落下させる絶対重力計FG5 と、原子を落下させる量子型絶対重力計AQGを所有しています。

　絶対重力計FG5（写真１）は自由落下式の絶対重力計です。

　落下槽と呼ばれる筒状の部分の内部が真空に保たれており、この落下槽の中で特殊な鏡を落下させます。

　鏡の落下距離をレーザーで、落下に要した時間を原子時計でそれぞれ計測し、重力値を求めます。

　量子型絶対重力計AQG（写真２）は原子干渉を用いた次世代型の測定装置で、真空槽内でルビジウム原子を自由落下させて重力値を求めます。

　実用化された量子型絶対重力計としては、我が国で初めて導入されました。

　FG5と異なり落体を自由落下させるための機械的な構造がないため、系統誤差の低減が期待出来るほか、取扱いが容易で可搬性に優れています。

　また、屋外での運用が可能であり、今後幅広い活躍が期待されます。

　相対重力測定とは、ある点と別の点との重力の差を測定する方法です。

　この方法では、その場所の絶対的な重力値は分からないので、重力値が分かっている参照点と重力値を求めたい点との重力の差を測り、参照点の重力値に足し合わせることで、その点の重力値を決定します。

　相対重力測定では、相対重力計と呼ばれるバネの伸びを利用した重力計を使用します。

　バネに「おもり」を吊り下げると、バネの伸び（弾性力）と重力が釣り合ったところで静止します。

　重力の違いによってバネの伸び方も変わるので、その差を測定することで重力の差を求めます。

　測定精度は10μGalで絶対重力計より一桁落ちます。

　国土地理院は、ラコスト重力計とシントレックス重力計を所有しています。

　ラコスト重力計（写真３）は、バネ式の相対重力計で、手動にて測定ダイヤルを回転させ、その目盛りを読定する必要がある重力計です。

　絶対重力計に比べて小型で運搬が容易なため、1970年から現在まで50年以上使い続けています。

　シントレックス重力計（写真４）もバネ式の相対重力計ですが、ボタン操作で自動測定ができる重力計です。

　ラコスト重力計と比べて測定技術の習熟を要せず、観測者の負担を軽減できます。

　絶対重力計の国際標準との整合は、国際度量衡委員会と国際測地学協会が協力して、定期的に開催される国際比較観測において確認されます。

　日本からは、産業技術総合研究所（産総研）が国際比較観測に参加し、産総研が所有する絶対重力計を国際標準と整合しているかを確認しています。

　国内の絶対重力計については、国土地理院が主体となり、産総研を含む絶対重力計を所有する機関に呼びかけ、2002年から毎年国内比較観測を実施しています。

　2016年からは、新たに開設した国土地理院の石岡測地観測局（茨城県石岡市）内の重力観測室にて国内比較観測を行っています。

　産総研と各機関の絶対重力計との整合を確認することで、国際標準に基づく重力の測定を可能にしています。