JPH0161167B2

JPH0161167B2 -

Info

Publication number: JPH0161167B2
Application number: JP2969782A
Authority: JP
Inventors: Shuji Maezawa
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1982-02-25
Filing date: 1982-02-25
Publication date: 1989-12-27
Also published as: JPS58146819A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、調和分解法による潮位計算を行ない
これを表示する潮汐表示装置に関する。本発明の
目的は小型機器としての潮汐表示装置の基本的構
成を提供するものである。

潮汐、すなわち潮の干満現象の情報は漁業関係
のみならずつり愛好家、潮干狩をする人等にとつ
ては重要なものである。もとより、この情報の予
測は調和分解法による高精度の計算により求めら
れ、日本では気象庁、海上保安庁により公表され
ている。情報を求める人はこれらの官庁にたずね
るか、またはそこで公表された資料を見ればよ
い。しかし、いちいちたずねるのは面倒である
し、資料を見るにしても、毎日の特定地の満潮時
刻とその潮位、干潮時刻とその潮位を数字として
読むことになる。つり愛好家にとつて、頭の中に
描きたいのは任意の日の数地域の干満の状態であ
り、それを元にして最適なつり場と時間を探すこ
とが要求される。すなわち、きわめて短時間に各
地の干満の状態を視角的に表示できる装置が要望
される理由である。

ところで、調和分解法によれば、潮位は時刻を
変数とする三角関数の多項式の和で示される。各
地位のパラメータは関数内の位相差と各項の係数
である。この方法の特徴として、主要な項から和
をとつていけば、数項で近似でき、項数を増やせ
ばより精度が上がつていくことがある。官庁発表
値では40項から200項を使用している。しかし実
際の小型機器で40項から200項などの多項の計算
は不可能に近い。プログラムやメモリーまたパラ
メータのデータを多容量必要とするからである。
また、干満の誤差は利用者にとつてさほど気にな
るものでもなく、はつきりとわかるものでもな
く、気候によつても変化するものである。

本発明では以上の点から４項ないし８項を採用
する。潮位の算出式については潮汐学の専門書に
詳しく表わされているので、ここでは、表示装置
用に式変換しながら説明する。

まず、潮の干満の主原因は天体現象であり、次
の４種の周期値が重要となる。Ｓ：月の平均黄
経、ｈ：太陽の平均黄経、ｐ：月の近地点の平均
黄経、Ｎ：月の昇交点の平均黄経である。いずれ
も経度であり、度数0゜〜360゜の値をとる。グリニ
チ標準時（GMT）1900年１月１日０時（24時
制）にてそれぞれ次の値を持つている。

Ｓ＝277.025゜＝So ｈ＝280.190゜＝ho ｐ＝334.385゜＝po Ｎ＝259.157゜＝No この紀元時からの１年（365日）の回数Ｙと、
余りの日数（累積うるう日を含む）Ｄとにより、
任意の日のGNT0時については次の様になる。

Ｓ＝So＋129.38481゜Y＋13.17640゜D ｈ＝ho−0.23872゜Y＋0.98565゜D ｐ＝po＋40.66249゜Y＋0.11140゜D Ｎ＝No＋19.32818゜Y−0.05295゜D 潮位の各項を分潮といい、主要な４個の分潮は
次のものである。M₂分潮：主太陰半日周潮、
S₂：主太陽半日周潮、O₁分潮：主太陰日周潮、
K₁分潮：日月合成日周期である。引数ｕ、ｆお
よび各地の各分潮に対する調和定数Ｈ（半潮差、
単位は通常cm）、Ｋ（遅角、単位は度）と東経度Ｅ
を用いて各分潮は次の式で表わされる。

M₂＝Ｈ(M₂)・ｆ(M₂)×cos｛−2S＋2h＋ｕ(M₂)＋28.9841042゜t＋2E−Ｋ(M₂)｝ S₂＝Ｈ(S₂)・ｆ(S₂)・cos｛30゜t ＋ｕ(S₂)＋2E−Ｋ(S₂)｝ K₁＝Ｈ(K₁)・ｆ(K₁)・cos｛ｈ＋90゜＋ｕ(K₁) ＋15.0410686゜t＋Ｅ−Ｋ(K₁)｝ O₁＝Ｈ(O₁)・ｆ(O₁)・cos｛−2S＋ｈ＋ｕ(O₁) ＋13.9430356゜t＋Ｅ−Ｋ(O₁)｝ただし、ｔはGMT時刻（単位、時間）であ
り、各ｕ、ｆは次の式で表わされる。

ｆ(M₂)＝1.0004−0.0373cosN＋0.0002cos2N ｆ(S₂)＝１ｆ(K₁)＝1.006＋0.115cosN ＋−0.0088cos2N＋0.0006cos3N ｆ(O₁)＝1.0089＋0.1871cosN −0.0147cos2N＋0.0014cos3N ｕ(M₂)＝−2.14゜sinN ｕ（S₂）＝０ｕ(K₁)＝−8.86゜sinN＋0.68゜sin2N −0.07゜sin3N ｕ(O₁)＝10.8゜sinN−1.34sin2N ＋0.19sin3N 気象庁発表の「潮位表・昭和57年版」を見れば
Ｈ、Ｋの値がわかる。たとえば東京晴海の値では
Ｈ（M²）＝49.07cm、Ｈ（S₂）＝24.12cm、Ｈ（K₁）＝
25.22cm、Ｈ（O₁）＝19.65cm、Ｋ（M₂）＝153.37゜、
Ｋ（S₂）＝182.15゜、Ｋ（K₁）＝178.51゜、Ｋ（O₁）＝
160.29゜である。以上の式から平均潮位からの潮
位差Ｈが得られる。すなわち、Ｈ＝M₂＋S₂＋K₁
＋O₁である。

前述の式は、そのままでは小型機器に応用する
場合には不都合な点がある。たとえば紀元時が、
1900年では、現在とは隔りがありすぎて、年数あ
るいは日数の計算が煩雑になる。またGNT時刻
では日本で使用する場合は不都合である。うるう
日を含む日数計算も複雑になる。そこで次のよう
な変換を行なう。

まず、最近のうるう日の次の日を紀元時とす
る。実施例として1980年３月１日を採用する。ま
たGMT：ｔを日本時間Ｊに変換する。ｔ＝Ｊ−
９（時間）であり、時間の係数と（−９）との積
を各分潮の位相の定数項に編入する。Ｎについて
は１日以下の変化は無視できる程小さいので考慮
しない。よつて1980年３月１日午前０時（日本時
刻）として、次の値を得る。記号に添字Ｉを付
す。またM₂、S₂、K₁、O₁の添字１、２を以下は
略す。Ｚは位相の式であることを示す。

N_I＝148.71955゜Ｚ（Ｍ）_I＝119.5682゜Ｚ（Ｓ）_I＝90゜Ｚ(K)_I＝293.58913゜Ｚ（Ｏ）_I＝185.98642゜次に、日数データは西暦年月日で入れるとして
うるう日、月の大小を考慮し、かつ乗算を減少さ
せて精度を荒くしないようにする。年数は1980年
との差をもつてし、かつ、１月と２月は前年の月
とし、仮に13月と14月とする。こうすると２月末
日はその年数次の最終日となり、年数次内のうる
う日の考慮は解消する。こうして得られた年数を
20年数Ya（7305日分）と４年数Yb（1461日分）と
１年数Yc（365日分）に分離する。すなわち、年
数＝Ya＋Yb＋Ycである。YaとYbはうるう日を
含めてあるので、うるう日の算出計算は表には出
ない。

先に月名は、３月、４月……12月、13月、14月
としたが、計算に向くよう３を減じ、月数を０、
１、……10、11とする。月内日数を順に並べる
と、31、30、31、30、31、31、30、31、30、31、
31、28（29）となり、頭から５ケ月のところ、通
常の７月と８月の間で、分割すると、大小大小大
の並びの繰返しとなる。よつて月数を５ケ月数
Ma（153日分）と１ケ月数Mb（30日分）に分ける
と便利である。すなわち、月数＝Ma＋Mbであ
る。Mbは０〜４の値をとるが、Mb＝１または
２では、大の月の１日分、Mb＝３または４で
は、大の月の２日分を加える必要はある。これを
D_M＝（＝０、１、２）としておく。通常日付は１
日から開始されるのであるが、計算上１を減じ、
０日から数え、日数とし、さらにD_Mを加え、６
日数Daと、１日数Dbに分離しておく。

さらに、各地の東経度Ｅと遅角Ｋはそれぞれ固
有の定数であるので、両者をまとめ、次の様にデ
ータを変換する。

X_M＝2E−Ｋ（M₂） X_S＝2E−Ｋ（S₂） X_K＝Ｅ−Ｋ（K₁） X_O＝Ｅ−Ｋ（O₁）上述の年月数を用いて、Ｎの計算式と、時間項
を除く分潮の位相の計算式Ｚが次の様に求まる。

Ｎ＝N_I＋333.17165゜Ya ＋282.63433゜Yb ＋340.67182゜Yc ＋351.8987゜Ma ＋358.4115゜Mb ＋359.6823゜Da ＋359.9471゜Db Ｚ（Ｍ）＝Ｚ（Ｍ）_I＋X_M＋ｕ（Ｍ）＋93.1509゜Ya ＋18.630゜Yb ＋100.7529゜Yc ＋229.6305゜Ma ＋348.5550゜Mb ＋213.7110゜Da ＋335.6185゜Db Ｚ（Ｓ）＝Ｚ（Ｓ）_I＋X_S＋90゜Ｚ(K)＝Ｚ(K)_I＋X_K＋ｕ(K) ＋0.15385゜Ya ＋0.03077゜Ya ＋359.76128゜Yc ＋150.80445゜Ma ＋29.5695゜Mb ＋5.9139゜Da ＋0.98565゜Db Ｚ（Ｏ）＝Ｚ（Ｏ）_I＋X_O＋ｕ（Ｏ）＋92.99825゜Ya ＋18.59965゜Yb ＋100.9917゜Yc ＋78.82605゜Ma ＋318.9855゜Mb ＋207.7971゜Da ＋334.63285゜Db 位相であるので360゜を適宜加減して算出したも
のである。ｕの項を別とし、すべて正数の和で表
現されている。

これらの値、Z_I、Ｘおよび各係数をCPUで処
理しやすいように数値変換する。計算精度をどこ
まで必要とするか、CPUシステムのどれを採用
するかで異なるが、原則的に次のように行なう。
一括データ処理の上限を360゜に対応させる。８ビ
ツトであれば2⁸＝256を、12ビツトであれば2¹²＝
4096を、16ビツトであれば2¹⁶＝65536を360゜に対
応させるのである。例えば、16ビツトで
119.5682゜を表わせば、16進（ヘキサデシマル）
表示で、5507Hとなる。こうすることにより、デ
ータ毎の加算は、キヤリーアウト（桁上げ）や数
値範囲の上限などを考慮せずに処理が可能とな
る。なぜなら、360゜毎の減算は自動的に処理され
てしまうからである。こうして得られた位相値は
sinあるいはcos表を引くことにより、関数値を得
る。または、ラジアン値に変化し、級数展開で求
めることも可能である。これと各ｆ、ｈを掛け合
わせ、さらに和をとつて求める潮位を得る。

時間毎の潮位を求めるには、位相値に時間の項
を加えればよい。この場合も上述した方法を適用
する。

４分潮計算においては、ｕあるいはｆの変化量
は小さいので、これ等を定数として計算しても、
精度にあまり影響はない。この場合は処理プログ
ラムを簡易にできる。

潮位の精度を上げるために分潮数を増やすこと
も可能である。この場合には次の４分潮を追加す
るとよい。N₂分潮：主太陰楕率半日周潮、K₂分
潮：日月合成半日周潮、Q₁分潮：主太陰楕率日
周潮、P₁分潮：主太陽日周潮である。これらの
式は解説書に詳しいので説明は省略する。またこ
れらに対応した各地の調和定数Ｈ、Ｋがデータと
して公表されているのは、先の４分潮と同じであ
る。追加された４分潮の計算も上述の手順によ
り、小型機器用の計算式に変換できるのでプログ
ラムには特別な変更は必要としない。ただし、
Ｈ、Ｋのデータが倍増し、年月日数の係数も若干
増加する。

以上述べた計算手順を４分潮も基づいて、フロ
ーチヤートで表わしたものが、第１図である。１
時間毎の繰返し計算により１日分行なう実施例で
ある。

第２図は、本発明の回路構成のブロツク図であ
る。この構成自体は周知のものであり、CPUと
RAMとROMとキースイツチと表示装置を基本
構成要素とする。

第３図は、本発明の潮汐表示装置の実施例の概
観図である。上部表示体３１は全面がドツトマト
リクス状の画素となつている。この実施例では横
は16行、縦は24列を設定したものである。中心に
印刷されている水平線３２は、平均潮位水準を示
すものである。表示体３１の上下の周辺に印刷し
た目盛３３は設定日の時刻を示し、６時間毎に目
盛つてある。水平線３２の上側に表示された棒グ
ラフは、その程度の高潮であることを表示し下側
に表示された棒グラフは、その程度の低潮である
ことを表示している。上側、下側とも８段階まで
表示できる。この潮汐表現方法の特徴としては、
１日という比較的長い時間にわたつての潮位の推
移が一目瞭然となること、干満の程度が量的に認
識できること、高潮か低潮か判断しやすいことが
あげられる。また、計算が荒くても一応の納得い
く潮汐情報が得られるのである。

第３図の下部表示体３４は、設定日と設定地を
表示するためのものである。日本地図３５は印刷
パターンであり、列島の周辺の港に当る位置に数
十ケ所の画素があり、図では東京晴海港３６が表
示されている。数字表示画素３７では年月日が表
示され、図では1982年３月１日を示している。ス
イツチ３８は修正内容を選択するものであり、例
えば、スイツチを押すごとに、日→月→年→港と
いう様に選択する。スイツチ３９は修正内容を変
更するものであり、スイツチを押すごとに、日、
月、年または港が順次変化する。修正中にいちい
ち潮汐計算を行なうと、計算時間を無駄に使うの
で、求める設定条件が確定した時点で初めて計算
を行なう。例えば、スイツチ３８を押しながらス
イツチ３９を押して計算開始とすればよい。

本発明は小型機器を目的としているため、表示
装置は消費電流の少ない液晶表示装置を採用する
のが合理的である。しかし、暗いつり場での使用
を考慮し、発光型表示装置（LEDや螢光表示管）
を採用するのも良いであろう。液晶表示装置にラ
ンプを付加しても良い。

液晶表示体のグラフ表示用の全面ドツトマトリ
クス部分の電極構成を、第４図に示す。点線パタ
ーンはコモン側のもので、16本あり、実線パター
ンはセグメント側のもので24本ある。これを駆動
するには、電圧平均化法１／16デユーテイ比の方
式によればよい。コモン電極信号は一定周期の定
形の波形であるが、セグメント電極信号は画像情
報をシリアルに16種を周期的に出力する必要があ
る。演算結果としての画像情報は一端RAM内の
バツフアメモリーに一括して蓄えておくのが普通
である。８ビツト系のCPUでは、当然バツフア
メモリーも８ビツト単位で使用するのが有利であ
り、この画素数では16×24÷８＝48個の８ビツ
ト、すなわち48バイトのメモリーを必要とする。
メモリーの番地と画像位置との対応は、ポートへ
の出力方法やドライバーの構成との関係から多種
有り得る。この実施例では次の様にする。画面で
中心の水平線位置より上下に２分割し、８行ずつ
に分け、上段の左端列から順に１バイトを割合て
24バイトをまとめ、次に下段の左端列から順に１
バイトを割合てて全48バイトとする。１バイト内
のビツト番号と画素対応は、下位ビツトから上位
置の画素に順に、８ビツトと８画素を割合てる。

次に、潮位置をグラフ用の画像情報に変換し、
バツフアメモリーに蓄えるサブルーチンGRAPH
を提示する。Z80系ニーモニツクで表現した。潮
位値は、０時から23時まで１時間毎に24バイト
に、アドレスVTIDEに収納されているものとす
る。この時、潮位値を収納する各バイトでは最上
位ビツトをプラス（０）とマイナス(1)の符号情報
とし、下位７ビツトを潮位差の絶対値情報とす
る。絶対値は最大7FHまでになるよう規格化さ
れている。バツフアメモリーの先頭アドレスは
GADRSとする。

GRAPH：LD IY、GADRS LD IY、VTIDE LD Ｂ、24 GRAPH：LD Ａ、〔IX＋０〕 AND 70H RRCA RRCA RRCA RRCA INC Ａ LD DE、０ BIT ７、〔IX＋０〕 JR NZ、LOWER HIGHER：SCF RR Ｄ DEC Ａ JR NZ、HIGHER GRAPH3：LD〔IY＋０〕、Ｄ LD〔IY＋24〕、Ｅ INC IY INC IX DJNZ GRAPH2 RET LOWER：SCF RL Ｅ DEC Ａ JR NZ、LOWER JR GRAPH3 サブルーチン終り本発明実施例の表示結果を第５図に表わす。合
わせて、気象庁発表の昭和57年版潮位表の予報結
果を各図の右側に付記する。ａは第３図と同じ３
月１日東京晴海である。ｂは５月15日広島、ｃは
９月23日那覇、ｄは12月10日小樽である。どれも
良く合つている。

以上、本発明の潮汐表示装置は小型機器を前提
としての基本構成、計算方式、表示方式を提供す
るものであり、実施例も満足するものを得た。小
型機器であるので、時計機能を組込んでもよいし
腕時計化しての製品もたいへん便利であり、応用
範囲は広い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例の潮位計算手順を示す
フローチヤートである。第２図は、本発明実施例
の回路構成のブロツク図である。第３図は、本発
明実施例の概観図である。３１……上部表示体、３２……中心線、３３…
…目盛、３４……下部表示体、３５……日本地
図、３６……東京晴海港、３７……年月日、３
８，３９……スイツチ第４図は、表示体のドツトマトリクス部分の電
極構成を示す。第５図は、本発明実施例の表示結
果の例と、公式発表の干満時刻である。

Claims

【特許請求の範囲】１ CPU、RAM、ROM等からなる制御回路部
と、ドライバーと、表示部とから構成される潮汐
表示用の小型電子機器において、前記制御回路部は、時刻を変数とする三角関数
の多項式の和から潮位を求める調和分解法を用い
るとともに、前記三角関数の引数となる位相角と
して、位相角度360゜を最大単位ビツト数に割当て
たときの、360゜以上の超過分の位相角を演算プロ
グラムによつてデジタル値に数値変換した値を用
いて潮位を算出する手段と、前記調和分解法によ
つて得られた潮位に基づいて表示のためのデジタ
ル信号をドライバーに出力する手段とからなり、前記ドライバーは前記デジタル信号に基づいて
前記表示部を駆動してなり前記表示部は潮位をデジタルの連続した棒グラ
フで表示できるドツトマトリクス表示装置からな
ることを特徴とする潮汐表示用の小型電子機器。