GPS

Last-modified: 2021-08-25 (水) 17:43:09

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概要

Global Positioning System(或いはSatellite)」(全地球測位システム)の略。衛星からの電波が伝わるのにかかった時間で場所を測定する衛星測位システムのこと。システムはアメリカ合衆国によって運用されており、スマートフォンなどに搭載されている。誤差を修正するために4つ以上の衛星からの電波を利用する。なお、元来は軍事用として開発されていたが、現在は民生用として無料で開放され、誰でも簡単に利用できる。

仕組み

概要

GPS衛星は1日に2回、地球を精密な軌道で周回しており、各々の衛星から独自の信号と軌道パラメータが送信される。GPSデバイスはこれを利用して、衛星の位置を算出し、この情報を使って三角測量でユーザの位置を特定する。原則として、GPSデバイスは送信信号の受信に要した時間から、各々の衛星までの距離を測定している。さらにいくつかの衛星からも測定した距離を得ることで、受信機はユーザーの位置を特定して電子的に表示し、ランニングルートの距離の計測、ゴルフコースのマッピング、自宅へのルートやあらゆる場所に向かうためのルートを検索を可能にしている。

信号

GPS衛星は、L1波(1575.42MHz)とL2波(1227.60MHz)の二つの周波数を発信している。また送られてくる周波数は、民間用で使用できるC/Aコードと、軍事用のPコードの2種類がある。C/Aコードは各衛星の認識コードで構成されており、航法メッセージなどの情報も同時に送られてくる。衛星自身の軌道情報データはエフェメリス(Ephemeris)、すべての衛星の軌道データはアルマナック(Almanac) と呼ばれる。エフェメリスデータは、位置演算に使用する衛星の正確な位置を示す軌道データで、放送した衛星番号の衛星のみが使用する固有のデータであるのに対し、アルマナックデータは受信した衛星を含めて現在運行しているすべての衛星の簡易な軌道データを指す。
なお、この航法メッセージは、一秒間に50bitの信号速度で送られてくる。

様々な用途

搭載例

  • カーナビ
  • 歩行ナビゲーション
  • レーダー探知機
  • ハンドヘルドGPS
  • 腕時計
  • PSP用GPSレシーバー
  • PDA
  • 携帯電話
  • スマートフォン
  • タブレット端末
  • ノートパソコン
  • デジタルカメラ

GPSが使われるゲーム

  • ポケモンGO
  • テクテクテクテク?
  • 駅メモ!?
  • ドラゴンクエストウォーク?
  • Ingress?
  • ハリー・ポッター:魔法同盟?

誤解

「GPS衛星がカーナビのルートを作成している。」「GPS衛星はGPS受信機の位置を逆探知できる。」「GPS衛星とGPS受信機が相互に通信をしている。」というのは全て誤解なので注意が必要。

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