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GPSとは何をするシステムなの?

GPSは、増々必要になるシステムと言われています。GPSという言葉は、日常的に登場しますが、本来の目的や、誰が作ったものなのか等、知られていません。GPSは何のために、誰が作ったものかを含めて、GPSの内容や構成について紹介しています。

GPSによる位置情報の求め方

GPSは、Global Positioning Systemを略したもので、全地球測位システムとして働きます。一言で言うと、現在位置を算出する技術で、次のような仕組みです。

GPSの仕組み

GPSは、地球上の軌道を周回する、4機以上のナビスター衛星(人工衛星)が発信する電波を使って地球上の現在位置を測定するシステムです。

実際には、24機のナビスター衛星が、地球軌道を飛んでいますが、地球上のどこにいても、最低4機からの電波を受信できるように設定されているからです。

GPSの仕組みは、ナビスター衛星の各4機から発信される電波が、GPS受信装置までに届く時間を測定して、地球上の受信装置の位置を特定するシステムです。

受信装置までの時間を計測する、4機のナビスター衛星の位置関係は、運用時から決まっているので、ナビスター衛星からGPS受信装置間に要した電波の到達時間が分かれば、GPS受信装置の位置を算出できます。

GPSでは、地球の緯度・経度だけでなく、高度も算出されます。

ナビスター衛星とは何

ナビスター衛星は、米国の国防総省が運行管理しているものです。もともと、GPSは、米軍が軍事利用のために開発したものですが、ナビスター衛星と、現在位置を測定する技術を民間に開放した技術です。

ナビスター衛星は、トータル24機の人工衛星が地球上の6つの軌道上を、4機ずつが周回しています。人工衛星の数は、受信装置が地球上のどこにいても、位置が追跡できるように設定されています。

日本の衛星測位システム

日本では、日本の周辺国が利用できる、位置制度を高めた準天頂システムを運用しています。このシステムは2010年9月に初号機の「みちびき」を打ち上げ後、現在では4機が活動しています。

準天頂システムは、米国のGPSとは軌道を変えています。

理由は、仮にナビスター衛星が高層ビルの陰で隠れてしまっても、軌道の違う準天頂システムで受信装置を捉えて、より高精度の電波が届くことを目指しているからです。

尚、GPSの精度は、5〜10mに対して、日本の準天頂システムの精度は、5〜10㎝と言われています。日本のシステムが高精度な理由は、米国のGPSとの合わせ技で運用しているからです。

尚、米国や日本以外にも、EUのガリレオ、ロシアのGLONASS、中国のBeiDou、インドのNAVICなどがあります。これらは、位置情報システムとして運用中です。

まとめ

GPSは、Global Positioning Systemを略したもので、全地球測位システムです。現在位置は、電波が届くまでの時間を計測して算出されます。

GPSは、米軍が軍事用として開発したものです。トータル24機のナビスター衛星が地球の軌道を周回しています。

24機のナビスター衛星は、受信装置が地球のどこにいても通信できるように設定されていて、常時4機以上の人工衛星が地球上の6つの軌道上を、周回しています。

GPSの仕組みは、ナビスター衛星の各4機から発信される電波が、GPS受信装置までにかかった時間を測定することで、地球上の受信装置の位置を特定するものです。

日本では、2010年9月から位置制度を高めた「みちびき」という準天頂システムを運用しています。

準天頂システムは、ナビスター衛星が高層ビルの陰で見えない時でも、受信装置と通信できるように、GPSとは軌道を変えています。

日本の準天頂システムは、GPSシステムとともに使うことを前提にしているため、10倍も高精度と言われています。

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iyasaretaihito
子どもの時から、昆虫や恐竜、宇宙などに興味がある理科大好きな理系人間です。 会社は半導体設計関連会社に勤務して、60歳で定年退職後は趣味に没頭する、のん気なおじさんです。
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