船 chuán 舶 bó 用 yòng GPS受 shoù 信 xìn 機 jī
グローバル・ポジショニング・システム (英 yīng 語 yŭ : Global Positioning System, Global Positioning Satellite, GPS 、全 quán 地 dì 球 qiú 測 cè 位 weì システム )とは、アメリカ合 hé 衆 zhòng 国 guó によって運 yùn 用 yòng される全 quán 地 dì 球 qiú 測 cè 位 weì 衛 weì 星 xīng システム (地 dì 球 qiú 上 shàng の現 xiàn 在 zaì 位 weì 置 zhì を測 cè 定 dìng するためのシステムのこと)を指 zhĭ す。
ロラン-C (Loran-C: Lo ng Ran ge Navigation C )システムの後 hoù 継 jì にあたる。
アメリカ合 hé 衆 zhòng 国 guó が打 dă ち上 shàng げた約 yuē 30個 gè のGPS衛 weì 星 xīng のうち、上 shàng 空 kōng にある数 shù 個 gè の衛 weì 星 xīng からの信 xìn 号 haò をGPS受 shoù 信 xìn 機 jī で受 shoù け取 qŭ り、受 shoù 信 xìn 者 zhě が自 zì 身 shēn の現 xiàn 在 zaì 位 weì 置 zhì を知 zhī るシステムである。
1973年 nián にアメリカ国 guó 防 fáng 総 zŏng 省 shěng の軍 jūn 事 shì プロジェクトとして開 kaī 始 shĭ され、最 zuì 初 chū の試 shì 験 yàn 衛 weì 星 xīng は1978年 nián に打 dă ち上 shàng げられた。元 yuán 来 laí その利 lì 用 yòng は軍 jūn 事 shì 用 yòng 途 tú に制 zhì 限 xiàn されていたが、1983年 nián の大 dà 韓 hán 航 háng 空 kōng 機 jī 撃 jī 墜 zhuì 事 shì 件 jiàn 発 fā 生 shēng 後 hoù 、民 mín 間 jiān 機 jī の安 ān 全 quán な航 háng 行 xíng のため民 mín 間 jiān 利 lì 用 yòng にGPSを開 kaī 放 fàng する事 shì がレーガン大 dà 統 tŏng 領 lĭng により表 biaŏ 明 míng された。その後 hoù 、民 mín 生 shēng 運 yùn 用 yòng に足 zú る精 jīng 度 dù を満 măn たした「初 chū 期 qī 運 yùn 用 yòng 宣 xuān 言 yán 」は1993年 nián に、軍 jūn 事 shì 運 yùn 用 yòng 可 kě 能 néng な精 jīng 度 dù を満 măn たした「完 wán 全 quán 運 yùn 用 yòng 宣 xuān 言 yán 」は1995年 nián に成 chéng された[ 1] 。
GPSは地 dì 上 shàng 局 jú を利 lì 用 yòng するロラン(LORAN)-Cと異 yì なり、受 shoù 信 xìn 機 jī の上 shàng 部 bù を遮 zhē られない限 xiàn り、地 dì 形 xíng の影 yĭng 響 xiăng を受 shoù けて受 shoù 信 xìn 不 bù 能 néng に陥 xiàn る事 shì が少 shaŏ ない[ 注 zhù 釈 shì 1] 。
GPS衛 weì 星 xīng からの信 xìn 号 haò には、衛 weì 星 xīng に搭 dā 載 zaì された原 yuán 子 zĭ 時 shí 計 jì からの時 shí 刻 kè のデータ、衛 weì 星 xīng の天 tiān 体 tĭ 暦 lì (軌 guĭ 道 daò )の情 qíng 報 baò などが含 hán まれている。受 shoù 信 xìn 機 jī はGPS衛 weì 星 xīng からの電 diàn 波 bō を受 shoù 信 xìn し、その発 fā 信 xìn 時 shí 刻 kè を測 cè 定 dìng し、発 fā 信 xìn と受 shoù 信 xìn との時 shí 刻 kè 差 chaī に、電 diàn 波 bō の伝 yún 播 bō 速 sù 度 dù (光 guāng 速 sù )を掛 guà けることによって、その衛 weì 星 xīng からの距 jù 離 lí がわかる。受 shoù 信 xìn 機 jī 座 zuò 標 biaō (3次 cì 元 yuán 空 kōng 間 jiān 上 shàng の点 diăn )はこれらから求 qiú められる。
ただし多 duō くのGPS受 shoù 信 xìn 機 jī に搭 dā 載 zaì されている時 shí 計 jì では正 zhèng 確 què さが不 bù 足 zú し、そのままでは受 shoù 信 xìn 時 shí 刻 kè 値 zhí は不 bù 正 zhèng 確 què となる[ 注 zhù 釈 shì 2] 。そこで、多 duō くの受 shoù 信 xìn 機 jī の測 cè 位 weì 計 jì 算 suàn では、4つ以 yĭ 上 shàng のGPS衛 weì 星 xīng からの電 diàn 波 bō を受 shoù 信 xìn し、受 shoù 信 xìn 機 jī 座 zuò 標 biaō に加 jiā え受 shoù 信 xìn 時 shí 刻 kè も未 weì 知 zhī 数 shù とする形 xíng で求 qiú める。
GPS衛 weì 星 xīng は約 yuē 20,000kmの高 gaō 度 dù を一 yī 周 zhoū 約 yuē 12時 shí 間 jiān で動 dòng く準 zhŭn 同 tóng 期 qī 衛 weì 星 xīng であり、静 jìng 止 zhĭ 衛 weì 星 xīng などの同 tóng 期 qī 衛 weì 星 xīng ではない。いくつかの軌 guĭ 道 daò 上 shàng に打 dă ち上 shàng げられた30個 gè ほどの衛 weì 星 xīng コンステレーション で地 dì 球 qiú 上 shàng の全 quán 域 yù をカバーできる。また中 zhōng 地 dì 球 qiú 軌 guĭ 道 daò なので信 xìn 号 haò の送 sòng 信 xìn 電 diàn 力 lì としても有 yoŭ 利 lì であり、ある地 dì 域 yù からみても刻 kè 々と配 peì 置 zhì が変 biàn 化 huà するため、全 quán 地 dì 球 qiú 上 shàng で誤 wù 差 chaī を平 píng 均 jūn 化 huà できる(地 dì 域 yù によってはカバーする衛 weì 星 xīng の個 gè 数 shù が常 cháng に少 shaŏ ない場 cháng 合 hé もある)。
慣 guàn 性 xìng 系 xì を仮 jiă 定 dìng すると、光 guāng 速 sù
c
{\displaystyle c}
は一 yī 定 dìng である(
c
{\displaystyle c}
=2.99792458 × 108 m/s)。
GPS衛 weì 星 xīng と受 shoù 信 xìn 機 jī がともに正 zhèng 確 què とみなせる時 shí 計 jì をもっていれば、GPS衛 weì 星 xīng
i
{\displaystyle i}
からの信 xìn 号 haò 送 sòng 信 xìn 時 shí 刻 kè (受 shoù 信 xìn 機 jī 測 cè 定 dìng から得 dé る)
T
i
{\displaystyle T_{i}}
と受 shoù 信 xìn 時 shí 刻 kè
t
{\displaystyle t}
の差 chaī にc を掛 guà け、伝 yún 播 bō 距 jù 離 lí が得 dé られる。
c
(
T
i
−
t
)
{\displaystyle c\,\left(T_{i}-t\right)}
したがってGPS衛 weì 星 xīng
i
{\displaystyle i}
の位 weì 置 zhì を座 zuò 標 biaō (
X
i
,
Y
i
,
Z
i
{\displaystyle X_{i},Y_{i},Z_{i}}
)、受 shoù 信 xìn 機 jī の位 weì 置 zhì を (
x
,
y
,
z
{\displaystyle x,y,z}
) とすると、伝 yún 播 bō 距 jù 離 lí は下 xià 記 jì の関 guān 係 xì 式 shì を満 măn たす。
c
2
(
T
i
−
t
)
2
=
(
X
i
−
x
)
2
+
(
Y
i
−
y
)
2
+
(
Z
i
−
z
)
2
{\displaystyle c^{2}\left(T_{i}-t\right)^{2}=\left(X_{i}-x\right)^{2}+\left(Y_{i}-y\right)^{2}+\left(Z_{i}-z\right)^{2}}
なおGPS衛 weì 星 xīng の位 weì 置 zhì を得 dé るには、受 shoù 信 xìn データに重 zhòng 畳 dié された航 háng 法 fă メッセージ信 xìn 号 haò を復 fù 調 diaò し、送 sòng 信 xìn 時 shí 刻 kè
T
i
{\displaystyle T_{i}}
と組 zŭ み合 hé わせて求 qiú める。
受 shoù 信 xìn 時 shí 刻 kè
t
{\displaystyle t}
はGPS受 shoù 信 xìn 機 jī の時 shí 計 jì の値 zhí であり、もしそれが正 zhèng 確 què ならば、受 shoù 信 xìn 機 jī の位 weì 置 zhì である三 sān つの変 biàn 数 shù (未 weì 知 zhī 数 shù )
x
,
y
,
z
{\displaystyle x,y,z}
を得 dé るために、意 yì 味 weì が異 yì なる最 zuì 低 dī 三 sān 本 běn の連 lián 立 lì 方 fāng 程 chéng 式 shì があれば良 liáng い。
しかしGPS受 shoù 信 xìn 機 jī の時 shí 計 jì はそれほど正 zhèng 確 què ではなく、受 shoù 信 xìn 時 shí 刻 kè
t
{\displaystyle t}
も未 weì 知 zhī 数 shù とする必 bì 要 yaò がある。4つの未 weì 知 zhī 数 shù (
x
,
y
,
z
,
t
{\displaystyle x,y,z,t}
)を求 qiú めるためには、4つ以 yĭ 上 shàng の衛 weì 星 xīng から受 shoù 信 xìn することが必 bì 要 yaò となる。
GPS衛 weì 星 xīng は複 fù 数 shù の測 cè 距 jù コード(疑 yí 似 sì 雑 zá 音 yīn 系 xì 列 liè )と航 háng 法 fă データを二 èr 位 weì 相 xiāng 偏 piān 移 yí 変 biàn 調 diaò (BPSK) を用 yòng いて同 tóng 時 shí に送 sòng 信 xìn している。同 tóng じ周 zhoū 波 bō 数 shù を用 yòng いる衛 weì 星 xīng 同 tóng 士 shì はそれぞれ異 yì なる測 cè 距 jù コードを用 yòng いることで識 shì 別 bié する。言 yán い換 huàn えると、GPSは衛 weì 星 xīng ごとに直 zhí 接 jiē スペクトラム拡 kuò 散 sàn における異 yì なる拡 kuò 散 sàn 符 fú 号 haò (測 cè 距 jù コード)を適 shì 用 yòng することによって1つの周 zhoū 波 bō 数 shù 帯 daì で複 fù 数 shù の通 tōng 信 xìn を行 xíng う符 fú 号 haò 分 fēn 割 gē 多 duō 元 yuán 接 jiē 続 xù を用 yòng いている。
このため、FM やAM 変 biàn 調 diaò などに比 bĭ べて広 guăng いバンド幅 fú で低 dī 電 diàn 力 lì で送 sòng 信 xìn でき、秘 mì 話 huà 性 xìng (擬 nĭ 似 sì 雑 zá 音 yīn 系 xì 列 liè がわからなければデータを復 fù 調 diaò できない)や秘 mì 匿 nì 性 xìng (白 baí 色 sè 雑 zá 音 yīn と区 qū 別 bié がつかないため送 sòng 信 xìn していること自 zì 体 tĭ がわからない)、同 tóng 一 yī バンドを異 yì なる擬 nĭ 似 sì 雑 zá 音 yīn 系 xì 列 liè で多 duō 重 zhòng 利 lì 用 yòng できることなどの特 tè 徴 zhēng がある。
擬 nĭ 似 sì 雑 zá 音 yīn 系 xì 列 liè の開 kaī 始 shĭ 位 weì 置 zhì の時 shí 刻 kè を定 dìng めておけば、復 fù 調 diaò 時 shí に精 jīng 度 dù よく送 sòng 出 chū 時 shí 刻 kè を知 zhī ることができることも特 tè 徴 zhēng のひとつで、測 cè 距 jù の基 jī 礎 chŭ となっている。
GPSではこれらの特 tè 徴 zhēng を活 huó かして測 cè 位 weì とデータ(天 tiān 体 tĭ 暦 lì (軌 guĭ 道 daò )の情 qíng 報 baò などが含 hán まれる)の送 sòng 信 xìn を同 tóng 時 shí に行 xíng っている。
GPS衛 weì 星 xīng からのL1電 diàn 波 bō (1.57542GHz )には公 gōng 表 biaŏ されているC/Aコードを擬 nĭ 似 sì 雑 zá 音 yīn 系 xì 列 liè に用 yòng いた信 xìn 号 haò と、公 gōng 表 biaŏ されていない擬 nĭ 似 sì 雑 zá 音 yīn 系 xì 列 liè であるP(Y)コードの2種 zhŏng 類 leì の信 xìn 号 haò が載 zaì せられている。P(Y)コードは軍 jūn 事 shì 目 mù 的 de を想 xiăng 定 dìng しており、系 xì 列 liè の生 shēng 成 chéng 多 duō 項 xiàng 式 shì の次 cì 数 shù が大 dà きい(擬 nĭ 似 sì 雑 zá 音 yīn 系 xì 列 liè が一 yī 巡 xún するのに長 cháng 時 shí 間 jiān かかる)ため、精 jīng 度 dù は非 feī 常 cháng に高 gaō く(16cm 程 chéng 度 dù )、ミサイル や誘 yoù 導 daŏ 爆 baò 弾 dàn の誘 yoù 導 daŏ に用 yòng いられている。
民 mín 間 jiān 利 lì 用 yòng が許 xŭ されている暗 àn 号 haò 化 huà されていないC/Aコードのデータを用 yòng いると、95%以 yĭ 上 shàng の確 què 率 lw で正 zhèng 確 què な緯 weĭ 度 dù 経 jīng 度 dù から10m 以 yĭ 内 neì の座 zuò 標 biaō が得 dé られる程 chéng 度 dù の精 jīng 度 dù となる。これは短 duăn 時 shí 間 jiān での精 jīng 度 dù であり、長 cháng 期 qī 間 jiān 受 shoù 信 xìn し続 xù けることにより精 jīng 密 mì な測 cè 量 liàng も可 kě 能 néng である。
GPSの測 cè 位 weì 方 fāng 法 fă は、コード(搬 bān 送 sòng 波 bō の変 biàn 調 diaò )に基 jī づく方 fāng 法 fă (コード測 cè 位 weì 方 fāng 式 shì )と、搬 bān 送 sòng 波 bō の位 weì 相 xiāng に基 jī づく方 fāng 法 fă (搬 bān 送 sòng 波 bō 測 cè 位 weì 方 fāng 式 shì )に分 fēn けられる。一 yī 般 bān にはコード測 cè 位 weì が用 yòng いられているが、精 jīng 密 mì 測 cè 位 weì には搬 bān 送 sòng 波 bō 測 cè 位 weì が用 yòng いられる。
単 dān 独 dú 測 cè 位 weì
コード測 cè 位 weì 。誤 wù 差 chaī 10m 程 chéng 度 dù (民 mín 生 shēng 用 yòng )。
DGPS(ディファレンシャルGPS)
Differential GPS(相 xiāng 対 duì 測 cè 位 weì 方 fāng 式 shì )。コード測 cè 位 weì 。測 cè 位 weì 対 duì 象 xiàng となる移 yí 動 dòng 局 jú のほかに、位 weì 置 zhì のわかっている基 jī 地 dì 局 jú でもGPS電 diàn 波 bō を受 shoù 信 xìn し、誤 wù 差 chaī を消 xiaō 去 qù する方 fāng 法 fă 。基 jī 地 dì 局 jú で生 shēng 成 chéng された補 bŭ 正 zhèng 情 qíng 報 baò を送 sòng 信 xìn し、移 yí 動 dòng 局 jú で受 shoù 信 xìn すれば、実 shí 時 shí 間 jiān でDGPSの補 bŭ 正 zhèng 処 chŭ 理 lĭ を行 xíng うことができる。誤 wù 差 chaī 数 shù m 。日 rì 本 běn 国 guó 内 neì では海 haĭ 上 shàng 保 baŏ 安 ān 庁 tīng の中 zhōng 波 bō ビーコン により補 bŭ 正 zhèng 情 qíng 報 baò が送 sòng 信 xìn されていたが、「GPS精 jīng 度 dù の向 xiàng 上 shàng 」、「衛 weì 星 xīng 等 děng による別 bié の補 bŭ 正 zhèng システムの運 yùn 用 yòng 開 kaī 始 shĭ 」、「2019年 nián (平 píng 成 chéng 31年 nián )4月 yuè 7日 rì に発 fā 生 shēng するロールオーバー(後 hoù 述 shù の『1999年 nián 8月 yuè 21日 rì 問 wèn 題 tí 』を参 cān 照 zhaò )による信 xìn 頼 laì 性 xìng が保 baŏ 証 zhèng できない」を理 lĭ 由 yoú として、2019年 nián (平 píng 成 chéng 31年 nián )3月 yuè 1日 rì 正 zhèng 午 wŭ をもって廃 feì 止 zhĭ となった[ 2] 。
ネットワークRTK測 cè 位 weì
Real Time Kinematic GPS。干 gān 渉 shè 測 cè 位 weì 方 fāng 式 shì 。DGPSと同 tóng 様 yàng に、電 diàn 子 zĭ 基 jī 準 zhŭn 点 diăn から受 shoù 信 xìn する電 diàn 波 bō の位 weì 相 xiāng 差 chaī を計 jì 測 cè し、測 cè 位 weì 計 jì 算 suàn 。測 cè 位 weì 時 shí 間 jiān 1分 fēn 以 yĭ 下 xià 、誤 wù 差 chaī 数 shù cm が可 kě 能 néng 。測 cè 量 liàng 地 dì 点 diăn では、基 jī 準 zhŭn 受 shoù 信 xìn 機 jī を参 cān 照 zhaò 基 jī 準 zhŭn 点 diăn (既 jì 知 zhī )に設 shè 置 zhì し、(複 fù 数 shù の)移 yí 動 dòng 受 shoù 信 xìn 機 jī で測 cè 位 weì 。
高 gaō 速 sù スタティック測 cè 位 weì
干 gān 渉 shè 測 cè 位 weì 方 fāng 式 shì 。測 cè 量 liàng 地 dì 点 diăn で、複 fù 数 shù のアンテナを固 gù 定 dìng 設 shè 置 zhì し、測 cè 位 weì 時 shí 間 jiān 30分 fēn 以 yĭ 下 xià 、誤 wù 差 chaī 1cm 以 yĭ 下 xià が可 kě 能 néng 。
VRS測 cè 位 weì
Virtual Reference Station RTK-GPS。RTK測 cè 位 weì の弱 ruò 点 diăn (初 chū 期 qī 待 daì ち時 shí 間 jiān 、複 fù 数 shù の受 shoù 信 xìn 機 jī が必 bì 要 yaò 、移 yí 動 dòng 範 fàn 囲 weí が限 xiàn 定 dìng 、電 diàn 子 zĭ 基 jī 準 zhŭn 点 diăn から電 diàn 波 bō が届 jiè かない等 děng )を改 gaĭ 良 liáng 。仮 jiă 想 xiăng 基 jī 準 zhŭn 点 diăn 方 fāng 式 shì 。複 fù 数 shù の電 diàn 子 zĭ 基 jī 準 zhŭn 点 diăn と通 tōng 信 xìn 回 huí 線 xiàn を結 jié ぶVRSセンターがあり、測 cè 量 liàng 地 dì 点 diăn では、1つの移 yí 動 dòng 受 shoù 信 xìn 機 jī から得 dé られるデータを、携 xié 帯 daì 電 diàn 話 huà 等 děng によりVRSセンターと送 sòng 受 shoù 信 xìn し(データを持 chí ち帰 guī り後 hoù 日 rì 計 jì 算 suàn も可 kě 能 néng )、RTK測 cè 位 weì を実 shí 施 shī 。
GPS受 shoù 信 xìn 機 jī の測 cè 位 weì 精 jīng 度 dù には、原 yuán 理 lĭ 的 de な誤 wù 差 chaī による要 yaò 因 yīn ・人 rén 為 weì 的 de 要 yaò 因 yīn などさまざまな要 yaò 因 yīn がある。ここではその他 tā の不 bù 具 jù 合 hé も含 hán め列 liè 挙 jŭ する。
下 xià 記 jì のうち誤 wù 差 chaī 要 yaò 因 yīn については、GPS受 shoù 信 xìn 機 jī である程 chéng 度 dù 推 tuī 定 dìng し表 biaŏ 示 shì することができる。GPS受 shoù 信 xìn 機 jī がある円 yuán 内 neì にいる確 què 率 lw が50%以 yĭ 上 shàng であるところの円 yuán を、CEP (Circular Error Probability)とよぶ。地 dì 図 tú を表 biaŏ 示 shì する場 cháng 合 hé は、この円 yuán も同 tóng 時 shí に表 biaŏ 示 shì し利 lì 用 yòng 者 zhě への参 cān 考 kaŏ としているものが多 duō い。
また、基 jī 本 běn 的 de にGPSでの測 cè 位 weì は平 píng 面 miàn 座 zuò 標 biaō に比 bĭ べて高 gaō 度 dù の計 jì 算 suàn 精 jīng 度 dù に誤 wù 差 chaī が大 dà きい 。
電 diàn 波 bō 伝 yún 播 bō 経 jīng 路 lù の特 tè 性 xìng [ 編 biān 集 jí ]
GPS衛 weì 星 xīng からGPS受 shoù 信 xìn 機 jī まで電 diàn 波 bō が達 dá する経 jīng 路 lù では、電 diàn 離 lí 圏 quān や対 duì 流 liú 圏 quān での電 diàn 波 bō 特 tè 性 xìng の変 biàn 化 huà により、若 ruò 干 gān の電 diàn 波 bō 伝 yún 播 bō 速 sù 度 dù の遅 chí 延 yán が生 shēng じる場 cháng 合 hé がある。これによって、計 jì 算 suàn で定 dìng めたはずの空 kōng 間 jiān 上 shàng の一 yī 点 diăn の信 xìn 頼 laì 性 xìng が損 sŭn なわれる。一 yī 般 bān 的 de に受 shoù 信 xìn 機 jī からみてGPS衛 weì 星 xīng が低 dī 仰 yăng 角 jiaŏ の場 cháng 合 hé 、この誤 wù 差 chaī は増 zēng 加 jiā する傾 qīng 向 xiàng がある。これは大 dà 気 qì 中 zhōng を電 diàn 波 bō が伝 yún 播 bō するときの遅 chí 延 yán による影 yĭng 響 xiăng が、高 gaō 仰 yăng 角 jiaŏ (薄 bó い大 dà 気 qì を通 tōng 過 guò する)よりも低 dī 仰 yăng 角 jiaŏ (厚 hoù い大 dà 気 qì を通 tōng 過 guò する)で大 dà きいからである。またそもそも低 dī 仰 yăng 角 jiaŏ 衛 weì 星 xīng からの信 xìn 号 haò は減 jiăn 衰 shuaī が大 dà きい[ 注 zhù 釈 shì 3] 。
このための補 bŭ 正 zhèng 手 shoŭ 段 duàn として、正 zhèng 確 què な時 shí 計 jì をもち座 zuò 標 biaō のわかっている固 gù 定 dìng 局 jú を設 shè 置 zhì し、GPS受 shoù 信 xìn データから計 jì 算 suàn した位 weì 置 zhì と固 gù 定 dìng 局 jú の位 weì 置 zhì の差 chaī から、精 jīng 度 dù を上 shàng げるなどの仕 shì 組 zŭ み(ディファレンシャルGPS、Differential GPS、DGPS )も確 què 立 lì されている。DGPSの補 bŭ 正 zhèng 信 xìn 号 haò は、かつてFM放 fàng 送 sòng の利 lì 用 yòng されていない帯 daì 域 yù で送 sòng 信 xìn するシステム(JFN 系 xì 列 liè の放 fàng 送 sòng 局 jú で実 shí 施 shī )があり、カーナビなどでの利 lì 用 yòng には有 yoŭ 用 yòng であった(1997年 nián 5月 yuè 〜2008年 nián 3月 yuè )。また、WAASやMSAS (MTSAT を利 lì 用 yòng した日 rì 本 běn の運 yùn 用 yòng )では、静 jìng 止 zhĭ 軌 guĭ 道 daò の衛 weì 星 xīng からDGPSの補 bŭ 正 zhèng 信 xìn 号 haò を各 gè 受 shoù 信 xìn 機 jī に送 sòng 信 xìn している(WAAS/MSAS静 jìng 止 zhĭ 衛 weì 星 xīng 自 zì 体 tĭ もGPS衛 weì 星 xīng 同 tóng 様 yàng 、測 cè 位 weì にも使 shĭ われる)。
このほか、ビル街 jiē や谷 gŭ 山 shān ではマルチパス(ひとつの衛 weì 星 xīng からひとつの受 shoù 信 xìn 機 jī までの電 diàn 波 bō 経 jīng 路 lù が反 făn 射 shè によって多 duō 数 shù 存 cún 在 zaì すること。旧 jiù アナログテレビ放 fàng 送 sòng におけるゴースト現 xiàn 象 xiàng 同 tóng 様 yàng )により、信 xìn 号 haò の時 shí 間 jiān 差 chaī が生 shēng じたりS/N比 bĭ が低 dī 下 xià し、精 jīng 度 dù が落 luò ちる。
受 shoù 信 xìn 可 kě 能 néng な衛 weì 星 xīng の個 gè 数 shù ・配 peì 置 zhì による影 yĭng 響 xiăng [ 編 biān 集 jí ]
GPS衛 weì 星 xīng の軌 guĭ 道 daò アニメーション(慣 guàn 性 xìng 系 xì )。数 shù 字 zì は北 beĭ 緯 weĭ 45度 dù (北 beĭ 海 haĭ 道 daò 付 fù 近 jìn )から同 tóng 時 shí 受 shoù 信 xìn 可 kě 能 néng な衛 weì 星 xīng 数 shù
通 tōng 常 cháng 日 rì 本 běn (本 běn 州 zhoū )では、理 lĭ 想 xiăng 的 de に空 kōng がひらけている場 cháng 合 hé 、受 shoù 信 xìn 可 kě 能 néng な衛 weì 星 xīng は6〜10個 gè 程 chéng 度 dù である。位 weì 置 zhì の計 jì 算 suàn に最 zuì 低 dī 必 bì 要 yaò な4個 gè より多 duō い衛 weì 星 xīng がみえている場 cháng 合 hé は、複 fù 数 shù の衛 weì 星 xīng からの情 qíng 報 baò で測 cè 位 weì 精 jīng 度 dù を向 xiàng 上 shàng させることができる。それぞれの衛 weì 星 xīng からの信 xìn 号 haò 強 qiáng 度 dù (S/N比 bĭ )を観 guān 測 cè したりDGPS情 qíng 報 baò から衛 weì 星 xīng ごとの信 xìn 頼 laì 度 dù を与 yŭ え、また4つ組 zŭ みの取 qŭ り方 fāng をなるべく計 jì 算 suàn 誤 wù 差 chaī が大 dà きく出 chū ないように取 qŭ ったり、さらに複 fù 数 shù の測 cè 位 weì 結 jié 果 guŏ の信 xìn 頼 laì 度 dù が低 dī いものを棄 qì 却 què ・平 píng 均 jūn 化 huà するなどの方 fāng 法 fă がとられる。
受 shoù 信 xìn 可 kě 能 néng な衛 weì 星 xīng の個 gè 数 shù ・配 peì 置 zhì により、電 diàn 波 bō 伝 yún 播 bō の誤 wù 差 chaī が大 dà きく利 lì いてくる場 cháng 合 hé がある。原 yuán 理 lĭ での三 sān 脚 jiaŏ での喩 yù えを用 yòng いると、ある程 chéng 度 dù 伸 shēn び縮 suō みする三 sān 脚 jiaŏ の頭 toú が動 dòng く範 fàn 囲 weí (推 tuī 定 dìng 誤 wù 差 chaī 範 fàn 囲 weí )は、三 sān 脚 jiaŏ の脚 jiaŏ の開 kaī き具 jù 合 hé によって異 yì なる。計 jì 算 suàn に用 yòng いる衛 weì 星 xīng のみかけの位 weì 置 zhì が接 jiē 近 jìn していると、計 jì 算 suàn に用 yòng いる推 tuī 定 dìng 誤 wù 差 chaī が大 dà きくなる(脚 jiaŏ を閉 bì じた三 sān 脚 jiaŏ ではぐらつきが大 dà きい)。また、計 jì 算 suàn に用 yòng いる衛 weì 星 xīng が一 yī 直 zhí 線 xiàn に並 bìng んでいたりする場 cháng 合 hé は、ある方 fāng 向 xiàng への信 xìn 頼 laì 度 dù が大 dà きく低 dī 下 xià する(三 sān 脚 jiaŏ の脚 jiaŏ が縦 zòng に並 bìng んでいると横 héng 方 fāng 向 xiàng にぐらつきが大 dà きい)。
補 bŭ 助 zhù 手 shoŭ 段 duàn による精 jīng 度 dù の向 xiàng 上 shàng [ 編 biān 集 jí ]
GPSは原 yuán 理 lĭ 的 de には最 zuì 低 dī 4つの人 rén 工 gōng 衛 weì 星 xīng が見 jiàn えていることが必 bì 要 yaò であるが、空 kōng が開 kaī けていない場 cháng 合 hé などは、補 bŭ 助 zhù 手 shoŭ 段 duàn で精 jīng 度 dù を向 xiàng 上 shàng させることも可 kě 能 néng である。当 dāng 初 chū のGPSの仕 shì 様 yàng に無 wú い現 xiàn 象 xiàng を使 shĭ う方 fāng 法 fă (ドップラーシフトなど)、想 xiăng 定 dìng された定 dìng 数 shù を使 shĭ う方 fāng 法 fă (地 dì 表 biaŏ や地 dì 図 tú 上 shàng の道 daò 路 lù を移 yí 動 dòng していると仮 jiă 定 dìng する)、他 tā のセンサー類 leì を使 shĭ う方 fāng 法 fă (気 qì 圧 yā 計 jì など)がある。
まず、GPS受 shoù 信 xìn 機 jī 内 neì 部 bù の時 shí 計 jì が正 zhèng 確 què な時 shí 刻 kè に校 xiaò 正 zhèng された後 hoù の一 yī 定 dìng 時 shí 間 jiān は、時 shí 刻 kè 情 qíng 報 baò は内 neì 部 bù の時 shí 計 jì を用 yòng いて3つの衛 weì 星 xīng で3次 cì 元 yuán の位 weì 置 zhì を知 zhī ることができる(#原 yuán 理 lĭ 参 cān 照 zhaò )。しかし、もともとその時 shí 計 jì が持 chí っている誤 wù 差 chaī のため、これも数 shù 分 fēn で信 xìn 頼 laì できない時 shí 刻 kè になってしまう。
また、地 dì 球 qiú の形 xíng が分 fēn かっており、地 dì 表 biaŏ (あるいは一 yī 定 dìng の高 gaō 度 dù )を移 yí 動 dòng していると考 kaŏ えられる場 cháng 合 hé 、さらに1つの衛 weì 星 xīng からの距 jù 離 lí を省 shěng 略 lWè しても位 weì 置 zhì は求 qiú められる。地 dì 球 qiú の形 xíng (平 píng 均 jūn 海 haĭ 面 miàn )は球 qiú 体 tĭ ではなく赤 chì 道 daò 付 fù 近 jìn が膨 péng らんだ回 huí 転 zhuăn 楕 tuŏ 円 yuán 体 tĭ (扁 biăn 球 qiú )であることは知 zhī られているが、これをよく近 jìn 似 sì した3次 cì 元 yuán 曲 qŭ 面 miàn (WGS84など)を多 duō くのGPS受 shoù 信 xìn 機 jī がデータとして持 chí っている。
さらに受 shoù 信 xìn 機 jī のドップラーシフトを観 guān 測 cè すると、C/A信 xìn 号 haò の1ビット送 sòng 信 xìn 時 shí 間 jiān 未 weì 満 măn の距 jù 離 lí の観 guān 測 cè もできる。衛 weì 星 xīng と受 shoù 信 xìn 機 jī の距 jù 離 lí が接 jiē 近 jìn または乖 guaī 離 lí している場 cháng 合 hé 、ドップラー効 xiaò 果 guŏ により受 shoù 信 xìn 周 zhoū 波 bō 数 shù の上 shàng 昇 shēng または低 dī 下 xià (これは信 xìn 号 haò の位 weì 相 xiāng 変 biàn 化 huà として観 guān 測 cè される)がおきる[ 注 zhù 釈 shì 4] 。これを用 yòng いれば、受 shoù 信 xìn 機 jī が等 děng 速 sù 直 zhí 線 xiàn 運 yùn 動 dòng しかしていないか、それ以 yĭ 外 waì の方 fāng 向 xiàng に動 dòng いたかも推 tuī 定 dìng できる(1つないし2つの衛 weì 星 xīng からの信 xìn 号 haò でもある程 chéng 度 dù の位 weì 置 zhì は推 tuī 定 dìng できる)。なお長 cháng 時 shí 間 jiān の位 weì 相 xiāng 観 guān 測 cè によりC/A信 xìn 号 haò の精 jīng 度 dù 限 xiàn 界 jiè 以 yĭ 上 shàng に精 jīng 度 dù を上 shàng げる方 fāng 法 fă は、測 cè 地 dì 用 yòng のGPS受 shoù 信 xìn 機 jī などでも用 yòng いられている。
またカーナビやスマートフォンなどでは、GPSで定 dìng 期 qī 的 de に位 weì 置 zhì を決 jué 定 dìng し、ジャイロ ・加 jiā 速 sù 度 dù センサ から得 dé られる情 qíng 報 baò で、自 zì 律 lw 位 weì 置 zhì 推 tuī 定 dìng している物 wù もある。この場 cháng 合 hé GPS信 xìn 号 haò を受 shoù 信 xìn できない状 zhuàng 態 taì (トンネル内 neì に入 rù ったとき)も、ある程 chéng 度 dù の位 weì 置 zhì は分 fēn かる。航 háng 空 kōng 機 jī の慣 guàn 性 xìng 航 háng 法 fă 装 zhuāng 置 zhì と同 tóng 様 yàng であるが、精 jīng 度 dù は低 dī いため、複 fù 雑 zá な移 yí 動 dòng や時 shí 間 jiān 経 jīng 過 guò によって位 weì 置 zhì の信 xìn 頼 laì 性 xìng は落 luò ちる[ 注 zhù 釈 shì 5] 。
現 xiàn 在 zaì 高 gaō 度 dù の情 qíng 報 baò が要 yaò 求 qiú される登 dēng 山 shān 用 yòng のGPS受 shoù 信 xìn 機 jī では、気 qì 圧 yā 高 gaō 度 dù 計 jì で高 gaō 度 dù 方 fāng 向 xiàng の位 weì 置 zhì 推 tuī 定 dìng の補 bŭ 助 zhù 手 shoŭ 段 duàn としたり、磁 cí 気 qì コンパスを併 bìng 用 yòng するものもある。空 kōng 間 jiān の (x , y , z ) 方 fāng 向 xiàng の誤 wù 差 chaī は均 jūn 等 děng であるが、前 qián 述 shù のようにGPS受 shoù 信 xìn 機 jī の多 duō くは地 dì 表 biaŏ に沿 yán って動 dòng くことを想 xiăng 定 dìng しており、地 dì 表 biaŏ に沿 yán った方 fāng 向 xiàng の位 weì 置 zhì 推 tuī 定 dìng の精 jīng 度 dù を上 shàng げる代 daì わりに高 gaō 度 dù 方 fāng 向 xiàng の位 weì 置 zhì 推 tuī 定 dìng を犠 xī 牲 shēng にしているためである。詳 xiáng 細 xì な地 dì 形 xíng 図 tú 情 qíng 報 baò とGPS信 xìn 号 haò を組 zŭ み合 hé わせて現 xiàn 在 zaì 高 gaō 度 dù を求 qiú めるものもあるが、階 jiē 層 céng には対 duì 応 yīng できない。
モバイル機 jī 器 qì に搭 dā 載 zaì のGPSでは、携 xié 帯 daì 電 diàn 話 huà の基 jī 地 dì 局 jú の位 weì 置 zhì 情 qíng 報 baò (精 jīng 度 dù 数 shù 百 baĭ m〜数 shù km程 chéng 度 dù )を補 bŭ 助 zhù 情 qíng 報 baò として用 yòng いることができる。このため初 chū 期 qī 捕 bŭ 捉 zhuō を速 sù くしたり、高 gaō 速 sù 移 yí 動 dòng 時 shí に衛 weì 星 xīng を見 jiàn 失 shī わないための補 bŭ 助 zhù 手 shoŭ 段 duàn とすることができる。他 tā にネットワーク通 tōng 信 xìn を利 lì 用 yòng して、位 weì 置 zhì 演 yăn 算 suàn やGPS情 qíng 報 baò 等 děng を補 bŭ 正 zhèng し高 gaō 速 sù 化 huà を図 tú っている。(補 bŭ 助 zhù GPS )
GIS 情 qíng 報 baò を補 bŭ 助 zhù 手 shoŭ 段 duàn として用 yòng いる場 cháng 合 hé もある。カーナビでは地 dì 図 tú を搭 dā 載 zaì しているため、道 daò 路 lù 情 qíng 報 baò と照 zhaò らし合 hé わせることで誤 wù 差 chaī を修 xiū 正 zhèng しているものもある(車 chē は道 daò 路 lù 以 yĭ 外 waì を走 zoŭ れない・水 shuĭ 面 miàn を走 zoŭ れない、などという制 zhì 約 yuē を利 lì 用 yòng している)。
GPS受 shoù 信 xìn 機 jī に経 jīng 緯 weĭ 度 dù を直 zhí 接 jiē 入 rù 力 lì してナビゲーションする場 cháng 合 hé 、測 cè 地 dì 系 xì を整 zhěng 合 hé させる必 bì 要 yaò がある。(例 lì えば、WGS84 もしくは日 rì 本 běn 測 cè 地 dì 系 xì を選 xuăn 択 zé )
受 shoù 信 xìn 機 jī 側 cè での信 xìn 号 haò 処 chŭ 理 lĭ には、さまざまな要 yaò 因 yīn によるものが含 hán まれるが、高 gaō 速 sù で運 yùn 動 dòng するGPS衛 weì 星 xīng の運 yùn 動 dòng による発 fā 振 zhèn 信 xìn 号 haò の時 shí 間 jiān の遅 chí れ と、地 dì 球 qiú の重 zhòng 力 lì 場 cháng による時 shí 間 jiān の遅 chí れである。後 hoù 者 zhě は、衛 weì 星 xīng 軌 guĭ 道 daò の擾 raŏ 乱 luàn や信 xìn 号 haò 到 daò 達 dá 距 jù 離 lí の湾 wān 曲 qŭ 、発 fā 振 zhèn 信 xìn 号 haò の時 shí 間 jiān の遅 chí れなどを引 yĭn き起 qĭ こす。
地 dì 上 shàng の時 shí 計 jì は、GPS衛 weì 星 xīng の時 shí 計 jì よりわずかに遅 chí れるので、GPS衛 weì 星 xīng の時 shí 計 jì は、これを補 bŭ 正 zhèng するため遅 chí く進 jìn むように設 shè 計 jì [ 3] されている。この時 shí 間 jiān の遅 chí れは相 xiāng 対 duì 論 lùn 効 xiaò 果 guŏ を考 kaŏ 慮 lw した計 jì 算 suàn 結 jié 果 guŏ と高 gaō い精 jīng 度 dù で一 yī 致 zhì しており、身 shēn 近 jìn な相 xiāng 対 duì 性 xìng 理 lĭ 論 lùn 効 xiaò 果 guŏ の実 shí 証 zhèng の一 yī つとして挙 jŭ げられる[ 4] 。
GPS時 shí 刻 kè (GPSの基 jī 準 zhŭn 時 shí 刻 kè 系 xì )はUTCの1980年 nián 1月 yuè 6日 rì 午 wŭ 前 qián 0時 shí (TAI −19秒 miaŏ )を開 kaī 始 shĭ 時 shí 刻 kè (基 jī 準 zhŭn )とし、その後 hoù は、UTC のような閏 rùn 秒 miaŏ 調 diaò 整 zhěng は施 shī されない。したがって、現 xiàn 在 zaì 、GPS時 shí 刻 kè はUTCから18秒 miaŏ 進 jìn んでいる(2020年 nián 1月 yuè 現 xiàn 在 zaì )。
しかし、このGPS時 shí 刻 kè とUTCとの差 chaī はGPS信 xìn 号 haò の中 zhōng に含 hán まれているため、受 shoù 信 xìn 機 jī ではこの差 chaī を補 bŭ 正 zhèng してUTC時 shí 刻 kè を出 chū 力 lì することができる。このUTCとのオフセット信 xìn 号 haò は255(8ビット)の値 zhí まで持 chí てるため現 xiàn 状 zhuàng の閏 rùn 秒 miaŏ 挿 chā 入 rù のペースであれば2300年 nián 頃 qĭng まで問 wèn 題 tí ないと考 kaŏ えられる。
GPS時 shí 刻 kè では日 rì 時 shí を、起 qĭ 点 diăn から○週 zhoū ○秒 miaŏ 経 jīng 過 guò と、「週 zhoū 」と「秒 miaŏ 」だけで表 biaŏ 現 xiàn する。この「週 zhoū 」データが10ビット で管 guăn 理 lĭ されているため、1023までしかカウントできず、1024週 zhoū 目 mù は0に戻 lì る。
そのため、0週 zhoū 目 mù で経 jīng 過 guò 秒 miaŏ 数 shù が0秒 miaŏ の場 cháng 合 hé 、これが1980年 nián 1月 yuè 6日 rì なのか1999年 nián 8月 yuè 22日 rì なのか2019年 nián 4月 yuè 7日 rì なのかをGPSデータだけでは区 qū 別 bié することができず[ 6] 、受 shoù 信 xìn 機 jī 側 cè で適 shì 切 qiē に解 jiě 釈 shì しなければいけない。ソフトウェアの更 gèng 新 xīn で対 duì 応 yīng されることもあるが、10年 nián 以 yĭ 上 shàng 前 qián の製 zhì 品 pĭn に対 duì しては更 gèng 新 xīn が提 tí 供 gōng されないことも多 duō く、約 yuē 20年 nián 前 qián の日 rì 付 fù に戻 lì ってしまうことを回 huí 避 bì する手 shoŭ 段 duàn がない場 cháng 合 hé もある[ 7] 。
1999年 nián 8月 yuè 21日 rì 問 wèn 題 tí
GPS時 shí 計 jì の周 zhoū 期 qī 開 kaī 始 shĭ 日 rì である1980年 nián 1月 yuè 6日 rì から1024週 zhoū 後 hoù の1999年 nián 8月 yuè 21日 rì 0時 shí (JST では1999年 nián 8月 yuè 22日 rì 午 wŭ 前 qián 9時 shí )が初 chū めてロールオーバーが発 fā 生 shēng した日 rì である。
日 rì 本 běn 国 guó 内 neì では、一 yī 部 bù のカーナビゲーション システム製 zhì 品 pĭn が起 qĭ 動 dòng できなくなるなどの問 wèn 題 tí が発 fā 生 shēng した[ 8] 。
2019年 nián 4月 yuè 7日 rì 問 wèn 題 tí
2度 dù 目 mù にGPSの週 zhoū の積 jī 算 suàn が0になったのは、起 qĭ 点 diăn から2048週 zhoū 間 jiān 後 hoù の2019年 nián 4月 yuè 6日 rì 23時 shí 59分 fēn 42秒 miaŏ (UTC)であった(正 zhèng 時 shí ではないのは閏 rùn 秒 miaŏ の影 yĭng 響 xiăng ) [ 9] 。翌 yì 7日 rì 、日 rì 本 běn 航 háng 空 kōng のボーイング787 型 xíng 機 jī の日 rì 付 fù 表 biaŏ 示 shì にトラブルが発 fā 生 shēng し、確 què 認 rèn のため1便 biàn が欠 qiàn 航 háng 、2便 biàn が遅 chí 延 yán した[ 10] 。
2038年 nián 11月 yuè 21日 rì 問 wèn 題 tí
3度 dù 目 mù に発 fā 生 shēng するのは、起 qĭ 点 diăn から3072週 zhoū 経 jīng 過 guò する2038年 nián 11月 yuè 21日 rì の予 yŭ 定 dìng である。(閏 rùn 秒 miaŏ の影 yĭng 響 xiăng により正 zhèng 確 què な時 shí 刻 kè は未 weì 定 dìng )
将 jiāng 来 laí は、GPSの衛 weì 星 xīng システムを更 gèng 新 xīn する「GPS近 jìn 代 daì 化 huà 」により週 zhoū データに13ビット割 gē り当 dāng てられるようになり、ロールオーバーの発 fā 生 shēng は8192週 zhoū (約 yuē 157.5年 nián )に1回 huí に改 gaĭ 善 shàn される[ 11] 。この場 cháng 合 hé 、最 zuì 初 chū のロールオーバーは2137年 nián 1月 yuè 6日 rì 頃 qĭng の予 yŭ 定 dìng である。(閏 rùn 秒 miaŏ の影 yĭng 響 xiăng により正 zhèng 確 què な時 shí 刻 kè は未 weì 定 dìng )
安 ān 全 quán 保 baŏ 障 zhàng 輸 shū 出 chū 管 guăn 理 lĭ [ 編 biān 集 jí ]
対 duì 共 gòng 産 chăn 圏 quān 輸 shū 出 chū 統 tŏng 制 zhì 委 weĭ 員 yuán 会 huì (ココム)規 guī 制 zhì の名 míng 残 cán で高 gaō 度 dù 18,000 m (59,000 ft)以 yĭ 上 shàng 、速 sù 度 dù 1,900 km/h以 yĭ 上 shàng では大 dà 陸 lù 間 jiān 弾 dàn 道 daò ミサイル のような用 yòng 途 tú への搭 dā 載 zaì を防 fáng ぐために使 shĭ 用 yòng できない[ 12] [ 13] [ 14] 。
また、慣 guàn 性 xìng 航 háng 法 fă 装 zhuāng 置 zhì を複 fù 合 hé したGPS端 duān 末 mò には規 guī 制 zhì がある。
近 jìn 年 nián では、ワッセナー・アレンジメント がココム規 guī 制 zhì を継 jì 承 chéng している。
ただし、専 zhuān 用 yòng チップを用 yòng いずソフトウェア無 wú 線 xiàn 、FPGA やオープンソース のプログラムを用 yòng いる機 jī 器 qì も製 zhì 作 zuò ・販 fàn 売 maì されており、これらの機 jī 器 qì を使 shĭ 用 yòng することで規 guī 制 zhì を回 huí 避 bì できる。例 lì として、GNSS-SDRやRTKLIBといったオープンソース・ソフトウェアがあり、地 dì デジ用 yòng USBチューナを使 shĭ って取 qŭ 得 dé したGPS信 xìn 号 haò をパソコン上 shàng で解 jiě 析 xī して測 cè 位 weì することさえ可 kě 能 néng である。[ 15]
中 zhōng 国 guó Quectel社 shè 製 zhì のGPSモジュールはballoon modeとして高 gaō 度 dù 80kmまでサポートするなど、高 gaō 高 gaō 度 dù 気 qì 球 qiú に使 shĭ えるモジュールもいくつか存 cún 在 zaì する。[ 16] [ 17]
人 rén 為 weì 的 de に加 jiā えられた誤 wù 差 chaī とその解 jiě 除 chú [ 編 biān 集 jí ]
1990年 nián から2000年 nián までは、アメリカ軍 jūn の軍 jūn 事 shì 上 shàng の理 lĭ 由 yoú (敵 dí 軍 jūn に利 lì 用 yòng されることを防 fáng 止 zhĭ する)で、C/Aコードにおいて民 mín 間 jiān GPS向 xiàng けのデータに対 duì して、故 gù 意 yì に誤 wù 差 chaī データを加 jiā える操 caō 作 zuò (Selective Availability、略 lWè 称 chēng SA )が行 xíng われ、精 jīng 度 dù が100m 程 chéng 度 dù に落 luò とされていた。
SAが加 jiā えられていた時 shí から、既 jì にGPSは民 mín 生 shēng 用 yòng として有 yoŭ 用 yòng であることが知 zhī られていたため、2000年 nián 5月 yuè 2日 rì 4時 shí 5分 fēn (協 xié 定 dìng 世 shì 界 jiè 時 shí )から[ 18] 、アメリカ合 hé 衆 zhòng 国 guó 大 dà 統 tŏng 領 lĭng ビル・クリントン は「GPS技 jì 術 shù を広 guăng く役 yì 立 lì てて欲 yù しい」という主 zhŭ 旨 zhĭ で、これを解 jiě 除 chú した[ 19] 。競 jìng 合 hé 技 jì 術 shù であるガリレオ (EU が主 zhŭ 体 tĭ となって推 tuī 進 jìn している)が提 tí 案 àn された理 lĭ 由 yoú のひとつに、GPSのSAによる誤 wù 差 chaī により、民 mín 生 shēng 用 yòng で精 jīng 度 dù が上 shàng がらないということがあるが、これに対 duì して優 yoū 位 weì を保 baŏ ち続 xù け、イニシアチブを取 qŭ るというアメリカ合 hé 衆 zhòng 国 guó 連 lián 邦 bāng 政 zhèng 府 fŭ の意 yì 図 tú も含 hán まれている。また民 mín 間 jiān GPS機 jī 器 qì の軍 jūn 事 shì 転 zhuăn 用 yòng により、調 diaò 達 dá コストを抑 yì える目 mù 的 de もあると見 jiàn られている。SA解 jiě 除 chú 以 yĭ 降 jiàng は、民 mín 間 jiān GPSでもC/Aコードの技 jì 術 shù 的 de な限 xiàn 界 jiè までの精 jīng 度 dù が得 dé られるようになっている[ 20] 。
2000年 nián 以 yĭ 降 jiàng は、米 mĭ 国 guó の政 zhèng 策 cè 上 shàng の必 bì 要 yaò に応 yīng じて、有 yoŭ 事 shì があった際 jì に特 tè 定 dìng 地 dì 域 yù で精 jīng 度 dù 低 dī 下 xià の措 cuò 置 zhì がとられる可 kě 能 néng 性 xìng があるとされていた。しかし、ジョージ・W・ブッシュ とアメリカ国 guó 防 fáng 総 zŏng 省 shěng は2007年 nián 9月 yuè 18日 rì に、次 cì 世 shì 代 daì GPS(GPS III)にはSA機 jī 能 néng を搭 dā 載 zaì しない(正 zhèng 確 què には、「SAを持 chí つ衛 weì 星 xīng を調 diaò 達 dá しない」)との大 dà 統 tŏng 領 lĭng 令 lìng を発 fā 表 biaŏ した。したがって、この決 jué 定 dìng が将 jiāng 来 laí 覆 fù されない限 xiàn り、SAの操 caō 作 zuò は永 yŏng 久 jiŭ に実 shí 施 shī されないこととなった[ 21] [ 22] 。
多 duō くの天 tiān 文 wén 観 guān 測 cè 設 shè 備 beì では、天 tiān 体 tĭ 追 zhuī 尾 weĭ にGPSに同 tóng 期 qī させることで補 bŭ 正 zhèng するクォーツ時 shí 計 jì やルビジウム時 shí 計 jì を用 yòng いている。このため、アメリカ合 hé 衆 zhòng 国 guó が秘 mì 密 mì 裏 lĭ にSAを加 jiā えようとしても、少 shaŏ なくともSAが加 jiā えられたこと自 zì 体 tĭ はエラーとして検 jiăn 出 chū される。
各 gè 種 zhŏng 無 wú 線 xiàn ナビゲーションシステムの精 jīng 度 dù の比 bĭ 較 jiaò
システム
95%の精 jīng 度 dù (横 héng 方 fāng 向 xiàng /垂 chuí 直 zhí 方 fāng 向 xiàng )
詳 xiáng 細 xì
LORAN-C 仕 shì 様 yàng
460 m / 460 m
LORAN-Cシステムの指 zhĭ 定 dìng された最 zuì 低 dī の精 jīng 度 dù 。
距 jù 離 lí 測 cè 定 dìng 装 zhuāng 置 zhì (DME) 仕 shì 様 yàng
185 m (直 zhí 線 xiàn )
DMEは、無 wú 線 xiàn 通 tōng 信 xìn により航 háng 空 kōng 機 jī と地 dì 上 shàng 局 jú との直 zhí 線 xiàn 距 jù 離 lí を航 háng 空 kōng 機 jī から測 cè 定 dìng する装 zhuāng 置 zhì 。
GPS仕 shì 様 yàng
100 m / 150 m
Selective Availability (SA) オプションがオンになっているGPSシステムの指 zhĭ 定 dìng 精 jīng 度 dù 。SAは2000年 nián 5月 yuè 2日 rì に解 jiě 除 chú された。
LORAN-C 測 cè 定 dìng された再 zaì 現 xiàn 性 xìng
50 m / 50 m
アメリカ沿 yán 岸 àn 警 jĭng 備 beì 隊 duì は、時 shí 差 chaī モードで50メートルの「位 weì 置 zhì に戻 lì る」精 jīng 度 dù を報 baò 告 gaò 。
ディファレンシャルGPS (DGPS)
10 m / 10 m
ディファレンシャルGPS (DGPS) 最 zuì 低 dī 精 jīng 度 dù 。アメリカ合 hé 衆 zhòng 国 guó 運 yùn 輸 shū 省 shěng とアメリカ国 guó 防 fáng 総 zŏng 省 shěng が共 gòng 同 tóng で発 fā 表 biaŏ した2001年 nián の連 lián 邦 bāng 無 wú 線 xiàn ナビゲーションシステム(FRS)レポートによると、精 jīng 度 dù は施 shī 設 shè からの距 jù 離 lí によって低 dī 下 xià し、1m未 weì 満 măn の場 cháng 合 hé もあるが、通 tōng 常 cháng は10m未 weì 満 măn の精 jīng 度 dù 。
eLORAN 再 zaì 現 xiàn 性 xìng
8 m / 8 m
利 lì 用 yòng 可 kě 能 néng なすべての信 xìn 号 haò とHフィールドアンテナを同 tóng 時 shí に使 shĭ 用 yòng し報 baò 告 gaò された精 jīng 度 dù 。
広 guăng 域 yù 増 zēng 強 qiáng システム (WAAS)仕 shì 様 yàng
7.6 m / 7.6 m
高 gaō 精 jīng 度 dù アプローチで使 shĭ 用 yòng するためにWAAS が提 tí 供 gōng しなければならない最 zuì 低 dī の精 jīng 度 dù 。
GPS測 cè 定 dìng
2.5 m / 4.7 m
連 lián 邦 bāng 航 háng 空 kōng 局 jú (FAA)のNational Satellite Test Bed(NSTB)の調 diaò 査 chá 結 jié 果 guŏ に基 jī づいて、Selective Availability (SA) をオフにした状 zhuàng 態 taì でのシステムの実 shí 際 jì の測 cè 定 dìng 精 jīng 度 dù (受 shoù 信 xìn 機 jī エラーを除 chú く)。
広 guăng 域 yù 増 zēng 強 qiáng システム(WAAS)測 cè 定 dìng
0.9 m / 1.3 m
NSTBの調 diaò 査 chá 結 jié 果 guŏ に基 jī づく、システムの実 shí 際 jì に測 cè 定 dìng された精 jīng 度 dù (受 shoù 信 xìn 機 jī エラーを除 chú く)。
地 dì 域 yù 増 zēng 強 qiáng システム (LAAS) 仕 shì 様 yàng
LAASプログラムの目 mù 標 biaō は、カテゴリーIIIC 機 jī 能 néng を提 tí 供 gōng することで、航 háng 空 kōng 機 jī は「オートランド 」システムを利 lì 用 yòng して視 shì 界 jiè ゼロで着 zhaó 陸 lù することができ、<1mという非 feī 常 cháng に高 gaō い精 jīng 度 dù を示 shì す[ 23] 。
民 mín 間 jiān 利 lì 用 yòng の一 yī 例 lì 、タクシーにて。(2004年 nián 7月 yuè 16日 rì 京 jīng 都 dū )
民 mín 生 shēng 用 yòng GPS受 shoù 信 xìn 機 jī は当 dāng 初 chū 航 háng 空 kōng 機 jī 、船 chuán 舶 bó 、測 cè 量 liàng 機 jī 器 qì 、登 dēng 山 shān 用 yòng (携 xié 帯 daì 型 xíng )に利 lì 用 yòng されてきたが、その後 hoù は自 zì 動 dòng 車 chē (カーナビゲーション ・システム、以 yĭ 下 xià カーナビ)や携 xié 帯 daì 電 diàn 話 huà にも搭 dā 載 zaì されている。
携 xié 帯 daì 電 diàn 話 huà ・スマートフォン用 yòng [ 編 biān 集 jí ]
GPSを備 beì えたスマートフォンによるナビゲーション。
2018年 nián 現 xiàn 在 zaì では、ほぼ全 quán ての携 xié 帯 daì 電 diàn 話 huà やスマートフォンにGPSが搭 dā 載 zaì されている。この種 zhŏng の製 zhì 品 pĭn では、地 dì 図 tú 情 qíng 報 baò ・GIS情 qíng 報 baò をサーバ 側 cè にもつことにより詳 xiáng 細 xì な最 zuì 新 xīn の地 dì 図 tú を提 tí 供 gōng したり現 xiàn 在 zaì 地 dì 周 zhoū 辺 biān の付 fù 加 jiā サービス[ 注 zhù 釈 shì 6] を実 shí 現 xiàn している。また情 qíng 報 baò を送 sòng 信 xìn できないGPSと送 sòng 受 shoù 信 xìn 機 jī である携 xié 帯 daì 電 diàn 話 huà を組 zŭ み合 hé わせ、セキュリティ(児 ér 童 tóng 保 baŏ 護 hù や徘 paí 徊 huaí 老 laŏ 人 rén 対 duì 策 cè 、犯 fàn 罪 zuì 者 zhě の監 jiān 視 shì 等 děng )への応 yīng 用 yòng も拡 kuò がっている。
GPSの測 cè 位 weì 情 qíng 報 baò を継 jì 続 xù 的 de に記 jì 録 lù したトラッキング情 qíng 報 baò は、ランニング、登 dēng 山 shān 、ツーリング等 děng で活 huó 発 fā に活 huó 用 yòng されている。
デジタルカメラでは、撮 cuō 影 yĭng 記 jì 録 lù と共 gòng に画 huà 像 xiàng ファイルのExif フィールドに自 zì 動 dòng 的 de に撮 cuō 影 yĭng 地 dì の緯 weĭ 度 dù ・経 jīng 度 dù ・時 shí 刻 kè などが記 jì 録 lù されるものもあり、スマートフォンで撮 cuō 影 yĭng した画 huà 像 xiàng も撮 cuō 影 yĭng 地 dì 点 diăn を自 zì 動 dòng で記 jì 録 lù しているものがある。
※最 zuì 初 chū のgps搭 dā 載 zaì 携 xié 帯 daì 電 diàn 話 huà はガーミンによって販 fàn 売 maì された。
現 xiàn 在 zaì の携 xié 帯 daì 電 diàn 話 huà ではA-GPS (Assisted Global Positioning System)を利 lì 用 yòng してGPS信 xìn 号 haò を受 shoù 信 xìn し難 nán い場 cháng 所 suŏ でも携 xié 帯 daì 電 diàn 話 huà の基 jī 地 dì 局 jú 情 qíng 報 baò を参 cān 考 kaŏ として測 cè 位 weì までの時 shí 間 jiān の短 duăn 縮 suō を行 xíng っているものが多 duō い[ 24] 。GPSチップ・携 xié 帯 daì 電 diàn 話 huà 搭 dā 載 zaì のプロセッサの能 néng 力 lì が低 dī かった時 shí 代 daì は、GPS情 qíng 報 baò をホストサーバーに送 sòng り、緯 weĭ 度 dù ・経 jīng 度 dù ・高 gaō 度 dù 情 qíng 報 baò を携 xié 帯 daì 端 duān 末 mò に送 sòng り返 făn してもらうというシステムも存 cún 在 zaì した。
また、警 jĭng 察 chá 、消 xiaō 防 fáng へ緊 jĭn 急 jí 連 lián 絡 luò をした場 cháng 合 hé 、通 tōng 報 baò を受 shoù けた側 cè から発 fā 信 xìn 者 zhě へGPS情 qíng 報 baò の送 sòng 信 xìn を促 cù し、現 xiàn 在 zaì 位 weì 置 zhì の早 zaŏ 期 qī 発 fā 見 jiàn に繋 xì げている。
移 yí 動 dòng 機 jī 器 qì (車 chē 両 liăng 等 děng )据 jù 付 fù 型 xíng [ 編 biān 集 jí ]
民 mín 間 jiān 企 qĭ 業 yè や官 guān 公 gōng 庁 tīng ではGPS機 jī 能 néng 用 yòng いて人 rén 員 yuán や車 chē 両 liăng 配 peì 備 beì の効 xiaò 率 lw 化 huà を図 tú る利 lì 用 yòng 法 fă が進 jìn められており、各 gè 国 guó の官 guān 公 gōng 庁 tīng にもGPSを用 yòng いた公 gōng 務 wù 員 yuán 管 guăn 理 lĭ を導 daŏ 入 rù する動 dòng きがある。
その他 tā 、ノート型 xíng のPCやタブレット、携 xié 帯 daì ゲーム機 jī をカーナビとして使 shĭ えるようにするGPSユニットとソフトも発 fā 売 maì されている。なお単 dān 体 tĭ のGPSユニットは、測 cè 位 weì 等 děng はすべてユニット内 neì で完 wán 結 jié しており、NMEAなどの標 biaō 準 zhŭn フォーマットで緯 weĭ 度 dù ・経 jīng 度 dù その他 tā の情 qíng 報 baò を送 sòng り出 chū すものが多 duō い。PCやPDA本 běn 体 tĭ ではこれを受 shoù 信 xìn し、地 dì 図 tú ソフトなどと組 zŭ み合 hé わせてカーナビ同 tóng 様 yàng に使 shĭ ったり、トラックの記 jì 録 lù をすることができる。PCやPDAの接 jiē 続 xù も、かつてはシリアルポート 接 jiē 続 xù やPCMCIA(PCカード )・CFカード 規 guī 格 gé が多 duō かったが、現 xiàn 在 zaì はBluetooth で測 cè 位 weì 情 qíng 報 baò を本 běn 体 tĭ に転 zhuăn 送 sòng するものもある。
登 dēng 山 shān 用 yòng
山 shān 林 lín の中 zhōng で移 yí 動 dòng するために、かつては方 fāng 位 weì 磁 cí 針 zhēn と地 dì 図 tú で現 xiàn 在 zaì 地 dì を推 tuī 察 chá するしかなかったが、GPSはそれを全 quán て解 jiě 決 jué し、安 ān 全 quán 性 xìng を大 dà きく高 gaō めた。
フィールド用 yòng
アスリート 用 yòng に走 zoŭ 行 xíng 距 jù 離 lí 、ラップ 、走 zoŭ 行 xíng 経 jīng 路 lù のアップダウンなどを表 biaŏ 示 shì する、腕 wàn 時 shí 計 jì のような形 xíng 態 taì の非 feī 常 cháng に小 xiaŏ 型 xíng の製 zhì 品 pĭn も実 shí 用 yòng 化 huà されている(GPS腕 wàn 時 shí 計 jì )。
ジオキャッシング
ジオキャッシング はネット上 shàng で公 gōng 開 kaī されたキャッシュ(宝 baŏ )の緯 weĭ 度 dù ・経 jīng 度 dù とヒントを元 yuán にGPSを利 lì 用 yòng しキャッシュを探 tàn すゲームである。当 dāng 初 chū はGPSのSA解 jiě 除 chú に伴 bàn い、GPSの精 jīng 度 dù でどのくらい位 weì 置 zhì を精 jīng 密 mì に特 tè 定 dìng できるか、というネットニュース上 shàng での問 wèn いかけに応 yīng じる興 xīng 味 weì で始 shĭ まったものである。10年 nián 以 yĭ 上 shàng ・数 shù 百 baĭ 万 wàn 人 rén 以 yĭ 上 shàng のプレイヤーがいる現 xiàn 在 zaì では、類 leì 似 sì のハイテク宝 baŏ 探 tàn しの元 yuán 祖 zŭ として、趣 qù 味 weì として確 què 立 lì されている。キャッシュには様 yàng 々なタイプがあるが、実 shí 体 tĭ があるキャッシュ (物 wù 理 lĭ キャッシュ) の実 shí 体 tĭ は、数 shù ccのチューブ〜数 shù 十 shí Lのバケツ以 yĭ 上 shàng の大 dà きさの容 róng 器 qì (コンテナ) であり、ログブック (見 jiàn つけた日 rì 時 shí ・ジオキャッシングIDを記 jì 録 lù する) や交 jiaō 換 huàn アイテム (オプション) などが入 rù っている。見 jiàn つけた人 rén はログブックに記 jì 録 lù しオンラインのログにも記 jì 録 lù する。
GPS絵 huì 画 huà (GPSドローイング)
GPS絵 huì 画 huà (GPSドローイング )はGPSロガーで描 miaó いた緯 weĭ 度 dù ・経 jīng 度 dù の軌 guĭ 跡 jī により、文 wén 字 zì やイラスト等 děng のイメージを制 zhì 作 zuò する行 xíng 為 weì である。軌 guĭ 跡 jī はGoogle Earth など地 dì 図 tú ソフトウェア上 shàng に表 biaŏ 示 shì ができる。
パラグライディング競 jìng 技 jì ・パラシューティング競 jìng 技 jì
これらのスポーツでは、(1) 競 jìng 技 jì 者 zhě がGPSを公 gōng 式 shì な記 jì 録 lù として提 tí 出 chū することができる、(2) GPSを用 yòng いてより良 liáng い記 jì 録 lù を出 chū すことを目 mù 指 zhĭ す、などの利 lì 用 yòng がなされている。滑 huá 空 kōng 距 jù 離 lí や落 luò 下 xià 位 weì 置 zhì の正 zhèng 確 què さを競 jìng うこれらの競 jìng 技 jì では、従 cóng 来 laí 写 xiě 真 zhēn による記 jì 録 lù や審 shěn 判 pàn 員 yuán による目 mù 視 shì で記 jì 録 lù がなされることが多 duō かった。プレイヤーが所 suŏ 有 yoŭ するGPSの記 jì 録 lù を提 tí 出 chū し、それが改 gaĭ ざんされていないと認 rèn められれば、有 yoŭ 力 lì な記 jì 録 lù の証 zhèng 拠 jù となる。また単 dān 体 tĭ 機 jī のGPSレシーバでは、立 lì 体 tĭ 的 de にリアルタイムの移 yí 動 dòng 距 jù 離 lí ・降 jiàng 下 xià 率 lw を計 jì 算 suàn し、事 shì 前 qián に設 shè 定 dìng した目 mù 標 biaō へ近 jìn づく参 cān 考 kaŏ となる機 jī 能 néng を備 beì えたものもある。
迷 mí 路 lù ・ビーストハントなど
ガーミン の単 dān 体 tĭ 機 jī GPSレシーバには、GPSを利 lì 用 yòng したゲームが内 neì 蔵 cáng されているものがある。ある程 chéng 度 dù 以 yĭ 上 shàng 広 guăng いところでGPSが受 shoù 信 xìn できるならば、実 shí 際 jì にプレイヤーが動 dòng くことでゲームをプレイする(レシーバが表 biaŏ 示 shì した仮 jiă 想 xiăng の迷 mí 路 lù をプレイヤーが動 dòng いて脱 tuō 出 chū する、など)のゲームを行 xíng うことができる。
ゴルフ
GPSゴルフナビゲーション を用 yòng い、ゴルファーの現 xiàn 在 zaì 位 weì 置 zhì やホール上 shàng の特 tè 定 dìng ポイントまでの距 jù 離 lí 情 qíng 報 baò などを得 dé ることができる。
スマートフォン向 xiàng けゲームアプリ
位 weì 置 zhì 情 qíng 報 baò ゲーム でプレイヤー位 weì 置 zhì の特 tè 定 dìng のためにGPSが使 shĭ われるものがある。主 zhŭ なものとして、Ingress 、Pokémon GO (ともにNiantic )、パズドラレーダー (ガンホー )などがある。
位 weì 置 zhì 情 qíng 報 baò SNS
利 lì 用 yòng 者 zhě がGPSで取 qŭ 得 dé した現 xiàn 在 zaì 位 weì 置 zhì 情 qíng 報 baò を自 zì ら公 gōng 開 kaī し共 gòng 有 yoŭ するソーシャル・ネットワーク・サービス 。Yelp やFoursquare のほか、Facebook やTwitter にも位 weì 置 zhì 情 qíng 報 baò 共 gòng 有 yoŭ 機 jī 能 néng が実 shí 装 zhuāng されている(位 weì 置 zhì 情 qíng 報 baò なしで投 toú 稿 gaŏ することも可 kě 能 néng )。
浮 fú 気 qì 調 diaò 査 chá
パートナーの浮 fú 気 qì ・不 bù 倫 lún 調 diaò 査 chá において、携 xié 帯 daì に備 beì え付 fù けられたGPS機 jī 能 néng を活 huó 用 yòng し、調 diaò 査 chá することがある[ 25] 。
船 chuán 舶 bó にとってGPSは重 zhòng 要 yaò な航 háng 法 fă 支 zhī 援 yuán 設 shè 備 beì である。航 háng 空 kōng 機 jī 同 tóng 様 yàng 、陸 lù から離 lí れたら目 mù 印 yìn をもたない海 haĭ 上 shàng において、遭 zaō 難 nán ・衝 chōng 突 tū や座 zuò 礁 jiaō を免 miăn れるために、精 jīng 度 dù の良 liáng い航 háng 法 fă 支 zhī 援 yuán システムを利 lì 用 yòng することは重 zhòng 要 yaò であった。そもそもGPSはロラン-C に取 qŭ って代 daì わるためにつくられたシステムである。
カーナビゲーション はGPSの実 shí 装 zhuāng において技 jì 術 shù 的 de に有 yoŭ 利 lì な応 yīng 用 yòng である。自 zì 動 dòng 車 chē は安 ān 定 dìng した電 diàn 源 yuán が供 gōng 給 geĭ でき、GPS用 yòng アンテナを良 liáng い位 weì 置 zhì に設 shè 置 zhì できる。携 xié 帯 daì 電 diàn 話 huà と比 bĭ 較 jiaò して大 dà 型 xíng の装 zhuāng 置 zhì が搭 dā 載 zaì できるため、詳 xiáng 細 xì な地 dì 図 tú 情 qíng 報 baò を内 neì 蔵 cáng できる。
また、速 sù 度 dù 規 guī 制 zhì 取 qŭ り締 dì まりやシートベルト着 zhaó 装 zhuāng 取 qŭ り締 dì まり等 děng を頻 pín 繁 fán に行 xíng っている場 cháng 所 suŏ の緯 weĭ 度 dù ・経 jīng 度 dù をデータとして持 chí ち、その近 jìn 辺 biān で警 jĭng 告 gaò を発 fā する機 jī 器 qì も存 cún 在 zaì する(レーダー探 tàn 知 zhī 機 jī の項 xiàng を参 cān 照 zhaò )。
航 háng 空 kōng
GPSやGLONASSなどの位 weì 置 zhì 情 qíng 報 baò を航 háng 空 kōng 機 jī にも使 shĭ 用 yòng することが促 cù 進 jìn されている。
従 cóng 来 laí の航 háng 空 kōng 機 jī 航 háng 法 fă は、VOR ・DME などの地 dì 上 shàng 航 háng 法 fă 支 zhī 援 yuán 施 shī 設 shè を用 yòng い、いわば電 diàn 波 bō の灯 dēng 台 taí への方 fāng 位 weì ・距 jù 離 lí を測 cè 定 dìng して現 xiàn 在 zaì 位 weì 置 zhì を知 zhī る方 fāng 法 fă だった。これに対 duì し、衛 weì 星 xīng が4個 gè 以 yĭ 上 shàng 見 jiàn えていればある程 chéng 度 dù の精 jīng 度 dù で絶 jué 対 duì 位 weì 置 zhì がわかるGPSは、航 háng 空 kōng 機 jī 向 xiàng けの測 cè 位 weì 方 fāng 式 shì であるとも言 yán える。
しかしながらGPS信 xìn 号 haò をそのまま航 háng 空 kōng 航 háng 法 fă に使 shĭ 用 yòng するには、測 cè 位 weì の安 ān 全 quán 性 xìng ・信 xìn 頼 laì 性 xìng ・精 jīng 度 dù 等 děng に問 wèn 題 tí がある。具 jù 体 tĭ 的 de には、低 dī 高 gaō 度 dù 、特 tè に精 jīng 度 dù がもっとも必 bì 要 yaò とされる着 zhaó 陸 lù 寸 cùn 前 qián の地 dì 形 xíng による遮 zhē 蔽 bì ・マルチパス、機 jī 体 tĭ の姿 zī 勢 shì 変 biàn 更 gèng に伴 bàn いロックした衛 weì 星 xīng (測 cè 位 weì に用 yòng いている衛 weì 星 xīng )が変 biàn 化 huà すること、一 yī 般 bān にGPSによる測 cè 位 weì では航 háng 空 kōng 機 jī にとって重 zhòng 要 yaò な高 gaō 度 dù 方 fāng 向 xiàng の精 jīng 度 dù が緯 weĭ 度 dù ・経 jīng 度 dù 方 fāng 向 xiàng の精 jīng 度 dù より低 dī いこと(ただしこれは計 jì 算 suàn 方 fāng 法 fă にもよる)、ジェット機 jī などは高 gaō 速 sù 移 yí 動 dòng するためドップラーシフト・衛 weì 星 xīng コンステレーションの時 shí 間 jiān 的 de 変 biàn 化 huà が無 wú 視 shì できないこと、などである。
ただし、大 dà 型 xíng 機 jī ではINS(慣 guàn 性 xìng 航 háng 法 fă 装 zhuāng 置 zhì )や従 cóng 来 laí の測 cè 位 weì 方 fāng 式 shì などと併 bìng 用 yòng すること、小 xiaŏ 型 xíng 機 jī ではVFR(有 yoŭ 視 shì 界 jiè 飛 feī 行 xíng 方 fāng 式 shì )が主 zhŭ であることなどから、実 shí 際 jì の運 yùn 用 yòng では(制 zhì 度 dù 上 shàng は認 rèn められていないものの)機 jī 長 cháng 判 pàn 断 duàn の参 cān 考 kaŏ として用 yòng いられている場 cháng 合 hé が多 duō かった。
こういった流 liú れを受 shoù けて、また近 jìn 年 nián では航 háng 空 kōng 機 jī 運 yùn 航 háng の高 gaō 密 mì 度 dù 化 huà により定 dìng められた航 háng 空 kōng 路 lù 以 yĭ 外 waì の経 jīng 路 lù を飛 feī ぶための一 yī 手 shoŭ 段 duàn として、GPS情 qíng 報 baò を航 háng 法 fă に利 lì 用 yòng することが国 guó 際 jì 民 mín 間 jiān 航 háng 空 kōng 機 jī 関 guān (ICAO)や国 guó 土 tŭ 交 jiaō 通 tōng 省 shěng 航 háng 空 kōng 局 jú (JCAB)でも検 jiăn 討 taŏ されてきた。その成 chéng 果 guŏ として日 rì 本 běn では、一 yī 部 bù の空 kōng 港 găng の離 lí 着 zhaó 陸 lù 手 shoŭ 順 shùn においてRNAV (GPS) 航 háng 法 fă の実 shí 施 shī が2007年 nián 9月 yuè 27日 rì より開 kaī 始 shĭ された[ 26] 。航 háng 空 kōng 機 jī はウェイポイント とよばれる架 jià 空 kōng の点 diăn を結 jié ぶ線 xiàn を経 jīng 路 lù とするように飛 feī 行 xíng する。従 cóng 来 laí のVOR/DME航 háng 法 fă では、VOR/DMEの位 weì 置 zhì 、あるいは1つまたは2つのVOR/DMEから一 yī 定 dìng の方 fāng 位 weì 角 jiaŏ ・距 jù 離 lí にある架 jià 空 kōng の点 diăn をウェイポイントとしていた。これに対 duì しRNAV航 háng 法 fă では、地 dì 上 shàng 施 shī 設 shè に拠 jù らない自 zì 由 yoú な点 diăn をウェイポイントとして定 dìng めることができるため、飛 feī 行 xíng 経 jīng 路 lù の短 duăn 縮 suō による運 yùn 航 háng 時 shí 間 jiān の短 duăn 縮 suō 、燃 rán 費 feì の節 jié 約 yuē などが見 jiàn 込まれる。
航 háng 空 kōng 機 jī での精 jīng 度 dù 向 xiàng 上 shàng を一 yī 次 cì 目 mù 的 de とした、静 jìng 止 zhĭ 衛 weì 星 xīng 型 xíng 衛 weì 星 xīng 航 háng 法 fă 補 bŭ 強 qiáng システム(SBAS : Satellite Based Augmentation System)の運 yùn 用 yòng が以 yĭ 下 xià の各 gè 国 guó で開 kaī 始 shĭ され、あるいは計 jì 画 huà されている。
米 mĭ 国 guó :WAAS (Wide Area Augmentation System)
中 zhōng 国 guó :CNSS (Compass Navigation Satellite System)
ロシア:SDCM (System for Differential Corrections and Monitoring)
欧 oū 州 zhoū :EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service)
インド:GAGAN
日 rì 本 běn :MSAS (MTSAT -based Satellite Augmentation System)
SBASでは、GPS衛 weì 星 xīng の補 bŭ 正 zhèng 情 qíng 報 baò (特 tè に高 gaō 度 dù 情 qíng 報 baò の補 bŭ 正 zhèng )や信 xìn 頼 laì 性 xìng 情 qíng 報 baò を送 sòng 信 xìn し、またSBAS衛 weì 星 xīng 自 zì 体 tĭ も測 cè 位 weì のためのひとつの衛 weì 星 xīng として働 dòng く。さらにSBAS衛 weì 星 xīng は静 jìng 止 zhĭ 軌 guĭ 道 daò にあるため、中 zhōng 〜低 dī 緯 weĭ 度 dù 地 dì 方 fāng では天 tiān 頂 dĭng に近 jìn い高 gaō 仰 yăng 角 jiaŏ でみえているのも有 yoŭ 利 lì な点 diăn である(北 beĭ 緯 weĭ 35度 dù では仰 yăng 角 jiaŏ 55度 dù )。航 háng 空 kōng 以 yĭ 外 waì の分 fēn 野 yě でも、例 lì えばビル街 jiē でのカーナビの精 jīng 度 dù 向 xiàng 上 shàng にも役 yì 立 lì つと考 kaŏ えられている。SBASを補 bŭ 助 zhù 情 qíng 報 baò として用 yòng いることができるGPS受 shoù 信 xìn 機 jī はすでにSBAS対 duì 応 yīng (WAAS対 duì 応 yīng )受 shoù 信 xìn 機 jī として広 guăng く普 pŭ 及 jí し始 shĭ めている。
日 rì 本 běn のMSASについては、航 háng 空 kōng 機 jī でのRNAV運 yùn 用 yòng に伴 bàn い、2007年 nián 9月 yuè 27日 rì から試 shì 験 yàn 信 xìn 号 haò フラグ(MT0)が運 yùn 用 yòng モード(MT2)となり、正 zhèng 式 shì に供 gōng 用 yòng 開 kaī 始 shĭ となった。ただし初 chū 期 qī のWAAS対 duì 応 yīng 機 jī など一 yī 部 bù のSBAS対 duì 応 yīng 受 shoù 信 xìn 機 jī では、MSASの衛 weì 星 xīng 番 fān 号 haò を設 shè 定 dìng ・処 chŭ 理 lĭ できないため測 cè 位 weì に利 lì 用 yòng できないものがある。
航 háng 空 kōng 航 háng 法 fă にあっては、用 yòng 途 tú によって最 zuì 低 dī 精 jīng 度 dù が定 dìng められていることがある。GPS衛 weì 星 xīng の配 peì 置 zhì や運 yùn 用 yòng 停 tíng 止 zhĭ などの都 dū 合 hé 上 shàng 、飛 feī 行 xíng 中 zhōng に航 háng 法 fă が求 qiú める精 jīng 度 dù を満 măn 足 zú できない空 kōng 域 yù がある場 cháng 合 hé は、その空 kōng 域 yù にてGPSを航 háng 法 fă に用 yòng いることができない。そのような空 kōng 域 yù や時 shí 間 jiān 帯 daì を飛 feī 行 xíng 前 qián ないしは飛 feī 行 xíng 中 zhōng に予 yŭ 測 cè することをRAIM予 yŭ 測 cè と言 yán う。RAIM予 yŭ 測 cè の結 jié 果 guŏ GPSに依 yī 存 cún する航 háng 法 fă が使 shĭ 用 yòng できない場 cháng 合 hé は、VORなどの他 tā の航 háng 法 fă に切 qiē り替 tì える必 bì 要 yaò がある。
宇 yŭ 宙 zhoù
宇 yŭ 宙 zhoù 船 chuán 及 jí び人 rén 工 gōng 衛 weì 星 xīng は、低 dī 軌 guĭ 道 daò から静 jìng 止 zhĭ 軌 guĭ 道 daò までの地 dì 球 qiú 軌 guĭ 道 daò で、姿 zī 勢 shì 制 zhì 御 yù (ACS)にGPSを利 lì 用 yòng している。
科 kē 学 xué 技 jì 術 shù 分 fēn 野 yě では、もちろん国 guó 土 tŭ の形 xíng 状 zhuàng を明 míng らかにしたり、cm単 dān 位 weì で地 dì 球 qiú の動 dòng きを知 zhī り地 dì 震 zhèn 予 yŭ 知 zhī に役 yì 立 lì てるなどの、いわばGPS本 běn 来 laí の用 yòng 途 tú のほかに、トラッキングや時 shí 刻 kè の高 gaō 精 jīng 度 dù 同 tóng 期 qī などにも利 lì 用 yòng されている。
大 dà 型 xíng の渡 dù り鳥 niaŏ にGPS発 fā 信 xìn 機 jī を装 zhuāng 着 zhaó して、その渡 dù りの過 guò 程 chéng を追 zhuī 跡 jī することに利 lì 用 yòng されている。山 shān 階 jiē 鳥 niaŏ 類 leì 研 yán 究 jiū 所 suŏ は絶 jué 滅 miè が危 weī 惧 jù されているアホウドリ の繁 fán 殖 zhí 活 huó 動 dòng を行 xíng っており、その一 yī 環 huán として伊 yī 豆 doù 諸 zhū 島 daŏ の鳥 niaŏ 島 daŏ で生 shēng まれたアホウドリを聟 xù 島 daŏ へ移 yí 住 zhù させて繁 fán 殖 zhí 地 dì の拡 kuò 大 dà を図 tú っているが、そのうちの7羽 yŭ にGPS発 fā 信 xìn 機 jī を装 zhuāng 着 zhaó してその後 hoù の足 zú 取 qŭ りを追 zhuī 跡 jī した。その中 zhōng の1羽 yŭ がカムチャッカ半 bàn 島 daŏ 、アリューシャン列 liè 島 daŏ 、アラスカ湾 wān 、カナダ 西 xī 海 haĭ 岸 àn を経 jīng 由 yoú してアメリカ ・カリフォルニア州 zhoū のサンフランシスコ 沖 chōng に辿 chān り着 zhaó いていることが人 rén 工 gōng 衛 weì 星 xīng による追 zhuī 跡 jī で判 pàn 明 míng し、現 xiàn 地 dì での写 xiě 真 zhēn 撮 cuō 影 yĭng によりその個 gè 体 tĭ が確 què 認 rèn された。アホウドリの2万 wàn km以 yĭ 上 shàng におよぶ渡 dù りの経 jīng 路 lù の詳 xiáng 細 xì がGPSの技 jì 術 shù により明 míng らかになった[ 27] 。また、同 tóng じく追 zhuī 跡 jī が困 kùn 難 nán な海 haĭ 洋 yáng 生 shēng 物 wù にも装 zhuāng 着 zhaó して研 yán 究 jiū に役 yì 立 lì てている。
このほか、位 weì 置 zhì が既 jì 知 zhī の基 jī 地 dì 局 jú で高 gaō 精 jīng 度 dù にGPS測 cè 位 weì を行 xíng い、その誤 wù 差 chaī 情 qíng 報 baò からGPS電 diàn 波 bō 伝 yún 播 bō 経 jīng 路 lù の大 dà 気 qì の状 zhuàng 態 taì を知 zhī るGPS気 qì 象 xiàng 学 xué なども実 shí 用 yòng 化 huà を目 mù 指 zhĭ して研 yán 究 jiū されている。
GPS衛 weì 星 xīng 搭 dā 載 zaì の原 yuán 子 zĭ 時 shí 計 jì からの時 shí 計 jì 情 qíng 報 baò も、科 kē 学 xué 分 fēn 野 yě を中 zhōng 心 xīn に広 guăng く活 huó 用 yòng されている。GPSの時 shí 計 jì 情 qíng 報 baò はGPS衛 weì 星 xīng に搭 dā 載 zaì されている原 yuán 子 zĭ 時 shí 計 jì の精 jīng 度 dù とほぼ一 yī 致 zhì し、クォーツ時 shí 計 jì の精 jīng 度 dù よりもはるかに高 gaō い。そのため、野 yě 外 waì で正 zhèng 確 què な時 shí 刻 kè を知 zhī る必 bì 要 yaò がある場 cháng 合 hé や、複 fù 数 shù 点 diăn で時 shí 計 jì 情 qíng 報 baò を高 gaō 精 jīng 度 dù で一 yī 致 zhì させる(同 tóng 期 qī する)ために用 yòng いられる。
GPS本 běn 来 laí の目 mù 的 de である位 weì 置 zhì 決 jué 定 dìng とは異 yì なる利 lì 用 yòng 法 fă であるが、特 tè に地 dì 球 qiú 科 kē 学 xué や土 tŭ 木 mù 工 gōng 学 xué 分 fēn 野 yě に大 dà きな効 xiaò 果 guŏ を与 yŭ えている。地 dì 震 zhèn を監 jiān 視 shì し震 zhèn 源 yuán を高 gaō 精 jīng 度 dù に決 jué 定 dìng するためには、広 guăng 範 fàn 囲 weí に多 duō 数 shù 設 shè 置 zhì された地 dì 震 zhèn 計 jì すべての時 shí 計 jì を秒 miaŏ 未 weì 満 măn の精 jīng 度 dù で一 yī 致 zhì させ[ 注 zhù 釈 shì 7] 、かつ数 shù ヶ月 yuè から数 shù 年 nián 間 jiān にわたりその状 zhuàng 態 taì を維 weí 持 chí する必 bì 要 yaò がある。そのために従 cóng 来 laí はJJY を同 tóng 時 shí に記 jì 録 lù し時 shí 刻 kè を記 jì 録 lù していたり、各 gè 地 dì 震 zhèn 計 jì に原 yuán 子 zĭ 時 shí 計 jì を接 jiē 続 xù する必 bì 要 yaò があり、費 feì 用 yòng 負 fù 担 dàn が大 dà きかった。しかしGPS受 shoù 信 xìn 機 jī を接 jiē 続 xù することにより、GPS衛 weì 星 xīng からもたらされる高 gaō 精 jīng 度 dù の時 shí 計 jì 情 qíng 報 baò を受 shoù 信 xìn できるようになったため、すべての地 dì 震 zhèn 計 jì を容 róng 易 yì に時 shí 刻 kè 同 tóng 期 qī させることが可 kě 能 néng となった。
コンピュータの時 shí 刻 kè をインターネット で高 gaō 精 jīng 度 dù に同 tóng 期 qī させるプロトコルであるNTP サーバでは、大 dà 元 yuán となる超 chaō 高 gaō 精 jīng 度 dù のサーバ(stratum 0)は従 cóng 来 laí 、構 goù 築 zhú が容 róng 易 yì ではなかったが、GPS受 shoù 信 xìn 機 jī との接 jiē 続 xù により、比 bĭ 較 jiaò 的 de 容 róng 易 yì にstratum 0サーバを構 goù 築 zhú できるようになった。この目 mù 的 de においてGPS受 shoù 信 xìn 機 jī を使 shĭ 用 yòng する場 cháng 合 hé 、時 shí 刻 kè の同 tóng 期 qī 成 chéng 立 lì 時 shí に1PPS(正 zhèng 確 què に1秒 miaŏ 毎 meĭ に発 fā 生 shēng するパルス)信 xìn 号 haò を生 shēng じる受 shoù 信 xìn 機 jī を使 shĭ 用 yòng し、NTPサーバ本 běn 体 tĭ の時 shí 刻 kè をGPS受 shoù 信 xìn 機 jī に同 tóng 期 qī させる実 shí 装 zhuāng が多 duō い。
窃 qiè 盗 daò や誘 yoù 拐 guaĭ の特 tè 定 dìng の物 wù や人 rén 物 wù に対 duì する犯 fàn 罪 zuì を防 fáng 止 zhĭ するために、GPSが活 huó 用 yòng されている。例 lì えば、建 jiàn 設 shè 機 jī 械 xiè は高 gaō 価 jià な機 jī 械 xiè で野 yě 外 waì に置 zhì いてあり、しかも開 kaī 発 fā 途 tú 上 shàng 国 guó で需 xū 要 yaò が高 gaō いため、先 xiān 進 jìn 国 guó で窃 qiè 盗 daò されることが多 duō いが、製 zhì 造 zaò 企 qĭ 業 yè がGPSで現 xiàn 在 zaì 位 weì 置 zhì を報 baò 告 gaò する装 zhuāng 置 zhì を一 yī 台 taí ごとに組 zŭ み込んだところ、窃 qiè 盗 daò された建 jiàn 機 jī の位 weì 置 zhì を特 tè 定 dìng し、犯 fàn 人 rén が検 jiăn 挙 jŭ された事 shì 例 lì が報 baò 道 daò され、建 jiàn 機 jī の窃 qiè 盗 daò が減 jiăn っている[ 28] 。
また、児 ér 童 tóng に対 duì する犯 fàn 罪 zuì が社 shè 会 huì 的 de 関 guān 心 xīn が高 gaō まる中 zhōng で、保 baŏ 護 hù 者 zhě が児 ér 童 tóng の位 weì 置 zhì を管 guăn 理 lĭ し、誘 yoù 拐 guaĭ など犯 fàn 罪 zuì を防 fáng 止 zhĭ するために、GPS付 fù の携 xié 帯 daì 端 duān 末 mò が販 fàn 売 maì されており、一 yī 部 bù の携 xié 帯 daì 端 duān 末 mò (mamorino 等 děng )は警 jĭng 備 beì 会 huì 社 shè と提 tí 携 xié して、問 wèn 題 tí 行 xíng 動 dòng があれば保 baŏ 護 hù 者 zhě に代 daì わりに即 jí 応 yīng できる体 tĭ 制 zhì のサービスも提 tí 供 gōng されている。その応 yīng 用 yòng で、GPS携 xié 帯 daì 端 duān 末 mò を徘 paí 徊 huaí 行 xíng 動 dòng をする認 rèn 知 zhī 症 zhèng 患 huàn 者 zhě や、一 yī 人 rén 暮 mù らしもしくは持 chí 病 bìng のある高 gaō 齢 líng の親 qīn に持 chí たせて、何 hé かあった場 cháng 合 hé に位 weì 置 zhì を確 què 認 rèn して親 qīn 族 zú が保 baŏ 護 hù したり、警 jĭng 備 beì 員 yuán が駆 qū けつけるサービス[ 29] を利 lì 用 yòng して保 baŏ 護 hù している家 jiā 庭 tíng もある。それ以 yĭ 外 waì に重 zhòng 要 yaò なモノを管 guăn 理 lĭ するために活 huó 用 yòng したり、児 ér 童 tóng や高 gaō 齢 líng 者 zhě 同 tóng 様 yàng 、成 chéng 年 nián 男 nán 性 xìng や女 nw 性 xìng の居 jū 場 cháng 所 suŏ を探 tàn すために利 lì 用 yòng されている。しかし、これらの機 jī 能 néng がストーカー 犯 fàn 罪 zuì に悪 è 用 yòng されている事 shì 件 jiàn も発 fā 生 shēng している。
性 xìng 犯 fàn 罪 zuì 者 zhě の再 zaì 犯 fàn を防 fáng 止 zhĭ するための電 diàn 子 zĭ 監 jiān 視 shì が、アメリカ合 hé 衆 zhòng 国 guó や、イギリス、フランスなどヨーロッパ や大 dà 韓 hán 民 mín 国 guó で既 jì に導 daŏ 入 rù されており、日 rì 本 běn でも導 daŏ 入 rù の検 jiăn 討 taŏ がなされているが、人 rén 権 quán 蹂 roú 躙 lìn という指 zhĭ 摘 zhaī もある。
2006年 nián 6月 yuè 、警 jĭng 察 chá 庁 tīng は全 quán 国 guó の警 jĭng 察 chá に通 tōng 達 dá した運 yùn 用 yòng 要 yaò 領 lĭng の中 zhōng で、GPSを使 shĭ 用 yòng した犯 fàn 罪 zuì 捜 soū 査 chá 実 shí 施 shī 状 zhuàng 況 kuàng を容 róng 疑 yí 者 zhě に伝 yún えず、捜 soū 査 chá 書 shū 類 leì にも記 jì 載 zaì しないなどと明 míng 記 jì し、秘 mì 密 mì 保 baŏ 持 chí の徹 chè 底 dĭ を求 qiú めていたことが報 baò 道 daò された。この中 zhōng で、GPSを仕 shì 様 yàng した捜 soū 査 chá の具 jù 体 tĭ 的 de な実 shí 施 shī 状 zhuàng 況 kuàng については、文 wén 書 shū 管 guăn 理 lĭ を含 hán めて秘 mì 密 mì 保 baŏ 持 chí を徹 chè 底 dĭ することとし、「容 róng 疑 yí 者 zhě の取 qŭ り調 diaò べではGPSを用 yòng いたことを明 míng らかにしない」「捜 soū 査 chá 書 shū 類 leì にはGPSの存 cún 在 zaì を推 tuī 知 zhī させるような記 jì 載 zaì をしない」「事 shì 件 jiàn 広 guăng 報 baò の際 jì はGPSを使 shĭ 用 yòng した捜 soū 査 chá を実 shí 施 shī したことを公 gōng にしない」ことを厳 yán 命 mìng していた[ 30] 。
2023年 nián 5月 yuè 10日 rì 、保 baŏ 釈 shì された被 beì 告 gaò にGPS搭 dā 載 zaì 端 duān 末 mò を装 zhuāng 着 zhaó できる制 zhì 度 dù の新 xīn 設 shè を盛 shèng り込んだ改 gaĭ 正 zhèng 刑 xíng 事 shì 訴 sù 訟 sòng 法 fă が参 cān 議 yì 院 yuàn 本 běn 会 huì 議 yì で可 kě 決 jué 、成 chéng 立 lì した。カルロス・ゴーン被 beì 告 gaò のレバノン逃 taó 亡 wáng 事 shì 件 jiàn を受 shoù けた措 cuò 置 zhì で目 mù 的 de は海 haĭ 外 waì 逃 taó 亡 wáng 防 fáng 止 zhĭ に絞 jiaŏ られており、実 shí 際 jì の運 yùn 用 yòng は限 xiàn 定 dìng 的 de になる見 jiàn 込み[ 31] [ 32] 。
勿 wù 論 lùn 、本 běn 来 laí の目 mù 的 de である軍 jūn 事 shì 用 yòng 途 tú においてもGPSは活 huó 用 yòng されている。湾 wān 岸 àn 戦 zhàn 争 zhēng やイラク戦 zhàn 争 zhēng では、アメリカ軍 jūn の地 dì 上 shàng 部 bù 隊 duì はGPSのおかげで、何 hé の目 mù 印 yìn もない広 guăng 大 dà な砂 shā 漠 mò での正 zhèng 確 què な進 jìn 軍 jūn を可 kě 能 néng にした。誘 yoù 導 daŏ 爆 baò 弾 dàn もGPSを利 lì 用 yòng したタイプ(JDAM や、M982 エクスカリバー など)が登 dēng 場 cháng し、安 ān 価 jià でレーザーによる誘 yoù 導 daŏ 操 caō 作 zuò が不 bù 要 yaò である反 făn 面 miàn 、命 mìng 中 zhōng 精 jīng 度 dù でレーザーなどに劣 liè る事 shì や標 biaō 的 de 座 zuò 標 biaō エラーによる誤 wù 爆 baò の危 weī 険 xiăn がつきまとう問 wèn 題 tí 点 diăn がある。また無 wú 人 rén 航 háng 空 kōng 機 jī (ドローン)の自 zì 律 lw 運 yùn 用 yòng においても大 dà きな役 yì 割 gē を果 guŏ たしている。
高 gaō 周 zhoū 波 bō 信 xìn 号 haò の生 shēng 成 chéng [ 編 biān 集 jí ]
従 cóng 来 laí 水 shuĭ 晶 jīng 振 zhèn 動 dòng 子 zĭ を用 yòng いて生 shēng 成 chéng していたPLL の基 jī 準 zhŭn 信 xìn 号 haò をGPSの受 shoù 信 xìn 信 xìn 号 haò に置 zhì き換 huàn えることにより、PLLの要 yaò 素 sù 機 jī 能 néng をほぼそのまま流 liú 用 yòng しながら、GPS信 xìn 号 haò とほぼ同 tóng 等 děng の精 jīng 度 dù および安 ān 定 dìng 性 xìng を持 chí つ高 gaō 周 zhoū 波 bō 信 xìn 号 haò の発 fā 振 zhèn 回 huí 路 lù を作 zuò ることが出 chū 来 laí る。このような回 huí 路 lù はGPSDO と呼 hū ばれ、基 jī 準 zhŭn 信 xìn 号 haò であるGPS信 xìn 号 haò と同 tóng じく時 shí 刻 kè および周 zhoū 波 bō 数 shù 基 jī 準 zhŭn に使 shĭ 用 yòng されたり、QRSS 等 děng の超 chaō 狭 xiá 帯 daì 域 yù 無 wú 線 xiàn 通 tōng 信 xìn (おおむね数 shù Hz以 yĭ 下 xià )の信 xìn 号 haò 生 shēng 成 chéng に用 yòng いられる。GPSの受 shoù 信 xìn 信 xìn 号 haò としては、時 shí 刻 kè 同 tóng 期 qī 時 shí に得 dé られる1PPS信 xìn 号 haò を用 yòng いることが多 duō い。
携 xié 帯 daì 電 diàn 話 huà (CDMA2000 ・WiMAX ・TD-LTE )やPHS の基 jī 地 dì 局 jú では、基 jī 地 dì 局 jú 間 jiān の同 tóng 期 qī にGPSタイミング基 jī 準 zhŭn 信 xìn 号 haò (1PPS信 xìn 号 haò )を利 lì 用 yòng することが規 guī 格 gé で定 dìng められている。これらの用 yòng 途 tú では、GPS由 yoú 来 laí の高 gaō 精 jīng 度 dù の周 zhoū 波 bō 数 shù が、周 zhoū 波 bō 数 shù やサブキャリアの正 zhèng 確 què な分 fēn 割 gē に不 bù 可 kě 欠 qiàn となっている。
移 yí 動 dòng を想 xiăng 定 dìng しない利 lì 用 yòng [ 編 biān 集 jí ]
GPSは現 xiàn 在 zaì 地 dì を明 míng 確 què にする場 cháng 合 hé に用 yòng いられることが多 duō いため、移 yí 動 dòng する機 jī 器 qì に装 zhuāng 着 zhaó されているが、以 yĭ 下 xià に示 shì す例 lì はその逆 nì である。
国 guó 土 tŭ 地 dì 理 lĭ 院 yuàn による定 dìng 点 diăn 観 guān 測 cè [ 編 biān 集 jí ]
国 guó 土 tŭ 地 dì 理 lĭ 院 yuàn は、日 rì 本 běn 列 liè 島 daŏ のあらゆる地 dì 点 diăn にGPSを定 dìng 期 qī 的 de に受 shoù 信 xìn する電 diàn 子 zĭ 基 jī 準 zhŭn 点 diăn を設 shè 置 zhì し、地 dì 殻 ké の変 biàn 化 huà を3次 cì 元 yuán 的 de に詳 xiáng 細 xì に観 guān 測 cè することができる。2011年 nián の東 dōng 北 beĭ 地 dì 方 fāng 太 taì 平 píng 洋 yáng 沖 chōng 地 dì 震 zhèn (東 dōng 日 rì 本 běn 大 dà 震 zhèn 災 zaī )では、1メートル以 yĭ 上 shàng の地 dì 盤 pán 沈 shěn 降 jiàng や、5メートル以 yĭ 上 shàng の水 shuĭ 平 píng 移 yí 動 dòng が観 guān 測 cè されている。
以 yĭ 下 xià の言 yán 説 shuō は、すべて誤 wù 解 jiě である。
GPS衛 weì 星 xīng はGPS受 shoù 信 xìn 機 jī (カーナビ等 děng )に直 zhí 接 jiē その受 shoù 信 xìn 機 jī がいる座 zuò 標 biaō 値 zhí (x, y, z) を教 jiaò えている。
GPS衛 weì 星 xīng がカーナビのルートを作 zuò 成 chéng している。
GPS衛 weì 星 xīng はGPS受 shoù 信 xìn 機 jī の位 weì 置 zhì を逆 nì 探 tàn 知 zhī できる。
GPS衛 weì 星 xīng とGPS受 shoù 信 xìn 機 jī が相 xiāng 互 hù に通 tōng 信 xìn をしている。
GPS信 xìn 号 haò によって方 fāng 位 weì も決 jué 定 dìng している。(ただし、GPSコンパスを実 shí 装 zhuāng している製 zhì 品 pĭn を除 chú く)
運 yùn 送 sòng 荷 hé 物 wù の追 zhuī 跡 jī システムは、荷 hé 物 wù のどこかにGPS発 fā 信 xìn 機 jī が内 neì 蔵 cáng されている。販 fàn 売 maì 者 zhě が追 zhuī 跡 jī できる。
「GPS信 xìn 号 haò 」とはGPS衛 weì 星 xīng が発 fā している電 diàn 波 bō のことであり、受 shoù 信 xìn 機 jī が発 fā する信 xìn 号 haò は「GPS情 qíng 報 baò 」である。
GPS衛 weì 星 xīng は、地 dì 球 qiú に向 xiàng けて時 shí 報 baò と発 fā 信 xìn 元 yuán 衛 weì 星 xīng の天 tiān 体 tĭ 暦 lì (軌 guĭ 道 daò )情 qíng 報 baò を発 fā しているのみの衛 weì 星 xīng である[ 注 zhù 釈 shì 8] 。GPS受 shoù 信 xìn 機 jī はGPS衛 weì 星 xīng からの電 diàn 波 bō を受 shoù 信 xìn して、GPS衛 weì 星 xīng それぞれとの距 jù 離 lí を算 suàn 出 chū しているに過 guò ぎない。
また、方 fāng 位 weì についてはGPSコンパス[ 33] [要 yaò 検 jiăn 証 zhèng – ノート ] と呼 hū ばれるような機 jī 能 néng によって、ある程 chéng 度 dù 離 lí した二 èr つ以 yĭ 上 shàng のアンテナによって受 shoù 信 xìn したGPSの位 weì 相 xiāng 信 xìn 号 haò と、そのアンテナたちの相 xiāng 対 duì 的 de な位 weì 置 zhì 関 guān 係 xì から方 fāng 位 weì を算 suàn 出 chū することができる。しかし、その機 jī 能 néng を実 shí 装 zhuāng していない多 duō くの製 zhì 品 pĭn においては、ジャイロ機 jī 構 goù や方 fāng 位 weì コンパスを使 shĭ 用 yòng していない場 cháng 合 hé 、静 jìng 止 zhĭ している受 shoù 信 xìn 機 jī 器 qì の向 xiàng いている方 fāng 位 weì を知 zhī ることはできない。なお、進 jìn 行 xíng 方 fāng 向 xiàng については移 yí 動 dòng しながら累 leì 積 jī した複 fù 数 shù の位 weì 置 zhì 座 zuò 標 biaō から、ある程 chéng 度 dù 求 qiú める事 shì が出 chū 来 laí る。
GPS受 shoù 信 xìn 機 jī は、基 jī 本 běn 的 de に送 sòng 信 xìn 機 jī を保 baŏ 有 yoŭ していないため、位 weì 置 zhì 情 qíng 報 baò をGPS衛 weì 星 xīng に通 tōng 知 zhī するのは原 yuán 理 lĭ 上 shàng そもそも不 bù 可 kě 能 néng である。つまり、GPS受 shoù 信 xìn 機 jī は受 shoù 信 xìn するだけ、GPS衛 weì 星 xīng は送 sòng 信 xìn するだけなのである。映 yìng 画 huà 等 děng で見 jiàn られる「超 chaō 小 xiaŏ 型 xíng GPS」と扱 xī われるものは、その受 shoù 信 xìn したGPS信 xìn 号 haò を何 hé かしらの形 xíng で送 sòng 信 xìn する機 jī 能 néng まで有 yoŭ している必 bì 要 yaò があり、正 zhèng 確 què な位 weì 置 zhì を測 cè 位 weì するには、上 shàng 方 fāng から見 jiàn やすい箇 gè 所 suŏ に設 shè 置 zhì しなければならない。車 chē 両 liăng 下 xià 部 bù や梱 kŭn 包 baō 荷 hé 物 wù 内 neì に取 qŭ り付 fù けたりすることは理 lĭ 想 xiăng 的 de ではなく、また建 jiàn 物 wù 内 neì では窓 chuān 等 děng からのGPS信 xìn 号 haò を受 shoù 信 xìn し、障 zhàng 害 haì 物 wù の乱 luàn 反 făn 射 shè によって位 weì 置 zhì 精 jīng 度 dù は大 dà きく落 luò ちてしまう。また、地 dì 下 xià での測 cè 位 weì はGPSだけでは不 bù 可 kě 能 néng である。電 diàn 波 bō 強 qiáng 度 dù と衛 weì 星 xīng 数 shù の問 wèn 題 tí なので、受 shoù 信 xìn 機 jī が小 xiaŏ 型 xíng 高 gaō 性 xìng 能 néng 化 huà しても解 jiě 決 jué できない。
日 rì 本 běn の航 háng 空 kōng 運 yùn 送 sòng 事 shì 業 yè 者 zhě の旅 lw 客 kè 機 jī の機 jī 内 neì では、GPS受 shoù 信 xìn 機 jī の使 shĭ 用 yòng 制 zhì 限 xiàn はない[ 34] が、多 duō くのGPS受 shoù 信 xìn 機 jī は通 tōng 信 xìn 機 jī 器 qì を併 bìng 用 yòng しているため注 zhù 意 yì が必 bì 要 yaò である。
この誤 wù 解 jiě の元 yuán となった技 jì 術 shù に、運 yùn 輸 shū 業 yè などの車 chē 両 liăng 位 weì 置 zhì 監 jiān 視 shì システム や、児 ér 童 tóng ・徘 paí 徊 huaí 老 laŏ 人 rén のセキュリティシステムなどがあるが、これらではGPS受 shoù 信 xìn 機 jī の位 weì 置 zhì 情 qíng 報 baò を外 waì 部 bù に通 tōng 知 zhī するために、携 xié 帯 daì 電 diàn 話 huà 回 huí 線 xiàn 等 děng による別 bié 回 huí 線 xiàn での通 tōng 信 xìn を行 xíng っている。運 yùn 輸 shū される荷 hé 物 wù にGPS受 shoù 信 xìn 器 qì が装 zhuāng 着 zhaó されていることはなく、該 gaī 当 dāng する荷 hé 物 wù を搭 dā 載 zaì しているトラックの位 weì 置 zhì 情 qíng 報 baò が提 tí 供 gōng されている。
2008年 nián 2月 yuè 5日 rì に岡 gāng 山 shān 市 shì で現 xiàn 金 jīn 自 zì 動 dòng 預 yù け払 fú い機 jī (ATM)が盗 daò まれた事 shì 件 jiàn では、事 shì 件 jiàn 発 fā 生 shēng 後 hoù 約 yuē 45分 fēn でGPSによって盗 daò 難 nán ATMを発 fā 見 jiàn するという成 chéng 果 guŏ を挙 jŭ げている。この事 shì 例 lì でも、機 jī 器 qì に組 zŭ み込まれた携 xié 帯 daì 電 diàn 話 huà モジュールで、警 jĭng 備 beì 会 huì 社 shè への位 weì 置 zhì 情 qíng 報 baò を通 tōng 報 baò をしていた。
GPSは、元 yuán 来 laí は米 mĭ 軍 jūn の軍 jūn 用 yòng システムであり、米 mĭ 国 guó 政 zhèng 府 fŭ の支 zhī 配 peì 下 xià にある。そのため、精 jīng 度 dù や可 kě 用 yòng 性 xìng その他 tā について、また他 tā 国 guó や民 mín 間 jiān における利 lì 用 yòng に対 duì して、種 zhŏng 々の制 zhì 限 xiàn を受 shoù ける事 shì が過 guò 去 qù にもあり、また将 jiāng 来 laí 的 de にも有 yoŭ り得 dé る。そのため、米 mĭ 国 guó のシステム依 yī 存 cún からの独 dú 立 lì や、自 zì 身 shēn の利 lì 益 yì に適 shì 合 hé させる目 mù 的 de で、各 gè 国 guó でも独 dú 自 zì のシステムを保 baŏ 有 yoŭ 、運 yùn 用 yòng しようとする動 dòng きがみられる。
それでもGPSは、2010年 nián 台 taí において世 shì 界 jiè 中 zhōng で最 zuì も普 pŭ 及 jí している衛 weì 星 xīng 航 háng 法 fă システムであり、マルチGNSSを採 caĭ 用 yòng した利 lì 用 yòng 者 zhě 受 shoù 信 xìn 機 jī でも、"GPS"が衛 weì 星 xīng 測 cè 位 weì システムの代 daì 名 míng 詞 cí 的 de に総 zŏng 称 chēng される場 cháng 合 hé もある。
各 gè 国 guó でもGPSと同 tóng 様 yàng 、類 leì 似 sì したシステムを運 yùn 用 yòng 開 kaī 始 shĭ している事 shì から、従 cóng 来 laí GPSが独 dú 占 zhān してきた分 fēn 野 yě および用 yòng 語 yŭ は、「全 quán 地 dì 球 qiú 衛 weì 星 xīng 測 cè 位 weì システム 、全 quán 地 dì 球 qiú 衛 weì 星 xīng 航 háng 法 fă システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)」として一 yī 般 bān 化 huà される事 shì となった。
また、全 quán 地 dì 球 qiú にかぎらず日 rì 本 běn の準 zhŭn 天 tiān 頂 dĭng 衛 weì 星 xīng システム (QZSS)、インドのインド地 dì 域 yù 航 háng 法 fă 衛 weì 星 xīng システム (IRNSS)などの地 dì 球 qiú 的 de 地 dì 域 yù 限 xiàn 定 dìng のシステムも構 goù 築 zhú されており、これらは全 quán 地 dì 球 qiú 型 xíng システムと組 zŭ み合 hé わせて使 shĭ 用 yòng する事 shì を想 xiăng 定 dìng している。
2020年 nián 頃 qĭng までには代 daì 表 biaŏ 的 de なGNSS(GPS、GLONASS 、ガリレオ 、北 beĭ 斗 doŭ /Compass )がいずれも全 quán 地 dì 球 qiú 的 de 運 yùn 用 yòng 開 kaī 始 shĭ が見 jiàn 込まれる事 shì から、「マルチGNSS」対 duì 応 yīng の受 shoù 信 xìn 機 jī も開 kaī 発 fā 、利 lì 用 yòng されている。2015年 nián 前 qián 後 hoù のスマートフォン はGPS/GLONASSマルチ対 duì 応 yīng の物 wù が多 duō い。
なお以 yĭ 下 xià に列 liè 挙 jŭ する各 gè 国 guó のGNSSのほかにも、ナイジェリア 、トルコ などにも他 tā の衛 weì 星 xīng ナビゲーションシステムの開 kaī 発 fā の動 dòng きがある。
北 beĭ 斗 doŭ 1は、3機 jī の衛 weì 星 xīng で構 goù 成 chéng される実 shí 験 yàn 的 de な衛 weì 星 xīng 測 cè 位 weì システムで、中 zhōng 華 huá 人 rén 民 mín 共 gòng 和 hé 国 guó 周 zhoū 辺 biān でのみ使 shĭ 用 yòng された。その後 hoù 、北 beĭ 斗 doŭ 2と北 beĭ 斗 doŭ 3が構 goù 築 zhú され、35機 jī の衛 weì 星 xīng で構 goù 成 chéng される全 quán 地 dì 球 qiú 航 háng 法 fă 衛 weì 星 xīng システムとなった。
旧 jiù ソ連 lián は米 mĭ 国 guó との対 duì 抗 kàng 上 shàng 、GPSと同 tóng 様 yàng のGLONASS (グロナス)を構 goù 築 zhú しようとしたが必 bì 要 yaò な衛 weì 星 xīng を全 quán て打 dă 上 shàng げる前 qián にソ連 lián が崩 bēng 壊 huaì してしまい、予 yŭ 算 suàn の縮 suō 小 xiaŏ から衛 weì 星 xīng 打 dă ち上 shàng げが頓 dùn 挫 cuò した。ロシアになってから計 jì 画 huà が再 zaì 開 kaī され、2005年 nián には再 zaì 開 kaī 後 hoù 初 chū の衛 weì 星 xīng を打 dă ち上 shàng げ、2010年 nián までに24基 jī の衛 weì 星 xīng を打 dă ち上 shàng げる予 yŭ 定 dìng とされる。2011年 nián には全 quán 世 shì 界 jiè で測 cè 位 weì 可 kě 能 néng となり、現 xiàn 在 zaì は測 cè 位 weì 精 jīng 度 dù を高 gaō めるためにGLONASSとGPSを併 bìng 用 yòng する受 shoù 信 xìn 機 jī が登 dēng 場 cháng している(GLONASS#受 shoù 信 xìn 機 jī も参 cān 照 zhaò のこと)。
GPSを使 shĭ 用 yòng する上 shàng で米 mĭ 国 guó に頼 laì ることを嫌 xián ったEU は独 dú 自 zì のGalileo (ガリレオ)を計 jì 画 huà 、中 zhōng 華 huá 人 rén 民 mín 共 gòng 和 hé 国 guó も計 jì 画 huà に参 cān 加 jiā している(後 hoù に離 lí 脱 tuō )。2005年 nián にはロシアのソユーズロケット を用 yòng いて最 zuì 初 chū のジオベ衛 weì 星 xīng を打 dă ち上 shàng げた。2016年 nián 末 mò に全 quán 地 dì 球 qiú 運 yùn 用 yòng 開 kaī 始 shĭ [ 35] 。
IRNSSシステムは、7機 jī の衛 weì 星 xīng と地 dì 上 shàng 局 jú から構 goù 成 chéng される。7機 jī のうち3機 jī の衛 weì 星 xīng は、それぞれ東 dōng 経 jīng 34度 dù 、83度 dù 、132度 dù の静 jìng 止 zhĭ 軌 guĭ 道 daò に配 peì 置 zhì される予 yŭ 定 dìng で。残 cán り4機 jī のうち2機 jī (IRNSS-1A、IRNSS-1B)は軌 guĭ 道 daò 傾 qīng 斜 xié 角 jiaŏ 29度 dù を有 yoŭ する東 dōng 経 jīng 55度 dù の静 jìng 止 zhĭ 軌 guĭ 道 daò へ配 peì 置 zhì される。残 cán り2機 jī は軌 guĭ 道 daò 傾 qīng 斜 xié 角 jiaŏ 29度 dù を有 yoŭ する東 dōng 経 jīng 111度 dù の軌 guĭ 道 daò へ配 peì 置 zhì される予 yŭ 定 dìng [ 36] [ 37] 。
準 zhŭn 天 tiān 頂 dĭng 衛 weì 星 xīng システムQuasi-Zenith Satellite System(QZSS)は日 rì 本 běn で構 goù 築 zhú された4機 jī の衛 weì 星 xīng が交 jiaō 代 daì で待 daì 機 jī するシステムでGPSを補 bŭ 完 wán する。
2010年 nián 9月 yuè 11日 rì に技 jì 術 shù 実 shí 証 zhèng のための準 zhŭn 天 tiān 頂 dĭng 衛 weì 星 xīng 初 chū 号 haò 機 jī みちびき(QZS-1) が打 dă ち上 shàng げられた[ 38] 。その後 hoù 2017年 nián に2,3,4号 haò 機 jī が打 dă ち上 shàng げられ、2018年 nián 11月 yuè 1日 rì にサービスを開 kaī 始 shĭ した[ 39] 。
2025年 nián 度 dù 末 mò までに衛 weì 星 xīng を更 gèng に3機 jī 追 zhuī 加 jiā し、7機 jī 体 tĭ 制 zhì での運 yùn 用 yòng を行 xíng う予 yŭ 定 dìng 。
^ ただし、宇 yŭ 宙 zhoù 空 kōng 間 jiān からの電 diàn 波 bō を利 lì 用 yòng するため、電 diàn 波 bō の受 shoù 信 xìn が著 zhù しく困 kùn 難 nán な、トンネル 等 děng の地 dì 下 xià 空 kōng 間 jiān においては、特 tè 別 bié な措 cuò 置 zhì を施 shī していない場 cháng 合 hé には、著 zhù しく受 shoù 信 xìn 精 jīng 度 dù が低 dī 下 xià するか、若 ruò しくは、受 shoù 信 xìn 困 kùn 難 nán に陥 xiàn る可 kě 能 néng 性 xìng が高 gaō い。
^ 100万 wàn 分 fēn の1秒 miaŏ あったとしたら距 jù 離 lí の誤 wù 差 chaī は300mにも及 jí んでしまう
^ 太 taì 陽 yáng の見 jiàn え方 fāng が日 rì の出 chū 、直 zhí 上 shàng 、日 rì 没 meí で異 yì なることから理 lĭ 解 jiě しやすい
^ ドップラーシフト値 zhí を用 yòng いると、0.1 m/s以 yĭ 下 xià の精 jīng 度 dù で速 sù 度 dù 計 jì 測 cè が得 dé られる。
^ 他 tā に、カーナビでは移 yí 動 dòng 方 fāng 位 weì センサ、速 sù 度 dù 発 fā 電 diàn 機 jī や操 caō 舵 duò 角 jiaŏ (ハンドル)センサ等 děng である程 chéng 度 dù の補 bŭ 正 zhèng を行 xíng うものがある。
^ (例 lì えば最 zuì 寄 jì の料 liaò 理 lĭ 店 diàn を検 jiăn 索 suŏ し電 diàn 話 huà を掛 guà けて予 yŭ 約 yuē する)
^ 1979年 nián 時 shí 点 diăn でも、100分 fēn の1秒 miaŏ の精 jīng 度 dù が望 wàng ましいとされた。地 dì 震 zhèn 学 xué 会 huì 編 biān 、1979、『地 dì 震 zhèn の科 kē 学 xué 』、保 baŏ 育 yù 社 shè
^ つまり、衛 weì 星 xīng 軌 guĭ 道 daò の変 biàn 更 gèng や閏 rùn 秒 miaŏ 実 shí 施 shī 通 tōng 知 zhī の受 shoù け取 qŭ りなど、指 zhĭ 令 lìng 電 diàn 波 bō は受 shoù けるが、GPS受 shoù 信 xìn 機 jī からの電 diàn 波 bō を受 shoù 信 xìn できる機 jī 能 néng は持 chí っていない。
この
節 jié の
加 jiā 筆 bĭ が
望 wàng まれています。
(2020年 nián 9月 yuè )
要 yaò 素 sù
種 zhŏng 類 leì
地 dì 震 zhèn 性 xìng すべり非 feī 地 dì 震 zhèn 性 xìng すべり
メカニズム 観 guān 測 cè
調 diaò 査 chá 被 beì 害 haì 対 duì 策 cè
地 dì 震 zhèn の一 yī 覧 lăn
予 yŭ 知 zhī ・予 yŭ 測 cè 地 dì 震 zhèn 学 xué 関 guān 係 xì 機 jī 関 guān 地 dì 球 qiú 以 yĭ 外 waì の地 dì 震 zhèn
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