GPSによる位置情報システム

GPSは全地球測位システムとも呼ばれています。
これは、米国国防省の人工衛星を使って、自分がいる現在地を知ることが出来るシステムです。
GPSはカーナビゲーションシステムにも応用されている、現代ではとても身近な無線通信です。

GPSとは

GPSは、アメリカ国防省が管理、運行するナビスター衛星を活用して、位置測定をするシステムです。
1970年代の前半から米軍による開発が始まり、1993年に正式運用となりました。その後、民間利用にも開放され現在に至っています。GPSでは、ナビスター衛星が、高度2万キロメートルの6つの軌道上に4個ずつ配置されています。
各々の衛星は12時間で地球を一周します。これにより、地球上のどの場所にいても、常に複数個の人工衛星が可視領域内にあることになります。
これら複数の衛星から届く電波を利用して、現在の自分の位置を知ることができます。

位置を測定する方法とその応用

位置測定方法にはいくつかの種類があります。
最も一般的な方法は単独測位という手法です。
これは、打ち上げられている衛星の中から4個(高度の計算が必要でなければ3個)の衛星を選び、衛星から送信される電波を受けます。そして、到着に要した時間をもとに緯度や経度、高度を計算します。
例えば、現在の位置を測定する場合、まず、現在地と3つの衛星の距離を求めます。
そのとき、現在地は、衛星A、B、Cからの距離を半径とする3つの球面が交差する点ということになります。GPSではこの原理を利用して、現在自分がいる位置を測定します。
最近の利用事例として最もポピュラーなのはスマートフォン、変わり種としては地核変動の監視にも応用されています。

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