人工衛星からの電波により測位を行うGPS

GPSとは、人工衛星の利用により、自分がいる現在地を正確に割り出すシステムのことです。アメリカ合衆国により運用されている全地球測位システムです。

同国の国防総省が管理するおよそ30の人工衛星により、このシステムは成り立っています。

この衛星は7年半ほどで寿命を迎え、その役割を終えます。



地球上を周回するこれらの衛星の数を維持するために、新しい人工衛星の打ち上げが毎年のように行われています。

これらの衛星のうちの3つから電波を良好に受信できれば、現在地の緯度と経度が特定できます。

また、4つの衛星からの電波を受信することで、緯度や経度に加え、高度も把握できます。

このような測位は、衛星と現在地の間に電波が届く時間を計測することで行われます。
電波の届く速さは光速に等しいので、要した時間に光速を乗じれば、衛星との間の距離が計算できます。そのため、正確な測位のためには、誤差の極めて少ない時間の計測が必要となります。

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こうした必要を満たすため、それぞれの衛星には精度の高い原子時計が搭載されています。
なお、このGPSのシステムは、米国の軍事用に使用するためには誤差の非常に少ない測位ができるようにセットされていますが、一般の利用のためには意図的に精度をいくらか下げて提供していると言われます。

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それでも、自動車用のカーナビや携帯電話のGPS機能などを利用するにあたっては、現在地を把握するために必要な精度は十分に維持されています。