グローバル・ポジショニング・システム
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「GPS」はこの項目へ転送されています。その他の用法については「GPS (曖昧さ回避)」をご覧ください。

この項目では、米国によって運用される衛星測位システムについて説明しています。

本項で述べるGPSの携帯型受信機については「ハンドヘルドGPS」をご覧ください。

GPS等の衛星測位システムを用いて自動車の経路案内を行なう機能については「カーナビゲーション」をご覧ください。

船舶用GPS受信機

グローバル・ポジショニング・システム(英語: Global Positioning System, Global Positioning Satellite, GPS、全地球測位システム)とは、アメリカ合衆国によって運用される衛星測位システム地球上の現在位置を測定するためのシステムのこと)を指す。

ロラン-C(Loran-C: Long Range Navigation C)システムなどの後継にあたる。


目次

1 概要 

2 原理

2.1 3次元測位

2.2 SS変調による測距

2.3 測位法


3 精度

3.1 電波伝播経路の特性

3.2 受信可能な衛星の個数・配置による影響

3.3 補助手段による精度の向上

3.4 測地系

3.5 原子時計の遅れ

3.6 GPS時刻

3.7 COCOM limits

3.8 人為的に加えられた誤差とその解除

3.9 1999年8月21日問題


4 様々な用途

4.1 携帯型

4.2 ゲーム・スポーツ

4.3 船舶

4.4 カーナビゲーションシステム

4.5 航空分野

4.6 科学技術分野

4.7 防犯

4.8 軍事用途

4.9 高周波信号の生成


5 GPSにまつわる誤解

6 各国の衛星航法システム

6.1 概要

6.1.1 GNSSとしての一般化


6.2 中国

6.3 ロシア

6.4 欧州連合

6.5 インド

6.6 日本


7 脚注

8 注釈

9 出典

10 参考文献

11 関連項目

12 外部リンク


概要 

アメリカ合衆国が軍事用に打ち上げた約30個のGPS衛星のうち、上空にある数個の衛星からの信号をGPS受信機で受け取り、受信者が自身の現在位置を知るシステムである。

元来は軍事用として開発されていたが、大韓航空機撃墜事件の発生後、運用が開始されれば民間機の安全な航行のために非軍事的な用途(民生的用途)でも使えるよう開放する事がレーガン大統領により表明された。その後、民生運用に足る精度を満たした「初期運用宣言」は1993年に、軍事運用可能な精度を満たした「完全運用宣言」は1995年に成された[1]

GPSは地上局を利用するロラン(LORAN)-Cと異なり、受信機の上部を遮られない限り、地形の影響を受けて受信不能に陥る事が少ない。[2]

GPS衛星からの信号には、衛星に搭載された原子時計からの時刻のデータ、衛星の天体暦(軌道)の情報などが含まれている。GPS衛星からの電波を受信し、その発信時刻を測定し、発信と受信との時刻差に、電波の伝播速度(光速)を掛けることによって、その衛星からの距離がわかる。

GPS受信機に搭載されている時計はクオーツなどを利用しているため、あまり正確ではない。時刻の誤差がたとえ100万分の1秒であったとしても、距離の誤差は300mにも及んでしまう。そこで、4つのGPS衛星からの電波を受信することで、正確な受信時刻と受信機座標(3次元空間上の点)とを測位計算により同時に求める。

GPS衛星は約20,000kmの高度を一周約12時間で動く準同期衛星である(静止衛星ではない)。軌道上に打ち上げられた30個ほどの衛星コンステレーションで地球上の全域をカバーできる。また中地球軌道なので信号の送信電力としても有利であり、ある地域からみても刻々と配置が変化するため、全地球上で誤差を平均化できる(地域によってはカバーする衛星の個数が常に少ない場合もある)。
原理
3次元測位詳細は「衛星測位システム#利用者受信機」を参照


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