GPS(Global Positioning System)とは？意味をわかりやすく簡単に解説

GPS(Global Positioning System)とは

GPS(Global Positioning System)は、人工衛星からの信号を利用して、地球上の現在位置を正確に特定するシステムです。カーナビゲーションやスマートフォンの地図アプリなど、日常生活のさまざまな場面で活用されており、私たちの生活に欠かせない技術となっています。GPSは、米国国防総省によって開発・運用されており、世界中の誰もが無料で利用できます。

GPSの仕組みは、複数のGPS衛星から発信される電波を受信し、それぞれの衛星との距離を測定することで、受信機の位置を三角測量の原理で算出するというものです。受信機は、少なくとも4つの衛星からの信号を受信することで、緯度、経度、高度を正確に特定できます。GPSの精度は、利用環境や受信機の性能によって異なりますが、一般的には数メートル程度の誤差で位置を特定できます。

GPSは、位置情報の特定だけでなく、時刻の同期にも利用されています。GPS衛星には、原子時計が搭載されており、非常に正確な時刻情報を提供しています。この時刻情報は、金融取引や通信ネットワークなど、正確な時刻管理が求められる分野で活用されています。GPSは、位置情報と時刻情報の両方を提供することで、社会のさまざまなインフラを支える重要な役割を果たしています。

GPSの仕組みと精度

「GPSの仕組みと精度」に関して、以下を解説していきます。

• GPSの測位原理
• GPSの精度に影響する要因

GPSの測位原理

GPSの測位原理は、複数のGPS衛星から発信される電波を受信し、各衛星からの距離を測定することで、受信機の位置を特定する三角測量の応用です。各衛星の位置は正確に把握されており、電波の伝播速度も既知であるため、電波の受信時間から衛星までの距離を算出できます。

受信機は、少なくとも4つの衛星からの信号を受信することで、3次元的な位置（緯度、経度、高度）を特定できます。4つ以上の衛星からの信号を受信することで、より正確な位置情報を得ることが可能です。GPSは、地球上のどこにいても、24時間365日利用できるため、さまざまな分野で活用されています。

GPSの精度に影響する要因

GPSの精度は、さまざまな要因によって影響を受けます。電離層や対流圏における電波の遅延、衛星の配置、受信機の性能、周囲の地形や建物などが、精度に影響を与える主な要因です。これらの要因を考慮することで、より正確な位置情報を得ることが可能です。

また、GPSの精度を向上させるために、DGPS（Differential GPS）やRTK-GPS（Real Time Kinematic GPS）などの補正技術が利用されています。これらの技術は、基準局からの補正情報を受信することで、GPSの誤差を低減し、より高精度な測位を実現します。GPSの精度は、利用目的や環境に応じて、適切な補正技術を選択することが重要です。