スマホやカーナビは、現在自分たちがいる場所を地図上に正確に表示してくれます。
移動すれば、その分だけ移動するナビゲーションシステムに使われているのが、GPSです。
GPSによって、地球上どこでも、誰でも、いつでも、簡単に自分の位置をしることができるようになります。
GPSは、「Global Positioning System」の略になります。全世界的な位置測位システムということになります。
GPS機能を搭載したスマホなどの端末があれば、目的地までのルートを検索したり、現在いる場所のタウン情報や天気情報、交通情報などのエリアごとに特化した情報を簡単にチェックできるようになります。
４基の衛星で、正確な場所がわかる
地球の上空には、約2万kmの軌道に多くのGPS衛星があって、約12時間の周期で地球の周りをまわっています。
これがGPS衛星ですが、このGPS衛星を地上管制で監視・制御しています。
GPS衛星からは電波が出され、その電波を受信することで、位置がわかるようになっています。
よく１次元は線、２次元は面、３次元は立体、４次元は時間と言われます。
GPSも３基使うことで、３次元的位置である（x,y,z）の３次元的位置がわかります。
そしてもう１基、つまり４基のGPS衛星を使うことで、正確な時間もわかります。
したがって、４基のGPS衛星があれば、正確な場所がわかります。
GPS信号の受信
GPS衛星から出される電波は、内蔵する原子時計を利用した正確な時刻と衛星の位置情報になります。
正確な電波の受信自国と、受信機の位置での時間差から、受信機の位置と衛星までの距離を割り出していきます。
GPS波が伝わる速度は、光の速度と同じ約30万km／秒で一定してて計算できます。
これらの情報を受け取ったスマホやカーナビが、受信するまでにかかった時間から衛星との距離が計算され、現在の位置が特定されるのです。
スマホの基地局
スマホでは、室内にいようが、地下鉄に乗っていようが、現在地がわかるようになっています。
GPS衛星からの電波は、室内や地下鉄に乗っていたら受信できないのではないだろうか。
しかし、きちんと現在の位置を把握することができます。
これは、通信や通話に利用している基地局の位置情報を利用しているのです。
GPSに使用は、国や地域によって規制が違ってきます。また電子機器の使用が制限されている場所では使えません。
さらに衛星の状態によって電波がコントロールされることもあります。
GPSの電波が受信しにくい場所としては、地下鉄や地下街、建物の中、電車や自動車の社内、高圧線の近くで、また悪天候などによっても受信しにくくなる場合もあります。
