GPS について: 定義、コンポーネント、システムの仕組み

世界定位システム (GPS) は,世界で最も広く使用されている衛星ナビゲーションシステムの一つである.当初は米国によって開発された.GPSは,ユーザが自分の位置を決定できるようにする.速度地球上のどこでも時間情報を

今日,GPS は 土地 測量,交通,地図,建築,精密 な 農業,ナビゲーション システム など の 幅広い 用途 を 支援 し て い ます.

GPS は,地球 を 周回 する 衛星 から 信号 を 受ける こと に よっ て,以下 の よう な こと を 提供 でき ます.

• 連続位置付けサービス
• リアルタイムナビゲーションと追跡
• 3次元の位置情報
• 速度測定
• 高精度のタイミング同期
• 正確な位置付けアプリケーション

GPS は 世界 規模 で 24 時間 働い て い ます.

GPSの開発は1973年に始まり,1994年に完全運用能力 (FOC) に達した.

それ以来 GPS は 世界 的 な ナビゲーション と 位置 定位 の 中核 テクノロジー に なり,世界 規模 で 何百万 も の ユーザー に 奉仕 し て き まし た.

完全なGPSシステムには 3つの主要なセグメントがあります.

• スペースセグメント
• コントロールセグメント
• ユーザーセグメント

それぞれのコンポーネントは,正確で信頼性の高い位置付けサービスを保証する特定の役割を果たします.

宇宙セグメントは地球を周回する GPS 衛星で構成されています

元のGPSコンステレーションは,以下の24の運用衛星を中心に設計された.

• 21つのアクティブナビゲーション衛星
• 3つのバックアップ衛星

これらの衛星は6つの軌道平面に分布し,傾き角は約55度である.

各衛星は地球を12時間ほどで周回します

衛星 は 時計 と 軌道 情報を 含ん で いる ナビゲーション 信号 を 継続 的 に 放出 し て い ます.GPS 受信機 は この 送信 さ れ た 信号 を 用い て その 位置 を 計算 し て い ます.

これらの衛星がなければ,GPS定位は不可能だ.

制御部門は衛星ネットワークの監視と管理を担当しています

地上ステーションのグローバルネットワークで構成され,3つのカテゴリーに分かれています.

• マスターコントロールステーション
• 監視ステーション
• 地上アンテナ/アップロードステーション

主要なマスターコントロールステーションは,米国コロラド州ファルコン空軍基地にあります.

その責任は以下のとおりです.

• 衛星観測データ処理
• 衛星エフェメリスの訂正を計算する
• 衛星時計のパラメータの更新
• 衛星操作の制御
• 衛星の健康状態の管理
• 必要に応じてバックアップ衛星を起動する

マスター コントロール ステーションは監視機能も果たします

監視ステーションは GPS 衛星信号を継続的に追跡し 衛星の健康状態と性能を評価します

歴史的に,監視施設は以下のような地域に位置しています.

• ハワイ
• アセンション島
• ディエゴ・ガルシア
• クワジャレイン

これらのステーションは観測データを収集し 制御ネットワークに送信します

充電ステーションは マスター制御ステーションから 衛星に 最新のナビゲーション情報を送ります

このアップロードされた情報には,以下の情報が含まれます.

• 衛星軌道更新
• 時計の修正
• ナビゲーションデータ
• システム保守に関する情報

定期的な更新は GPS の正確性とシステムの安定性を維持するのに役立ちます

ユーザーセグメントには,GPS信号を受信し処理するために使用されるすべての機器が含まれます.

典型的な使用者装備には,次のものがあります.

• GPS受信機
• GNSS アンテナ
• データ処理ソフトウェア
• 調査管理者
• コンピュータ
• 気象センサー
• ナビゲーション装置

受信機はGPS衛星から送信された信号を処理し,計算します.

• 緯度
• 経度
• 高さ
• スピード
• 時間情報

このセグメントではユーザーがGPS技術と直接やり取りします

完全なGPSシステムは 3つのセグメントの協力に依存します

• 衛星は位置位置信号を放出する
• 衛星ネットワークを監視し,維持する地上管制ステーション
• ユーザの受信機は送信された信号を処理し,位置情報を計算します

これらの部品は,世界中に正確なナビゲーションと位置付けサービスを提供できる信頼性の高い位置付けシステムを作ります

GPS は 世界 規模 で リアル タイム に 位置 を 特定 する 手段 を 提供 し て 世界 的 な 航海 に 革命 的 な 変化 を もたらし まし た.

現在,ユーザーはしばしば"GPS"を単純に"GPS"と呼んでいるが,現代の定位ソリューションは,GPS,BeiDou,GLONASS,よりよいカバーとより高い精度を達成するために.

地図調査や地図作成などの産業では,位置付けのパフォーマンスを最大化し,適切なGNSSソリューションを選択するために,GPSの基礎を理解することが不可欠です.