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2018年07月18日
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GPS[Global Positioning System]

 

今では私生活にも多くのGPSを利用しています。身近なものでは、車のカーナビゲーション、携帯電話での道案内、無くしたGPS搭載の物を探し出す機能など様々な場面で今では当たり前のように使用されています。そのほとんどがGPSシステムを使用し、「物の位置を特定する」という機能で使用されています。GPSが無ければ自分が一体どの場所にいるのか特定ができないためもちろん車や携帯のナビゲーションシステムを使用することができなくなっていまいこの世の中は迷子の方だらけになってしまうでしょう。
基本的にドローン(マルチローター)はGPSを一般的に装備しています。もちろん装備をしていない機体もありますが、業務で使用する産業用ドローンではGPS機能は標準装備されています。このシステムを使用し、ドローンはその場でとどまることができ自動操縦などを可能にしています。

GPSの簡単な説明は以上ですが、もう少し詳しく知りたい方はこれからご説明いたしましょう。

 

GPS衛星っていくつあるの?

通称GPS(Global Positioning System, 全地球測位網)は、地球上のどの位置にいるのか測定するためにアメリカが打ち上げている人工衛星です。衛星の数は現在24機(予備機を含むと常時30機)あり、上空20,200kmの軌道を周回しています。そして常に「現在位置」「現在時刻」を発信し続けています。地球上のどこにいても上空に4機以上のGPS衛星が存在するように配置されています。

 

どうやって位置がわかるの?

「GPS衛星受信機」がGPS衛星の電波信号を受信します。そうすることで受信機は信号がとどくまでにかかった時間を計算して、特定の衛星と受信機の距離を算出します。3つの衛星から受信した情報で計算をすると、位置が特定できます。ただし計算にはある程度の誤差が生じるため、正確な位置を知るためには4つの衛星からの情報が必要とされています。さらに、連続で安定した高精度測位のためには8機以上の衛星が見えることが望ましいそうです。

 

「GPS衛星」以外にも衛星システムはあるの?

アメリカ以外の国でも位置情報取得のための衛星システムを持っています。
ロシアの「GLONASS」、中国の「BEIDOU」、EUの「GALILEO」、インドの「IRNSS」、日本の「QZSS」(準天頂衛星システム「みちびき」)などがあります。各国の衛星システムを総称して「GNSS(Global Navigation Satellite System, 汎地球測位航法衛星システム)」といいます。これらは互換性があるので、さまざまな衛星からの信号を同時に受信して、現在位置推定の精度は上がっています。将来は誤差が数センチ以下になる見込みということです。

日本の衛星システムでGPS精度はどこまで上がるの?

日本では2010年に準天頂衛星システム「みちびき」を打ち上げました。日本の衛星は日本国内の位置情報の精度を上げるため、主に日本上空を飛びますが、アジア、オセアニア地域でも利用できます。現在GPSの測位誤差は10m程度と言われていますが、2018年度に予定されている「みちびき」4機体制が整備されることで、誤差数10cm程度に留めることを実現します。

 

屋外にいるのにGPSが受信出来ない!精度が悪い!

GPSを受信するためには屋外に出る必要があります。しかし、屋外にいるのにGPSが受信できない!精度が悪い!といった場合があります。それはほとんどのケースで受信環境に問題があるのかもしれません。特に以下のような環境だとGPSを受信しにくくなります。

•ビルなどの近くや谷間
•トンネルや森の中
•高圧電線や1.5GHz 帯の携帯電話などの近く
•長い距離を移動したとき
•周囲の環境が異なる場所へ移動したとき
•曇りや雨の日は空が雲で覆われているとき

 

GPSがあれば心配なし!?

GPSを取得しているからと言って、ドローンを操縦しているときは安心してはいけません。例えば上記のビルの近くや谷間で飛行している場合は壁から跳ね返ってきたGPSを取得して本来位置する場所と取得した情報が異なるため機体は取得した場所に移動します。そうすることでビルや谷間に衝突してしまい墜落の原因になってしまいます。最近のGPS受信機はこのようなことが起きないように対策がされているのがほとんどですが、「絶対に大丈夫」ということではありませんので、GPSが無い環境下でも安全に飛行ができる程度の技量を持ち合わせてからそのような場所での飛行を行なうように徹底してください。

 

 

以上でGPSの簡単な説明になりますがお分かり頂けましたでしょうか。
今後このGPSの精度が向上するにつれてドローンの性能も比例して向上していくに間違いないでしょう。

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