GPSレシーバーの仕組み

全地球測位システム（GPS）受信機は、人々が迷子にならないようにするために興味深い手法を使用しています。 ただし、すべてのGPS受信機が同等というわけではありません。 安価な「ポケット」サイズのGPSレシーバーの中には、たとえば密集した森林地帯で使用されている場合、現在地を特定するのが難しいものがあります。 ただし、ほとんどのGPS受信機は、紛失するのを正確に防止したり、紛失した場合の道を見つけるのに役立ちます。

GPS受信機は、地球を周回する27個の衛星のシステムにパッチされています。 彼らはそれぞれ、いつでも各衛星がどこにあるべきかを彼らに伝える電子暦を持っています。 衛星から受信機の位置に関するデータを受信します。 これが機能する方法は、3次元三辺測量と呼ばれる手法を使用することです。

人が自分の位置を見つけようとすると、GPS受信機は3つ以上の最も近い衛星からの信号を受信します。 各衛星は、衛星からの距離としてGPS受信機を測定します。 新しい測定値は、地球上の人の正確な位置を正確に特定するのに役立つため、測定値が増えると精度が向上します。

2次元の三辺測量を評価することにより、これを理解するのに役立ちます。 道に迷った人は3人に道を尋ねます。 彼は最初の人から「あなたはサクラメントから80マイルです」と言われます。2人目の人は彼に「あなたはサンノゼから40マイルです」と言われます。これらの値を比較すると、その人はサンフランシスコにいると結論付けることができます。 より多くの情報があれば、これらの比較はさらに簡単になります。

衛星とGPS受信機は、平坦な距離ではなく、衛星から地球までの距離を測定するため、3次元の三辺測量を使用します。 ほとんどの人は、常に少なくとも3台のGPS受信機の受信範囲内にいます。これにより、現在の場所を明確に特定できます。 GPS受信機が少なくとも4つの衛星に到達できる場合、最高の精度が達成されます。

GPS受信機は、信号が特定の衛星に到達するのにかかる時間を測定することで距離を測定します。 通常、最高の精度を得るためには、GPS受信機と衛星の両方が極度の精度のために原子時計を必要とします。 ただし、原子時計は非常に高価です。 したがって、原子時計のみが衛星に装備されています。 GPS受信機には、原子時計からの衛星の読み取り値に応じてリセットされるクォーツ時計があります。

GPS受信機では、電波がすべて同じ速度で移動するという前提に基づいているため、一部の不正確さが発生します。 これはそうではありません。 都市では、電波が超高層ビルで反射し、結果が歪むことがあります。 これに対する修正の1つは、GPSの結果を確認し、既知の問題を修正できる地上の固定GPSステーションを設置することです。

新しいGPS受信機には継続的な変更が加えられ、より多くの衛星の信号を受信し、測定に影響を与える可能性のある小さな変更を考慮しています。 しかし、GPSレシーバーを使用すれば、二度と迷子にならない位置に身を置くことができます。