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GPSの補正方式(追記版) 

GPSの精度をアップするための補正データを使うDPSをD-GPS(Differential GPS)。この言葉が意味するものが複数あるので混乱する。少し整理したい。

GPSはGPS衛星からの信号(時刻放送)を元に受信機で自機の位置を測位するシステムだが、大きくは電離層擾乱および大気圏擾乱の影響もあり10メートル前後の誤差が生じている。これをさらに精度よく1メートル以内にするため補正する信号を別途受信する受信機がある。このシステムをD-GPSという。

D-GPSには

1)WAAS(日本ではMSAS)システム 
地球上でGPS測位を行い実際の位置との誤差を計算し、各地域ごとの誤差予測を衛星(日本ならMTSAT)に送信し衛星は地球へ向けて再送信。各受信機がMTSATから補正データを受信してGPS測位する際の補正データとする方式

2)ビーコン方式
海上保安庁が行っているシステムで、各観測点(灯台?)でGPS測位をしその誤差情報を中波ビーコンで放送。各受信機はGPSで測位した後、受信したビーコンの補正データで補正する方式。

3)FM多重方式
主にカーナビで使用されたシステム。GPSで測位した後、FMの多重放送に含まれる補正データを使い位置補正を行った。2008年3月で放送終了。

4)A-GPS方式
Assisted-GPSとされ、携帯電話での位置情報に使用される。携帯電話でGPS測位をし、その位置を携帯電話のネット回線でサーバに送信。サーバからその地域の補正データを携帯電話のネット回線で受信して位置を補正する。インターネットでも利用可能。観測点は国土地理院の電子基準点。

以上の4つを意味するが、すべてD-GPSと記載されるので混乱する。

ビーコン方式の受信機でカーナビ用アンテナだけを使うことはただのGPS単独測位と同じになる。逆にMSAS受信機にカーナビ用アンテナをつける場合、感度よくMSAS補正データを受信できれば精度のよい測位ができるが、MSASはGPSの電波よりも弱いらしいのでうまく受信できないと単独測位と同じになる。ちなみに放送周波数はGPSもMSASも同じ。

また、カーナビのFM多重放送による補正は終了したため、A-GPSを搭載していなければ単独測位ととなる。FM多重放送方式はSA(米軍による意図的な誤差)操作による誤差を補正するために導入されたが、米軍は今後SAを行わないということを発表したため、放送を終了したとのこと。
SA時は100メートルほどの誤差となるためFM多重放送での補正で10メートル以内にするところ、SAをしないとの発表で今後常に10メートル(電離層擾乱時を除く)の誤差で収まることとなった。

この他に受信機側の工夫で2周波を受信するものや、GPS放送電波の位相差測位するものなどで精度を数センチから数ミリまで実現するものもある。

ちなみにD-GPSを用いても街中ではビルなどによる反射電波を誤って計測することで誤差が生じてしまうこともある。カーナビはGPSの他、車速や各種センサでも補正しているが、モバイルGPSでは誤差が生じやすいはずだ。自転車の走行記録に使うか悩むところもここだな。

GPSの補正精度へつづく


2009-1-12 一部、校正 および追記

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