GPSの誤差について

GPSの受信機は誤差があると聞きました。
これは複数の衛星から情報を受信する時間に（衛星からの距離によって）誤差があるからと考えればよいのでしょうか？
知識の少ない私にでも解るように教えていただけると嬉しいです。

No.5 回答者： jtake00 回答日時： 2012/04/16 02:05

>わざと精度を落としてます

いまはそんな事やってません。
ただＧＰＳの最大性能を出そうとすると非公開の
機能を使わないと出来ないのも事実ですが。

で、ＧＰＳの電波には何種類も種類があります。
一般的に民生で使われているのはＬ１と言われるもの。
これを使って安価な受信機を作ると数ｍ～１０ｍ程度の精度です。

で１０ｍというのは受信状況が良い（概ね４衛星以上）時で
上空に遮る物（ビルや屋根）がある場合は受信可能な衛星数が減少したり
反射した電波（距離がその分長くなる）を受信するので精度が落ちます。
また衛星は地球の周りをグルグル回ってますが時間により場所が変わり
受信状況も変わります。同じ場所でも時間により精度が変わるのは
その為です。

で高精度な物はＬ１以外のＬ２やＬ５の電波を使います。
精度は１０ｃｍ以下とか出ますが受信機は非常に高価です。
（車が買える位って言えばいいでしょうか、軽自動車レベルじゃなく）
精度の高い受信機は高精度な部品を使うので高くなってしまいます。

No.4 回答者： rokometto 回答日時： 2012/04/15 14:56

もう言われてるかもしれないけどアメリカ軍が普段敵対国に軍事利用されにくいようにわざと精度を落としてます。

湾岸戦争やアルカイダ紛争の時はものすごく制度がよくなったそうですよ。

No.3 回答者： mbp 回答日時： 2012/04/15 11:19

GPS技術は、もともとがアメリカの軍用の技術なので誤差は数cmから数十cmと言われていますが、民生用に開放されているものは、故意に精度が落とされているため誤差は10m程度だそうです。

過去には米国防総省が安全保障上の理由から民生用GPS信号の精度を100m程度まで落としたことがあります。

No.2 回答者： Harry721 回答日時： 2012/04/15 11:05

カーナビなどの位置表示装置は、GPS衛星からの電波を受信していることはご存じですよね。

地球上の位置を測定するには最低3個の衛星が必要です。
衛星との距離の違いで3角形を描いて位置を知るわけです。
ただしこの方法では誤差が出ることがあるので通常は4つの衛星を使うように設計されています。

現在宇宙にはいくつのGPS衛星が回っていると思いますか？
これは30個以上もあります。
アメリカのものだけでなく、ヨーロッパやロシアのものも使っています。
ところが、GPS衛星は静止衛星ではなくて地球の周りを回転しています。
しかももともとはアメリカなりヨーロッパのための衛星を日本でも使わせてもらっているわけですから、日本に都合の良いところを通っているわけではありません。
日本の上空に常に4つの衛星があるかというと、必ずしもそうではないのです。
日本の場所によっても異なりますし、時間によっても異なります。
都市のビルの林立するところとか、山の谷間になると空が見える範囲でしか衛星が受信できませんから、更に条件は厳しくなります。

GPSの電波が直接届くところしか検知できないので、もちろんビルの中やトンネルの中、地下鉄の駅などでは電波が受信できません。
そのためGPSナビなどの機器ではいろいろなテクニックでそれを補正しています。

現在、日本でもGPS衛星の打ち上げを進めています。これが実現すれば非常に精度があがるでしょう。

詳しくは下記のHPを参照してください。

参考URL：http://www.enavi.jp/gps_ani.html

No.1 回答者： Biyoooooon 回答日時： 2012/04/15 10:56

まずは基本原理から。

GPSからの電波には時間情報（何時何分何秒に送り出した電波か）が含まれます。受信機ではその電波を受け取った時間と照らし合わせてGPSと受信機との距離を計算します。また、電波にはGPSの位置情報も含まれていますから、複数のGPS衛星の電波をキャッチすることで受信機は正確な位置を割り出そうとします。

電波は、【ＧＰＳ→地上の基地局→受信機】の順で到達することも知っておいて下さい。


GPSの誤差要因はたくさんありますが、いくつかを書き出してみます。
（１）ＧＰＳが積んでいる時計の誤差→ＧＰＳには正確な原子時計を積んでいるので、影響は少ないかも
（２）衛星の位置情報の誤差→衛星の位置情報は地上の基地局で修正されます
（３）受信機の時計の誤差→この誤差はある程度考慮しなければなりません
（４）電離層の伝播異常→電離層では電波が光の速さよりも速くなる現象が起こるそうです
（５）対流圏の伝播遅延→水蒸気や乾燥した空気により、若干影響が出ます
（６）マルチパス→地上で電波が反射してしまう現象です
他にもいくつか考えられますが、方式によっても主たる要因が変わってきます。