第百十九弾 GPSモジュールを使ってみた

2023年10月26日(木)

じょしゅ
みなみなさま こんにちはでございにゃす!
きょうじゅ
今回は身近な存在で、ちょっとややこしいGPSについて解説します。


目次

・GPSについて

・測位衛星(GPS)について

・GPSモジュールの使い方

・世界の測位システム

GPSとは

きょうじゅ
GPSは世界中で使われているから、名前を知らない人はいないと思いますが、その中身は意外に知られていません。
GPSはGlobal Positioning Systemの略称で日本語では全地球測位システムといいます。
地球の周辺に人工衛星を打ち上げて、そこからの電波を受信して、受信者は自身の位置を知ることができるシステムです。

きょうじゅ
まず車のGPSはかなり正確ですが、建物内は電波が通過しないためトンネル通過時やビルの谷間通過等は地上時の補正が大きく影響しています。
例えば地下駐車場でぐるぐる回って駐車して、地上に上がってくると位置が狂っていることがありますよね。
数秒~数分地上にいるとすぐ補正されますが、GPSは基本屋外で使用することを前提としています。
屋内での失くし物とかは不得意なので、部屋の鍵を見つける等の機能のほとんどはブルートゥース(近距離電波)によるものです。

測位衛星(GPS)について

きょうじゅ
世界中の人工衛星を数えると8000個も存在します。
そのほとんどが気象や研究関連のものが多く、GPSは約130個ほどになります。
当初はアメリカだけが位置情報を使っていましたが、アメリカ以外の国が使う時は位置の精度を悪くして公開したり、都合が悪い場合は通信を切断していました。
そんなこともあり、今では主要国が自国衛星を飛ばしています。
私たちが位置を知るには最低4個のGPSを受信する必要があります。
衛星は電波ですが、その中味は時刻を送信しています。
その正確さは原子時計と言われ、原子時計は年間の誤差とかのレベルではなく、1憶年に1秒の誤差という非常に精度の高い時計です。
GPSの受信者は各衛星からの電波の到達誤差で自身の位置を調べています。このように位置を知る手順の問題から最終的に4個の衛星が必要になります。

GPSモジュールの使い方


きょうじゅ
単なるアンテナ部分なので、これだけでは何もできませんが、どのような信号が受信できてるかをグラフィックスで知ることができます。
とは言っても見てもよくわかりません。


きょうじゅ
このグラフを見る方法はGPSのメーカーのページでソフトを入手して、まずGPSモジュールUSBをパソコンに接続すると認識して、見れるようになります。
さてどんな信号が受信できているのか見てみます。

きょうじゅ
解説文が無いのでよく分かりません。

じょしゅ
わからんのかーーい!

きょうじゅ
いや分からんやろ!どっちの角度にどのGPS衛星が飛んでるか視覚的に分かるようになってる図かなーくらいですわ!
今回はシーマの仕事に関わることではなく、単純な興味で調べて書いちゃいました!専門ではないです!ごめんよッ

じょしゅ
ひらきなおった!!

きょうじゅ
本題に戻すよッ!
これらのグラフィックスの他に位置情報もあり、これをコンピュータで解析して地図上に場所を表示できるんだと思います。

きょうじゅ
下半分の緑色のグラフは各衛星の電波強度のようです。
モジュールを手で塞ぐと出力が低下します。
このような商品はタブレット端末に入れてカーナビとして使ったり、GPSが時刻を発信しているということもあり、時刻合わせに使ったりもできるようです。

きょうじゅ
GPSは車の位置情報の他にペットの首輪につけたり、子供に持たせたりして迷子防止として使用される商品もあります。
ペットの位置情報を常にスマホで確認するためには、首輪に付けた位置情報を通信回線を使ってスマホと接続させる必要があります。
つまり、首輪側にも通信回線の端末が付いていて、別途auなどの通信業者と契約する必要があります。
都度位置情報を送信しないで記録だけする装置を「ロガー」と言います。
ちなみにAppleのAirTagが端末同士でリンクする方式なので、周辺にAirTagが見つからないと機能が発揮できませんが、すばらしいアイデアだと思います。

世界の測位システム

きょうじゅ
アメリカが起源のGPSですが、今や中国やインドが活発です。
衛星の数は中国が35個、アメリカが31個、ロシアが24個、ヨーロッパが22個です。
GPSと書いていますが。GPSはアメリカのシステム名で、日本は「みちびき」、中国は「北斗」、ヨーロッパは「ガリレオ」、ロシアは「GLONASS]と呼ばれています。
中国は測位システムに非常に力を注いでいて、現在ではアメリカを追い抜いています。
中国国内での位置情報は非常に精度が高く、中国産スマホには最初から専用チップが搭載されています。
iPhoneにも北斗専用チップが搭載されました。
その他の機器もそうですが、日々技術が進歩し、生活がどんどん変わってきています。
住みやすいのか住みづらいのか人によって感じ方はそれぞれですが、機械やAIにコントロールされる人間ではなく、コントロールする人間になりたいもんですな。
じょしゅ
なんかしんみりしちゃったね。
きょうじゅ
今宵はしっぽり熱燗でも
じょしゅ
じかいもよろしーま
Translate »