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位置情報を把握できるGPSとは

1月1日に開催されたニューイヤー駅伝2020において、小型・軽量GPSデバイスを利用して、選手の位置情報をリアルタイムに取得し、テレビ番組のデータ放送や大会関係者向けのWebサイト上に配信された。

[参考記事]
NTT西日本・TBSテレビ・実業団連合など、IoTを活用して駅伝レース出場選手の位置情報をほぼリアルタイムに配信するサービスを提供開始

このように、現在様々な場所で使われることの多いGPSだが、どのようなものなのだろうか。

GPSとは

GPSとは、Global Positioning Systemの頭文字をとったもので、アメリカによって運営されている、人工衛星を利用した測位システムのことを指す。

GPSはアメリカが軍事用に上げたGPS衛星を利用している。

GPS衛星から、衛星に搭載された原子時計による時刻のデータや、衛星の軌道情報を含んだ信号が送られている。

その信号を発信した時と受信した時の時刻の差から、その衛星から受信機までの距離を測定することができる。

同時に複数の衛星からの距離を測定することで、精度を高めている。

GPSの誤差の一例

GPSの位置情報の誤差は常に数メートル存在しており、悪いときには100メートルほどになることもある。

2000年まではアメリカ政府の軍事的理由により、意図的に精度が100メートルほどまで下げられていた。

そのほかには、大気遅延や測位に使用する衛星の数による誤差などがある。

大気遅延

GPS衛星から発生する信号は、大気中に存在する電解層や対流圏を通過する。

この時、電波特性の変化により、電波伝播速度の遅延が生じる。

また、地面や構造物に反射し、2つ以上の伝播経路を持つようになるマルチパスという現象も誤差の原因となる。

測位に使用する衛星の数

理想的に空がひらけている場合、受信できる衛星の数は多くなる。

複数の衛星からの情報によって測定精度を向上させることができるからだ。

逆に、受信衛星数が少なかったりその衛星位置が十分離れていなかったりする場合は、誤差が大きくなる。

GPSの利用範囲

利用初期は、船舶や航空機などに用いられてきたが、受信機の小型化や低価格化に伴いカーナビゲーションや携帯電話にも普及している。

携帯電話では、GPS信号が受信しにくい場所でも携帯電話の基地局情報を利用することで、位置情報の取得までの時間の短縮を行っている。

さらに様々な分野に活用され始めている。

GPSを利用した事例

子供や持ち物の位置検索ができる

どこかなGPSの画像

[参考記事]
ソフトバンク、子どもの見守りや大切な物の位置検索がスマートフォンで確認できる「どこかなGPS」を発売

ソフトバンク株式会社は、子どもの見守りや大切な物の位置検索ができる「どこかなGPS」(ZTE製)を、2020年2月下旬以降に発売する。

どこかなGPSは、衛星測位システムの信号を受信する機能(GPS機能)を搭載した正方形の小型デバイスで、スマートフォンの専用アプリを通して離れた場所から位置を検索できる。本体は約4.7センチメートル四方の薄型軽量なデザインになっており、かばんなどに入れてもかさばらないのが特徴だ。

混雑状況を予測

KDDIのGPSによる分析の例

[参考記事]
KDDI、GPS位置情報データを活用して年末年始の神社等の混雑状況を予測

KDDIは、GPS位置情報データを搭載した地図情報システム「KDDI Location Analyzer」を活用して昨年度の年末年始データから人流分析を行い、今年度の年末年始の関東圏主要神社来訪者の傾向や、河口湖への元旦来訪者の属性、新宿で開催される「酉の市」開催期間中の混雑状況を予測し、分析した。