GPSの実際のしくみ

私たちはすでに未来に住んでいます。私たちは衛星を使って地球上のほぼどこにでも私たちの正確な位置を正確に示すハンドヘルド装置を持っています。しかし、GPSがどのように機能するのか疑問に思ったことはありませんか。?

GPSデバイスは実際には衛星に接触して情報を送信しません。彼らは衛星からのデータ - 常に送信されているデータのみを受信します。しかし、デバイスがあなたの位置を特定できる唯一の方法はGPSではありません.

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衛星からあなたの手のひらまで

全地球測位システムは、もともと軍事用に米国によって作成されましたが、最終的には民間用に開放されました。少なくとも24のGPS衛星が地球の周りを常に周回しており、それらは常にデータを放送しています.

衛星は、４つの衛星が地球上の任意の点から空に見えるように軌道上に配置されている。これは、信号がブロックされているとGPSが機能しないことを意味します - あなたと空との間にはかなり直接的な経路が必要になります。地下バンカーや山の下の洞窟では、うまくいきません。.

GPS衛星は絶えず地球に向かって無線信号を送信しています。各送信には、GPS衛星の位置と信号が送信された時刻が含まれます。各衛星には原子時計が搭載されているので、時間は非常に正確です。.

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GPSがあなたの位置を決定する方法

GPS内蔵の機器 - それが専用の車載GPSナビゲーションユニットであろうとスマートフォンであろうと - はGPSレシーバとしてのみ機能します。 GPSを搭載したデバイスは、実際にはその位置を特定するために衛星に「接触」しているわけではありません。その代わりに、これらの衛星から放送されている無線信号を常に聴いているだけです。.

GPS受信機は、4つ以上の衛星からの信号を「受信」します。近い方の衛星からの信号は早く到着し、遠い方の衛星からの信号は後で到着します。（実際の時間差は非常に小さいですが、GPS受信機によって検出することができます。）信号が放送された時間と信号が到着した時間を比較することによって、受信機は4つすべての衛星からの相対距離を推定できます。三辺測量を使用して、受信者はその場所を特定できます。.

三辺測量は少し複雑に思えるかもしれませんが、実際にはかなり単純です。ニューヨークから500マイル、マイアミから800マイル、そしてカンザスシティから700マイルであることを誰かが言ったと想像してみてください。この情報を使用して、これらの都市すべてから正しい距離である地域を特定し、現在地を推定できます。私たちがあなたに4番目の都市からのあなたの距離を言ったならば、あなたはあなたの位置をさらに正確に推定することができました。それは一言で言えば三辺測量であり、それはあなたがそれらを使用するたびにGPS受信機がやっていることです。.

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GPSに代わるもの

GPSが現在地を推定できる唯一の方法ではありません。 911サービスは携帯電話の位置を三角測量するためにセルタワー強度情報を使用します。これは同じように機能します - 複数のセルタワー間の信号強度の違いを測定することによって、あなたのデバイスはあなたの現在の位置を推定することができます.

いくつかの装置は、それらの現在位置を決定するためにＷｉ − Ｆｉベースの測位システム（ＷＰＳ）を使用することもできる。 Googleのストリートビュートラックが走り回り、近くのアクセスポイントの名前と特定の場所での相対的な強みを把握します。スマートフォンは近くのワイヤレスネットワークをスキャンし、その名前と信号強度のリストをGoogleのサーバーに送信します。グーグルは彼らのデータベースを使ってあなたがいる場所を推定します。（GoogleはWi-Fiベースの測位システムデータを提供する唯一のプロバイダではありませんが、ほとんどの人がよく知っているものです。）これはGPS信号が届かない屋内の場所で特に便利です。.

GPSシステムは、測位に使用できる唯一の衛星ネットワークではありません。ロシアには独自のGLONASSシステムがあり、中国にはBDSがあります。ヨーロッパでは、ガリレオと呼ばれる、GPSに代わる独自の方法も検討しています。戦争や紛争の際にはGPSを停止したり制限したりすることができるので、各国は自国の衛星を自給自足することを望んでいます。.

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GPSは、それ自体ではプライバシーの問題ではありません。たとえば、古いGPSユニットを車のために持っている場合、おそらく自分の位置を送信することはできません。ただし、GPSは、送信テクノロジと組み合わせるとプライバシーの問題になる可能性があります。 GPS追跡装置は、単にGPS受信機を使用するのではなく、後で検索するためにGPSデータを保存したり、GPSデータを送信したりします。.