GPSの精度向上を実現するための方法は？｜原因や影響についても解説

現在、私たちはGPS技術をさまざまな形で活用しています。しかし、GPSの利用中に誤差が発生するなどして、精度の低下を感じた経験がある方も多いのではないでしょうか。

この記事では、GPSの基本情報を説明したうえで、GPSの精度・精度が落ちる原因・精度を向上させるために必要なことなどについて解説します。これに加えて、GPSの精度向上によってもたらされる影響や、精度向上の結果どのような未来を迎えるのかについても触れていくので、気になる方はぜひ最後までお読みください。

GPSの基本情報

GPSは「Global Positioning System」の略称であり、人工衛星が発信した信号を地上の受信機が受け取ることによって位置情報を割り出すシステムのことを指しています。

このGPSは、もともとアメリカが軍事用として開発した技術でした。しかし現在は、「カーナビや地図アプリ」「業務管理ツール」「津波の観測」など多種多様な方法で利用されています。

GPSに関する基本的な知識は、以下の記事でさらに詳しく述べています。どのような方法で位置情報を算出しているかについても解説しているので、ぜひご覧ください。

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GPSの精度

GPSは基本的に正しい位置情報を算出することができますが、その精度は常に一定とは限りません。場合によっては、数メートル～百メートルにもおよぶ誤差が発生することもあります。

そのため、GPSを使用する際は「間違った位置情報が反映されることもある」という認識を持つことが重要です。

ちなみに、もしGPSの精度が低下した場合は、電波の状況をよくするために電波を強化する「信号増幅技術」を取り入れたり、アンテナの位置を変更したりなどの対策が求められることもあります。

GPSの誤差に関する知識を深めたいなら、この記事を参考にご覧ください。

関連記事：GPSの誤差や精度はどれくらい？原因は？基本情報や今後の展望も合わせて説明

GPSの精度低下が発生する原因

それでは、どうしてGPSの精度は低下してしまうのでしょうか。ここでは、主要な原因を2つ取り上げます。

①受信可能な衛星が少ない

GPSのシステムは、人工衛星が発信する電波によって成り立っています。そして、GPSが高い精度を維持するためには、本来なら4個以上の人工衛星を検知しなければなりません。そのため、受信可能な人工衛星の数が少ないと算出するデータに誤差が発生する可能性があるのです。

②電離層と対流圏で遅延が起こる

GPSの電波が受信機に向かって進んでいくにあたって、電波は電離層や対流圏を通過します。その際、大気の状態などから遅延が発生し、結果的に精度が低くなってしまうことも十分考えられるでしょう。

以下の記事では、GPSの情報を知るうえであわせて学んでおきたい衛星通信の情報について取り上げています。ぜひお読みください。

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GPSの精度を向上させる方法

GPSの精度が低下してしまう理由が分かったところで、次は精度を高めるために私たちが取り組むべき方法について見ていきます。まず「現状の把握」を実施し、次に「新技術の開発」を行うといいでしょう。

①現状を把握する

まず、GPSの精度における現在の技術レベルをしっかり把握しておきましょう。というのも、現状を理解しておかなければ、今後足りない部分を埋めるための適切な対策を検討することができないからです。

システム利用時に発生する誤差の詳細や、ビジネス・日常生活を進める上で困っている部分をリストアップすることが、今後の技術発展につながっていきます。

②新技術を開発する

続いて、現状のGPSの問題点がカバーできるような新しい技術を開発していきます。具体的な例でいうと、日本で作られた衛星測位システム「みちびき」や、測定方法の一つである「RTK（Real Time Kinematic）」などが例に挙げられるでしょう。

そんな「みちびき」によって得られるデータは高精度であることが知られており、2つの受信機を利用する「RTK」は最終的な誤差を大きく修正することができます。

正確にいうと、これらはGPSとは別のシステム・技術であるため、「GPSの精度向上」にはカテゴライズできないかもしれません。しかし、GPS・あるいはGPSと似た機能を持つ技術によって利便性を得たい利用者にとって、価値の高さは変わらないでしょう。

GPSの精度向上によってもたらされる影響

GPSの精度が向上すると、いったいどのような影響が世の中にもたらされるのでしょうか。将来的に享受できる利点を2点に分けて解説します。

①より多くの人命を救助することができる

GPSの精度が高まることによって、災害や事件が発生したときにより多くの命を救うことができます。というのも、GPSで救助者の正確な位置が特定しやすくなるからです。特に、目印などが少ない山地などでGPSは大きく役立つでしょう。

地震をはじめとした災害が多い日本にとって、これは大きな意味を持ちます。そのためGPSは、日本で暮らす人々が安心して日々を過ごせるきっかけになるかもしれません。

②新たなサービスの登場が期待される

GPSの品質がアップすると、さまざまなサービスが全国的に登場してくるでしょう。なぜなら、精度が高いGPSの存在によって、新規性の高いアイデアが各業界で生まれやすくなるからです。

たとえば、農業・工業・教育などの分野で、作業効率化や安全性維持を果たす新しいサービスがリリースされるかもしれません。こういった動きは、DX化によってより利便的なまちづくりを目指す「スマートシティ」の実現や、ものづくり全体の革新にも結び付いていきます。

精度向上を果たしたGPSが迎える未来

GPSの精度が高まることによって、「災害などが発生した際、救える命が増える」「各業界でさまざまなサービスが登場する」などの利点を感じることができます。そんな未来において予想できるのは、「人々の暮らしの質が高まる」ということでしょう。大きな力を秘めたGPSの今後に、心から期待したいところです。

衛星通信技術には専門知識が必須

衛星通信は電磁界に関する専門的な知見とシミュレーションソフトウェアが欠かせません。

株式会社エーイーティーでは、電磁界解析ソフトウェア「 CST Studio Suite 」を使用したアンテナの解析事例を多数掲載していますので、ぜひ参考にご覧ください。

アンテナの解析事例

CST Studio Suiteは、あらゆる電磁界問題をカバーするOne Package Solutionとして、幅広い開発・研究分野で採用されているシミュレーションソフトウェアで、静電磁界のセンサーの計算からマイクロ波アンテナ、EMC対策、光デバイスの解析まで全てのソルバーが追加費用なしで利用できます。

さらに、使い勝手の良いユーザーインターフェイスで解析担当者の作業負担を軽減することにも貢献します。

現在使用されているシミュレーションソフトウェアにご不満がある方や、これから導入を検討されている方は、ぜひご検討ください。

株式会社エーイーティーは、30年以上にわたる「 CST Studio Suite」の豊富な実績と経験に基づき、研究・開発業務の立ち上げから運用フローの構築まで、ユーザー様に対して多岐にわたるサポートを提供しています。

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電磁波技術のプロフェッショナル 株式会社エーイーティー

株式会社エーイーティーは、電磁波技術をコアとしたスタンフォード大学発のベンチャー企業として、1988年に誕生しました。

先端の解析ソフトウェア製品を中心に、誘電率測定装置をはじめ、小型プラズマ装置、人体電磁波ファントムなど付加価値の高いハードウェア製品をご提供し、また産官学連携プロジェクトを含む研究開発を通じてお客様のご要望にお応えしてまいりました。

当社の持つ高度な専門知識と技術力、幅広いネットワーク、そして独創的な発想力を武器に、価値あるソリューションをご提案致します。

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