GPSはなぜ圏外でも使えるの?

どこで迷子になっても便利。

» 2019年06月07日 11時00分 公開
[QuizKnockねとらぼ]

 GPSは便利だ。筆者は歩けば迷う重度の方向音痴なので、GPSには頼りっぱなしである。

 GPSは地球上のほとんどどこでも、いつでも使えるようになっている。電話が通じない圏外でもだ。

 電波が通じない圏外でもGPSが使えること、その理由をご存じだろうか。


携帯の通信とGPSは違う電波



<GPSは衛星から>

 GPSは、宇宙にある人工衛星からの電波を使って位置を知る仕組みだ。GPSに用いる衛星の電波は、衛星が一方的に地球に放っている(【補足】参照)。したがって地下で空からの電波が拾えない環境でない限り、GPSは使える。

【補足】GPSが位置を知る仕組み

携帯がGPSによって位置を知るときは、人工衛星が地球に向けて送出している「その衛星の」位置(≠受信機の位置)と、電波を発したときの時刻の情報を教えてもらう。電波は光の速さで地球に届くので、これで衛星と現在位置の位置関係が分かる。ただ、1つの衛星だけでは位置を確定できないので、複数(4つ以上)の衛星から発せられた電波を用いる。


<電話の通信は基地局から>

 一方、携帯電話が通信しているのは基地局という、通信会社が設置する施設である。電話やインターネットを使うとき、携帯は近くにある基地局と無線通信を行う。基地局は、ほかの基地局との通信やインターネットの接続を実質的に担っている。

 このような基地局は全国に数十万局(例えばドコモのLTE基地局は約18.5万局/2018年時点)存在し、携帯電話はその都度近くにある基地局を探して通信を行う。つまり、近くに基地局がない場所では携帯電話は使えないのである。


<なぜ、複数の衛星が必要?>

 位置を知るというのは、言い換えれば3次元に対応する3つの未知数を求めるということ。1つの衛星の位置情報を用いると、3つの未知数を含んだ1本の方程式が得られるが、これは不定方程式(解が無限に存在する)。解を1つに定めるには3本の方程式が必要なので、位置情報は衛星3個分必要になる。

 ただし、これは受信機の時刻が正確だったときの話であり、実際には不正確な時刻を補正する必要がある。これは「時刻」の変数を1個増やすことに相当するので、GPSの位置計算は衛星4個の情報で行う。



 GPSで位置が分かるというと、人工衛星が携帯電話の位置を計算しているように錯覚してしまうが、これは誤り。人工衛星はヒントを地球に向けて発するだけで、携帯電話が位置を計算しているのだ。


おわりに

 あらためて考えなければ、GPSが電話とは別の電波を受け取っているなんて考えもしない。そういった違いを意識せずに便利な機能を使えることこそが技術の恩恵である。技術に感謝!

制作協力

QuizKnock


Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.

昨日の総合アクセスTOP10
  1. /nl/articles/2501/01/news004.jpg 巨大深海魚のぶっとい毒針に刺され5時間後、体がとんでもないことに……衝撃の経過報告に大反響 2024年に読まれた生き物記事トップ5
  2. /nl/articles/2501/01/news052.jpg ryuchellさん姉、母が亡くなったと報告 2024年春に病気発覚 「ママの向かった場所には世界一会いたかった人がいる」
  3. /nl/articles/2501/02/news027.jpg 【ハードオフ】2750円のジャンク品を持ち帰ったら…… まさかの展開に驚がく「これがジャンクの醍醐味のひとつ」
  4. /nl/articles/2401/18/news015.jpg 巨大深海魚のぶっとい毒針に刺され5時間後、体がとんでもないことに…… 衝撃の経過報告に「死なないで」
  5. /nl/articles/2501/02/news038.jpg 「どういうことなの!?」 ハードオフで13万円で売っていたまさかの“希少品”に反響「すげえ値段ついてるなあ」 
  6. /nl/articles/2501/02/news034.jpg 「脳がバグる」 ←昼間の夫婦の姿 夜の夫婦の姿→ あまりの激変ぶりと騙される姿に「三度見くらいした……」「まさか」
  7. /nl/articles/2501/01/news051.jpg 「衝撃すぎ」 NHK紅白歌合戦に41年ぶり出演のグループ→歌唱シーンに若年層から驚きの声 「てっきり……」
  8. /nl/articles/2412/31/news047.jpg 知らない番号から電話→AIに応対させたら…… 通話相手も驚がくした最新技術に「ほんとこれ便利」「ちょっと可愛くて草」
  9. /nl/articles/2501/01/news001.jpg 【今日の難読漢字】「手水」←何と読む?
  10. /nl/articles/2501/01/news048.jpg 「見間違いかと思った」 紅白歌合戦「ディズニー企画」で起きた“衝撃シーン”に騒然「笑った」「腹痛い」
先週の総合アクセスTOP10
  1. 東京美容外科、“不適切投稿”した院長の「解任」を発表 「組織体制の強化に努めてまいる所存」
  2. 大谷翔平、妻・真美子さん妊娠公表→エコー写真に“まさかの勘違い” 「デコピン妊娠?」「どう見てもデコピンで草」
  3. 「すごい漢字!」 YouTuberゆたぼん、運転免許証公開 「本名の漢字」に衝撃の声続々
  4. 「麻央さんにそっくり……」 市川團十郎の11歳息子・勸玄の成長ぶりに驚きの声 「大きくなってる!」「すでに貫禄がある」
  5. チェジュ航空社長、日本語で謝罪 犠牲者は170人以上との報道 公式サイトは通常のオレンジからブラックに
  6. 「スマホ入荷しました」 ハードオフ店舗がお知らせ→まさかの正体に大横転 「草しか生えない」
  7. 母「昔は数十人もの男性の誘いを断った」→娘は信じられなかったが…… 当時の“想像を超える姿”が2800万再生「これは驚いた」【海外】
  8. 毛糸で作ったお花を200個つなげると…… “圧巻の防寒アイテム”完成に「なにこれ作りたい……!!」「美しすぎる!」と100万再生【海外】
  9. 「思わず泣きそう」 シャトレーゼの“129円クリスマスケーキ”に衝撃 「すごすぎない!?」「このご時世に……」
  10. 「デコピンを抱き寄せたのはもしかして」 妻・真美子さん第1子妊娠発表で大谷翔平の発言と行動に再注目 「“もう帰る?”は気遣っていたのかも」
先月の総合アクセスTOP10
  1. ザリガニが約3000匹いた池の水を、全部抜いてみたら…… 思わず腰が抜ける興味深い結果に「本当にすごい」「見ていて爽快」
  2. パパに抱っこされている娘→11年後…… 同じ場所&ポーズで撮影した“現在の姿”が「泣ける」「すてき」と反響
  3. 東京美容外科、“不適切投稿”した院長の「解任」を発表 「組織体制の強化に努めてまいる所存」
  4. ズカズカ家に入ってきたぼっちの子猫→妙になれなれしいので、風呂に入れてみると…… 思わず腰を抜かす事態に「たまらんw」「この子は賢い」
  5. 母親から届いた「もち」の仕送り方法が秀逸 まさかの梱包アイデアに「この発想は無かった」と称賛 投稿者にその後を聞いた
  6. イモトアヤコ、購入した“圧倒的人気車”が思わぬ勘違いを招く スーパーで「後ろから警備員さんが」
  7. 「何があった」 絵師が“大学4年間の成長過程”公開→たどり着いた“まさかの境地”に「ぶっ飛ばしてて草」
  8. フォークに“毛糸”を巻き付けていくと…… 冬にピッタリなアイテムが完成 「とってもかわいい!」と200万再生【海外】
  9. 「何言ったんだ」 大谷翔平が妻から受けた“まさかの仕打ち”に「世界中で真美子さんだけ」「可愛すぎて草」
  10. 鮮魚スーパーで特価品になっていたイセエビを連れ帰り、水槽に入れたら…… 想定外の結果と2日後の光景に「泣けます」「おもしろすぎ」