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2015年07月09日 木曜 23:59

位置ゲーに必要なGPSとGPS衛星の基礎知識

さっきの「ハイドラ専用タブレット2015夏」の続き。

先週の「ホンダ Zの死因が判明したついでに」で書いたとおり、ホンダ Zの復活までは、まだ時間がかかる。
その間に、ハイドラ専用タブレットの今後について、じっくりと考えてみました。


【1】GPSについて

●スタンドアロンGPS
GPS衛星からの電波を受信して測位するのが、本来のGPS。

ただし、20年以上に渡って進化を続けてきた、カーナビ等のGPSに比べたら、スマホやタブレットのGPSなんてオモチャみたいなもの。
車載用とちがって、消費電力という制約もある。

そこで、A-GPSとかWi-Fiといった方法も併用しているわけです。

●A-GPS
ケータイの電話回線の基地局を使って測位する。
(Assisted GPS)

A-GPSの注意点としては……
3G回線やLTE回線を持たない機種(Wi-Fi専用タブレット)では使えない。
それから、ケータイの電波が完全に圏外になると使えない。

●Wi-Fi
公衆無線LANとか、その辺の家々から飛んでるWi-Fiの電波による測位。

みんなのiPhoneやスマホには、GPS(スタンドアロンGPS)がついてるでしょ。
んで、特定のお店とか、特定の個人宅からは、いつも同じIPアドレスの電波が飛んでるでしょ。
その両方を組み合わせて「このIPアドレスのWi-Fi電波を、この場所で拾いました」という膨大な情報を、アップルやGoogleは収集している。

それを参照して「拾ってるWi-Fi電波がこのIPアドレスだから、今はここですね」と。
それがWi-FiによるGPS……らしいです。

何町の何丁目の誰々さんの家、何々チェーンの何々店、とかいう個人情報は無視。
単純に、位置情報(緯度と経度)と、IPアドレスだけ。
……だから、「Wi-Fiの情報収集に同意しますか?」みたいなのがあったら、迷わず「はい」とか「同意します」をクリック。

つまり……
普通に暮らしてる限りは、電話回線によるA-GPSと、Wi-FiのIPアドレスによる位置確認だけで十分。
スタンドアロンGPSの感度にこだわる必要はない。
節電のために、GPS回路への電流をOFFにしても大丈夫。
……というより、そうやって少しでもバッテリー駆動時間を延ばしたほうが喜ばれる。

そのせいで……
「Wi-Fiが飛んでない場所、ケータイが圏外になる場所では、現在地をさっぱり拾わない」
「2012年の初代Nexus7を上回るGPSタブレットは、いつ出てくるの?」
……と、山奥のダム巡りをする人や、山ガール、登山家、地図オタク、GPSオタクなどが悶絶しているわけです。

以上が、スマホやタブレット側の、GPSの基礎知識。
ここまでは、今までにもこの日記で書いてきた通りです。


【2】GPS衛星

今回は新たに、GPS衛星についても整理してみました。

●GPS
GPSの原理は三角法。
最低でも3~4つのGPS衛星からの電波が必要。

そして、普通に「GPS」といえば、それはアメリカ軍の衛星測位システム。
……を、民間にも開放しているもの。

GPSを搭載したミサイルは、かなり正確に、ピンポイントに攻撃対象にヒットするらしいけど。
民間に開放されているのは、せいぜい、精度20mぐらいまで。
日本国内だと50~100mぐらいの誤差は出る。
……だそうです。

よからぬ連中が、自宅から100mの所まで来ただけでも、十分に恐怖だと思うんですけどね。
その精度を補うべく、もっと誤差を小さくするための衛星が、次々と打ち上げられているらしい。

●クワッド受信
最近たまに聞く言葉の1つ。
アメリカのGPSシステムの他に、「SBAS」と「グロナス」と「準天頂衛星 みちびき」の3つも受信できる。
合計4つの方式で現在地を測位しますよ、という高性能の証の1つ。

●SBAS
航空機向けに、GPSの誤差を補正する信号を送っているらしい。
アメリカ版はWAAS、EU版はEGNOS、日本版はMSAS。
いずれも、省電力が最優先のスマホやタブレットには関係ないみたいです。
(今の時点では)

●GLONASS(グロナス)
アメリカ軍のGPSシステムに対抗する、ロシア宇宙軍とロシア政府によるGPSシステム。
「北半球の測位に適した方式」という解説も見かけたけど、アメリカのGPSと同じく、すでに地球の全域をカバー。

これから買おうとしている端末のGPS欄に「GPS+GLONASS」と書いてあれば、とりあえず「現時点での最強の組み合わせ」という解釈でいいみたいです。

●Galileo(ガリレオ)
アメリカのGPS、ロシアのGLONASSに対抗して、EUが開発しているGPSシステム。
あちらさんでは、EU版のGPSシステム「Galileo」の精度を、SBASのEU版「EGNOS」で補う、ということみたいです。
中国と韓国も参加してるみたいだから、海外旅行する人は知識として頭の片隅に。
でも、日本国内の位置ゲーで悶絶している人には、関係ないっぽい。

●BeiDou(北斗)
アメリカのGPSに対抗して、中国が進めているGPSシステム。
最近の海洋進出や、軍事費の急増、それを支える経済成長といった話の一環で、北斗も(軍事面から)急速に進められていて、2020年には地球全域をカバーする見込み。
「商業利用もOK」ではなく、BeiDou対応の「義務化」を進めているあたりが、いかにも中国らしいな、と。

【整理1】
・GPS=アメリカ発(地球全域)
・GLONASS=ロシア発(地球全域)
・Galileo=ヨーロッパ
・BeiDou=中国(将来は地球全域)

スマホやタブレット端末の、仕様のGPS欄。
世界戦略モデルの現在のスタンダードは「GPS+GLONASS」だけどね。
これからは「GPS+GLONASS+BeiDou(北斗)」になっていくみたいです。

えっ?
日本は?
……って思った?

●QZSS みちびき
米国版GPSを補完して「日本国内でのGPS環境をもっと良くしよう」というもの。
高精度測位3cmという記録もあるけど、一般的な利用では1.5mぐらい。
現実には、アジア・オセアニアもカバーしてるみたいだけど、ワールドワイドなGPSではない。

今はまだ、最初の1基が打ち上げられただけ。
これが日本の上空に来るのは、深夜から明け方にかけて、だそうで。
深夜から明け方にかけて走り回ってる私のハイドラ(ハイタッチ!Drive)のチェックポイント巡りに、どんぴしゃ。

2018年ぐらいから3基体制に。
最終的には7基体制へ。
日本周辺は「みちびき」だけで、今までGPS信号を捕捉するまで30秒~1分ほどかかっていたのが15秒程度に短縮できる見込み。
……だそうです。

【整理2】
・みちびきは日本を中心にしたエリア限定版
・みちびきへの対応が進んでいるのは、日本のカーナビやレーダー探知機
・世界戦略モデルのスタンダードは「GPS+GLONASS」まで。

【例1】
・iPhone4S以降は「GPS+GLONASS」
・6も6Plusも、みちびきには非対応

今後「BeiDou」への対応は進むだろうけどね。

日本の携帯電話は、ガラパゴス化して世界的な競争力を失ってしまった。
それで「ガラケー」と呼ばれてるじゃないですか。
「QZSS」(みちびき)も、日本独自のGPSとしてガラパゴス化していくのかも?

【例2】
・Xperia Z4タブレットは「GPS+GLONASS+北斗+みちびき」
・Xperia Z2タブレットも「GPS+GLONASS+北斗+みちびき」

カタログ上のスペックだけ見ると立派なんですけどね。
Wi-Fiの電波が飛んでない、ケータイも完全に圏外という環境でスタンドアロンGPSの感度は、2012年の初代Nexus7が一番いいという不思議。


さて。

・GPS=アメリカ発(地球全域)
・GLONASS=ロシア発(地球全域)
・Galileo=ヨーロッパ発
・BeiDou 北斗=中国発(将来は地球全域)
・QZSS みちびき=日本だけ

スマホやタブレットのカタログの、GPS欄のアルファベットは読めるようになった。

日本国内での位置ゲーには、この「みちびき」への対応が大事になってくる。
みちびきに対応しているタブレットは?という選択になってくる。
……のかもしれない。

だけど……
iPhone4Sから5になって、5S、6。
GPSの感度は、だいぶ上がったじゃないですか。
完全な電波圏外でも。
カタログ上では「GPS+GLONASS」のままだけど。

んじゃあ、今後のハイドラ専用タブレット、具体的にどうしましょうか?
新機種が出るたびに買い換えて、人柱になるつもり?

……という話は、また次回。

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