GPSはなぜ誤差が生じるのかの理由が数式で証明された

GPSはなぜ誤差が生じるのかの理由が数式で証明された
GPSは、人工衛星からの電波を受信して、地上での位置を特定する衛星測位システムの略で、GPSを使っていると誤差が生じる場合もありますよね？

GPSは元々、アメリカ軍が軍事用に開発したもので、それを民間用として提供したのが始まりのようです。そこでアメリカ軍も、他国が軍事利用できないようにわざと誤差を出しているんですが、その誤差以外にも誤差が生じる原因が存在していました。GPS衛星の位置やGPS追跡機の場所によっても誤差が生じることがありますが、原因はそれだけではないようです。

GPSでも、ジョギング用アプリや地図アプリで実際に移動した距離を測ってみると、実際よりも長い距離が表示される場合もあるのですが、その背景には、単なる誤差が発生するのとは別の理由で誤差が生じているかもしれないと、ある研究チームが発生を数式で証明しました。

GPSの誤差の仕組み

GPSの誤差の仕組み
GPSは、宇宙空間を飛び交う複数の人工衛星から送信される電波を受信することで、GPSの位置を測位するシステムです。網目のような軌道を飛び交う多くの人工衛星の中から、視界に入っている衛星を見つけて、その電波を拾い、複雑な計算を行うことで三次元的にGPSの位置を決定することができます。

GPSを実際に運用する際に、スマホの場合は、GPS信号の他に自分の近くにあるWi-Fi信号の情報を得ることにより、GPSの測位精度を高めています。このように、複数の補正を備えるGPSシステムですが、それでもなお、GPSの誤差が残るのには理由が存在しているとのことです。

GPSが誤差を生じる原因

GPSが誤差を生じる原因
GPSは、複数の測定地点の間を埋める際の誤差および測定時の誤差による影響から逃れることは出来ません。このGPSの誤差の原因には、大気の影響などで生じる遅延や、宇宙空間にある衛星そのものに生じているGPS位置情報の誤差、衛星に搭載された原子時計のズレによる誤差、走行距離の微妙な変化、受信側端末の誤差、高層ビルなどで生じる誤差、衛星の位置（水平に対して低すぎたり、地下より過ぎていたり、受信する衛星が少なすぎたり）による誤差などがGPSの位置情報に影響を及ぼしています。

GPS研究チームは、これらの不規則なGPSの誤差を持つ情報から得られた位置情報によって測定された２点間の距離は、概して実際の距離よりも大きなものとなってしまうことを計算式を基に証明したとのことです。

GPSを使った距離測定には、一定の誤差が発生してしまうことが数式と実験で明らかになりました。その一方で、必ずしもGPS計測は使い物にならないと断定するものではないとのこと。特に車などで移動している場合、同じGPSでも速度をもとに測定する方法では、同様の誤差は生じない為、十分に正確な位置を測定できるとも述べているので、GPSを浮気調査に使っても何ら問題視することはないと思われます。

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