GPS講座－知らなくても良いけど知っていたら自慢できるGPSのお話。
MAGELLAN － GPS2000 ・ GPS3000XL
Bike de GPS－GPSをバイクに搭載する。
●GPSとは
米国防総省により開発され、運用、管理されたシステムです。元々は軍事目的で開発されたものでピンポイント攻撃（GPSによって目標物を捕らえミサイルを誘導）の為のシステムです。そのGPSをナビゲーション用にアレンジしたものが現在のGPSシステムで、船舶を中心に開発されました。地球のまわりをまわる24個の衛星から発信される信号を受信することによって、衛星からの距離のデータを基に自分が地球上のどこ（緯度・経度・高度）にいるのか、また、速度、方向を正確に測定するシステムの事です。この受信機があれば、地球上なら、いつでもどこでも自分の位置がわかるのでございます。
●GPSシステム
GPSは、'70年代に米国防総省で開発が始まりました。'89年2月に実用第l号の衛星を打ち上げ、次いで各メーカーが市場参入を開始。'93年12月に米国防総省が、正式に民生向け標準測位サービスの開始を宣言。そして'95年5月、GPSシステムは完成されました。
GPSシステムはアメリカ国防総省が管理・運用しているGPS衛星（全24機 : 高度20,000km）および地上のコントロールステーション、そして一般の船舶・航空機・自動車などに搭載されている受信機から成ります。
当初軍事用ナビゲーションシステムとして開発されたため、GPS衛星は2つのコードを持ち、軍事専用の暗号化されたコード（PPSS）と一般に使用が認められているスタンダードポジショニングサービス（S P S）コードをつねに発信しています。
●GPSの仕組み
GPSの人工衛星は、その衛星の位置情報(位置と高度）並びに電波を発射した時間を発信しています。GPS受信機は衛星からの信号を捕捉し、衛星と受信機間の距離を決定するために信号が発射きれ、受信機に届くまでの時間を計算します（これをレンジングという）。受信機が、少なくとも3個の衛星に対するレンジを計算すると、地球表面上のその位置が計算されることになのでございます。
GPS衛星は2種類のデータ（アルマナックデータ・エフェメリスデータ）を発信しています。
○アルマナックデータ
軌道上における全ての衛星に関する軌道情報（軌道上における各々の衛星の信頼度と、その位置に関する総合的なデータで、衛星の運行予定表のようなものである。これは、すべての衛星から同じ情報を収集することができる。）
○エフェメリスデータ
各衛星の正確な位置情報と信号を発射した時刻情報（アルマナツタよりも更に正確な衛星の位置に関する情報のことで、レンジングに用いられる。 ）
GPS受信機はアルマナックデータにより測位に使用できる衛星を確認し、エフェメリスデータから正確な時刻情報を得て、受信機内部の時計とナノ秒単位でシンクロさせます。そして衛星からの信号が届くまでの時間を計り、それに光速をかけて衛星までの距離を求めます。これをレンジングといい、3機の衛星に対してレンジングを行うと三角交差法により自機の位置（緯度・経度）を算出する事ができます。また、4機以上の衛星を捕捉すれば高度も算出できます。
●GPSの衛星
GPSに使われている衛星は、地球上約20,200kmの6つの軌道を4個ずつ計24個が回っている（ナプスター衝星という）。これらの衛星によって、世界中どこでも、いつでも連続して、緯度、経度、高度の3次元測位を行なうことができます。ナブスター衛星にも寿命があって（約7.5年）永久的に使うことはできません。寿命がきたら新しい衛星を打ち上げることになります。
ナブスター衛星を監視する場所が地上にいくつかあって、それらをコントロールセグメントと呼んでいます。地球上に5か所、ハワイ、アセンション島（セントヘレナ）、デイエゴガルシア島、クワジャレイン環礁、コロラドスプリングス（マスターステーションとなっている）があり、これに対し衛星そのものをスペ－スセグメント、信号を受信して実際に航法に使用する側をユーザーセグメントと呼んでいます。
●GPSの精度
一般使用のGPSの精度は、通常の状態で誤差25m以内といわれています。しかしこの受信能力は大きく向上する一方で、高精度な測位が行なわれるようになっています。米国防総省は、これ以上精度が高くなれば、米軍の軍事的優位を脅かす可能性があると判断しSA（セレクタブル・アペイラビリテイ＝精度劣化）を導入するようになりました。SAは、GPSのSPSコードのエフェメリスデータにランダムなエラーを入れて、全てのGPS受信機の精度を劣化させるものであり、その結果誤差の大きさは、ときには100mを越えることもあります。また、SAによる誤差以外にも人工衛星の時計、衛星の位置情報による誤差、地球をおおう電磁層や対流圏を通る信号の伝達速度の変化による誤差が、GPS受信機の精度を劣化させる要因として考えられます。
●SAが解除されました！
2000年5月2日（日本時刻）13:00からSAが解除されました。
GPSの誤差発生要因の内で、最も大きな比率を占めていたSA（米国防総省がわざと誤差を入れていた事）が解除されました。
ナビゲーション画面の見やすさは天下一品。そもそも軍事用に開発された製品なので機能的にも充実しておりツーリングよりもラリー向きのGPSといえる。マゼランはハンドヘルドのGPSでは世界最大のシェアを誇っています。衛星を１２個まで自動追尾するシステムなどは、マゼランの特許です。しかし！日本で使っている人が少ないのは何でやねん？ほとんどがガーミンとトリンブルやん。マゼランの情報が全然無いやんか！日本のサポートどうなっとんねん？てなわけで、肩身の狭い環境の中マゼランを愛用するのでありました。
GPS2000
低価格と高性能を両立し、ハンディGPSの世界に革命をもたらしたMAGELLAN
GPS2000。それまでGPSが欲しくとも高価な玩具で手が出なかったが、なんと\29800で発売されすぐに購入してしまったのである。ベストセラー「トレイルブレイザー」のテクノロジーをさらにグレードアップするとともに、大幅にコストダウン。プロッター画面も付いて2万円代の価格を実現した超ハイコストパフォーマンスGPS。（であったのだが・・・。）
ツーリング・ラリー等でバイクに搭載するため、アンテナが内蔵されているのはGood！画面も見やすくグローブをしていてもキーが押せるので使いやすい。アルカリ乾電池使用で17時間連続使用とあるがそこまで持たない。ツーリングの途中予備の電池も使いきり、雑貨屋にあったマンガン電池を入れたところ30分も使えなかったことがある。やはりバイクに搭載する時はバイクから電源を取ったほうが良いでしょう。ＷＰ（ウェイポイント）を入力するのにキーでしか入れられないのは不便でございます。ラリーで使用するとき約200個ものＷＰをキーのみで入れるのは辛い仕事です。
■仕様■
受信方式：オールビュー１２（１２衛星同時捕捉）
測位時間：ウォームスタート時約３５秒、コールドスタート時 約２.５分、
オート測位 約１５分、測位更新時間 １秒
精度： 位置 １５メーターＲＭＳ、速度 ０．１ノット
本体： サイズ H167.W58.D33mm、重さ 283g
画面 バックライト付ハイコントラストＬＣＤ
本体 防滴・対衝撃構造
温度 操作時-10<->60C
電源： 内部電源 単３アルカリ乾電池４本、使用時間 約１７時間（連続使用時）
外部電源 １０～１６ＶＤＣ別売
GPS3000XL
衛星からの信号の誤差を5～10ｍ以内に修正できるディファレンシャル帰納を備えた上級モデル。ポイントメモりーが200カ所まででき、日の出、日没、月齢表示や、オド＆トリップメーター、リアルタイムプロッター、ルート設定も５ルートまで可能です。測定速度も早く、１秒ごとに測位更新を続けます。スタート時もウォームスタートの場合は、わずか35秒で立ち上がります。連続使用モードで２４時間の使用が、アルカリ単３乾電池４本で可能です。重量もわずか283g（乾電池を除く）しかありません。ラバーボディーになり、耐衝撃性が高まりました。完全防水ではありませんが、窒素充填構造になり、防水性も高まりました。
ちゅうことで、パソコンに接続できる機種がええなぁ～と思いこれになりました。GPS2000と形が同じながら、かなりグレードアップ！しかし、ここでもまたMAGELLANの情報が少ない為、いろいろと苦労するのでございます。Ｎｉｆｔｙに入ってないので「FGPS」も見れないし・・・。
■特長■
◇小型（１６７㎜×５８㎜×３３㎜）、軽量（２８３ｇ）のポケットサイズ
◇単３アルカリ乾電池４本で２４時間連続駆動
◇１２衛星追尾による高性能測位
◇簡単なキー操作と豊富なナビ画面
◇窒素封入による防滴機能
◇出力はＮＭＥＡ－０１８３フォーマット
◇ＲＴＣＭ－ＳＣ１０４によるディファレンシャルＧＰＳに対応
◇オプションのパソコン接続キットにより、手軽にパソコンと接続可能
◇デジタル地図（アトラスＲＤ）との連動可能
■仕様■
受信周波数・コード： １５７５.４２ＭＨｚ・Ｃ／Ａコード
受信衛星数： １２衛星
データ更新時間： １秒
ナビゲーション画面数： ６画面
ウェイポイント数： ２００
ルート数： ５
通信手順： ＲＳ－２３２Ｃ
通信速度： ４８００ｂｐｓ
フォーマット： ＮＭＥＡ－０１８３
Ｄ－ＧＰＳ： ＲＴＣＭ－ＳＣ１０４
アンテナ： 内蔵
大きさ： １６７ｍｍ×５８ｍｍ×３３ｍｍ
重さ： ２８３ｇ（電池を除く）
電源： 単３アルカリ乾電池×４本
（または、ＤＣ９～１５Ｖ）
動作温度： －１０℃～６０℃
付属品： マウントブラケット、キャリングケース、ストラップ
単３アルカリ電池４本、マニュアル