Garage43 blog

GPS（アメリカ）

GLONASS（ロシア）

BeiDou（中国）

Galileo（EU）

の4種が地球の周りでそれぞれ複数ずつ飛んでいます。
そう、つまり本来GPSというのは、GNSSの内の、アメリカのシステムだけを指す言葉なのですが、すっかり一般化してしまったので、みんなでGNSSではなく、GPSと言ってるんですな。

しかし、実際にはこれら4種のシステムの内の、電波がよく通っている衛星を都度選択して使っているというのが現状です。

なので、例えば「GPSはアメリカのシステムだからアメリカでしか使えない」なんてことはなく、
各システムがそれぞれ複数ずつの衛星で構成されており、4つのシステムがそれぞれ地球全体を網羅しています。

GNSSの衛星が天頂付近にあれば、ビルなどに遮られることが少なく、精度が高い位置情報を入手することが可能ですが、例えば、24機以上が衛星軌道上を周回し、地球を網羅していると言われているアメリカのGPSでも、日本の天頂にあるとは限りません。角度が悪ければ当然精度は落ちるので、一般にナビ等が位置情報を測位するときには最低4つ以上のGNSSの情報を元に測位しています。

そんな訳で、これら4種とは別に、特定の地域に長く滞在する準天頂型衛星も存在し、特定の地域に特化したGPS補完衛星も存在します。

QZSS（日本）
NavIC（インド）

この日本、オセアニアエリアの準天頂衛星QZSSが、「みちびき」です。

常に日本の天頂付近に留まっているので、ビルや山間部で周囲に遮蔽されることなく位置情報を得ることができます。

先日みちびき5号の打ち上げが失敗に終わりましたが、現在みちびきは4機体制、近々7機体制を目指していて、2030年代には11機体制になるように計画されています。


さて、話がだいぶ長くなってきましたが、ラリーに使用するためにGNSS測位の精度を上げるためには、みちびきを含めたGNSSと如何に正確に情報をやり取りするかということなわけです。


GNSS（GPS）をラリーで活用し、一般的なラリコンと互角に戦う位の正確性を手にいれるには、

【GNSSの受信精度を上げる】
1. 受信電波の強度を上げる
2. 複数の周波数帯を受信する

【GNSSの受信頻度を上げる】
3. サンプリングレートを上げる

といった方法が思いつきます。

1はより受信感度の高い受信機を、よりよい位置に設置することになります。

2は、簡単に書くと、それぞれの衛星が発信している電波について、複数の周波数帯を使うことにより、それぞれの周波数の差を用いて位置情報を算出して精度を上げる方法。

各GNSSはそれぞれ複数の周波数帯の電波を使っていますが、大まかにL1、L2、L5という3種類で網羅できます。この内、一般にスマホやカーナビで使われているのはL1帯。これだと大体誤差が10m未満です。

最近の高級なスマホだと、L1+L5という2つの周波数帯をカバーしているものもあって、それだと誤差2m以下に抑えられるようです。

ところが、カーナビなんかは大抵L1のシングルバンド対応なんですね。

ナビなんてどうせ高価なんだからDual Band対応にすりゃいいのにって思いますが、カーナビの場合は地図上を走らせるのが主な目的なので、多少誤差があってもソフトウェア側で道路上に自車を乗せるようにしちゃってるんですね。複数の周波数帯を使うには、それ用の受信機（アンテナ）とチップが必要ですが、そうすると高価になってしまうので、カーナビ用途ならソフトウェア側で制御するSingle Bandで充分という設計思想なんですな。


でもまぁ、取り敢えず自分が使ってるディスプレイオーディオがどのようなGPSを掴んでいるか確認しつつ、どの周波数帯用のチップが入ってるのかチェックしてみましょう。

また、3については、一般的なスマホがGNSSと交信する際のサンプリングレートは1Hz（1回/秒）なので、このサンプリングレートを上げれば、必然的に実際の走行距離に近づくはずというのは、先日検証した通り。

ただし、これはオフィシャルの走行距離よりも低く出てる場合には有効ですが、前回のドライブラリーの時みたいに、オフィシャルよりも距離が高めに出ちゃってる場合は効果なさそう。

まぁ、アベレージラリーの時は大抵オフィシャルよりも若干低値傾向なので、効果あると思いますが、そもそもアベレージラリーの場合はコマ図毎に距離補正するから、あんまり変わらないですね。


というわけで、これらをこの年末年始の休みの間に検証するためのアイテムが、続々と我が家に到着しております。



つづく