GPSとGNSSの違いとは？

衛星ナビゲーションやスマートフォンの地図、あるいは精密ナビゲーション・デバイスを使ったことがある人なら、おそらく次のような言葉を目にしたことがあるだろう。 GPS そして GNSS.これらはしばしば同じ意味で使われるが、同じ意味ではない。実際、測量、自動車試験、航空、地理空間分析などの業界で働く場合、この違いを理解することは非常に重要です。 

この記事では、GPSとGNSSの本当の意味、その仕組み、そして精度、信頼性、パフォーマンスに関して、なぜその違いが重要なのかを説明します。 

GPS を表す。 全地球測位システム.アメリカ政府が開発、所有、運営する衛星ナビゲーションシステムである。 

• オリジン？ GPSはもともと1970年代に軍事用として開発され、1990年代に本格運用が開始された。 

• どのように機能するのか？ 地球を周回する少なくとも24基の運用衛星のネットワークが、地上のGPSレシーバーに信号を送信する。各信号が届くまでの時間を計算することで、受信機は各衛星からの距離を割り出し、位置を三角測量することができる。 

• 補償範囲は？ GPSは全地球をカバーするが、システムの衛星はすべて米国が運用している。 

GPSは、アメリカ発の衛星ナビゲーションシステムのひとつである。それだけではない。

GNSS を表す。 全地球航法衛星システム.の総称である。 いずれも 衛星ナビゲーションシステム。つまり、GPSとGNSSの違いは、GPSが タイプ コンステレーションとも呼ばれる。  

重要なことは、GNSSは以下のものを指すことがあるということだ。 すべて 異なる星座が協力し合う。 

主なGNSSコンステレーションは以下の通り： 

• GPS (アメリカ） 

• グロナス (ロシア） 

• ガリレオ (欧州連合） 

• 北斗 (中国) 

• 準天頂衛星システム (日本がアジア・オセアニア地域でGPSを強化するために開発）。 

• ナビック (インド、地域別） 

GNSSレシーバーは複数のコンステレーションからの信号を、多くの場合同時に使用することができます。対照的に、GPSナビゲーション・システムはGPSコンステレーションからの信号しか使用できません。 

GNSSはより広いカテゴリーです。GPSはGNSSファミリーの1つに過ぎません。  

GPSとGNSSの両方は、幅広いアプリケーションに位置データを提供するために使用されます。例えば、自律緊急ブレーキ・システムをテストする際にテスト・トラック上の車の位置を追跡したり、航空測量中に測量データを地理参照したりするような場合です。GPSとGNSSのどちらを使うかは、アプリケーションに必要な精度と冗長性のレベルによります。 

測位では、一般的に衛星数が多いほど良い結果が得られます。マルチコンステレーションGNSSレシーバーは複数のコンステレーションの衛星を見ることができるので、測位精度が向上します。 衛星幾何学衛星の上空における相対的な位置関係。衛星のジオメトリーを改善することで 精度の位置希釈（PDOP） と位置精度が向上する。例えば、GPSのみのレシーバーは、ある瞬間に8～12個の衛星を追跡するかもしれない。GPS、ガリレオ、グロナスを使っているGNSSレシーバーは、一度に20以上の衛星を追跡することができます。  

GPSのみのシステムの性能が低いというわけではない。GPSコンステレーションはグローバルに機能するように設計されており、その通りに機能している。しかし、複数のコンステレーションを使用することで、GPS単独よりもさらに高い精度を得ることができ、冗長性も確保できます。建物や木々、地形によって信号が遮られるようなGNSSが困難な環境では、より多くの衛星を見ることができれば、正確な位置を計算するのに十分な衛星をロックし続けることができる可能性が高くなります。 

GPSだけに頼っていると、測位能力が一国のシステムの健全性、メンテナンス、政策決定に縛られてしまいます。GPSは非常に堅牢ですが、（メンテナンスのための）計画的なものであれ、予期せぬ出来事によるものであれ、機能停止や信号の劣化が起こる可能性はあります。GNSSは複数のシステムを利用することでそのリスクを軽減しています。1つのコンステレーションに問題が発生しても、他のコンステレーションに依存することで受信機は機能し続けることができます。例えば、自動車試験や精密農業の場合、GNSSは都市と農村が混在する環境での精度と信頼性の向上を可能にします。 

GNSSは常に必要か？ 必ずしもそうではない。カジュアルなナビゲーションにはGPSで十分です。GNSSの余分な精度と冗長性は、次のような場合に威力を発揮する： 

• 必要なのは センチメートル・レベルの精度 (RTK補正など）。 

• 衛星の視認性が限られた環境で仕事をする。 

• シグナルロスによるダウンタイムは許されない。 

GNSSは次のような点で極めて重要である。 ほぼすべての 地球上で使用されているナビゲーションと測位システム。自律走行車から高性能スポーツカーのビークルダイナミクスのテストに至るまで、GNSSは高い精度を提供します。 正確 そして 信頼性が高い ほとんどの場合。 

複数のコンステレーションを使う場合でも、GNSSだけでは限界があることは注目に値する。信号が完全に失われた場合（トンネル内など）、精度は急速に低下する。また、どのようなシステムでもそうだが、データを位置に変換するための計算に小さな誤差が蓄積されるため、時間の経過とともにある程度のドリフトに悩まされることになる。 

だからこそ、OXTSのような多くのハイエンド・ポジショニング・システムがあるのだ。 RT3000 v4GNSSと 慣性航法システム（INS）.INSは加速度計とジャイロスコープを使ってGNSS停止中の動きを追跡し、信号が回復するまで精度を維持する。この技術の融合により、GNSSの長所を最大限に生かしながら、その限界を補うことができる。 

OXTSでは、このアプローチをさらに推し進めている。私たちは、GNSSデータ、慣性航法データ、LiDARなどの他のセンサーからのデータを組み合わせて、衛星信号が届かない地下でもセンチメートルレベルの精度を提供するナビゲーション・システムを構築しました。これには次のような用途がある。  

要約すると、こうなる： 

GNSS Global Navigation Satellite System（全地球航法衛星システム）の略で、GPSを含むさまざまなGNSSコンステレーションのいずれか（またはすべて）を指す。 

GPS  はアメリカのGNSSコンステレーションだが、世界的なカバレッジを提供している。 

複数のGNSSコンステレーションを使用することは、一般的にGPSナビゲーションだけに頼るよりも優れた精度、冗長性、信頼性を提供します。重要、高精度、または安全関連のアプリケーションでは、GNSS、特にINSと組み合わせた場合、より優れた選択肢となります。 

GPSとGNSSの違いを理解することで、ポケットの中のスマートフォンであれ、高性能の自動車試験プラットフォームであれ、ニーズに最も適したナビゲーション・テクノロジーについて、十分な情報を得た上で決断することができます。 

OXTSは25年以上にわたり、ローカリゼーションやナビゲーションプロジェクトに信頼性の高い位置データを提供してきました。OXTSの使命は、お客様が測位技術でできることの限界を押し広げ、1つ1つのイノベーションによって世界をより良い場所にするお手伝いをすることです。より安全な自動車の開発から、私たちを取り巻く世界についての新たな洞察の発見まで、OXTSのテクノロジーは、常に正確なデータを生成するハードウェアの信頼性を保証します。 

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