GNSSはどのように機能するのか?
ほとんどのGNSS(全地球衛星測位システム)受信機には2つの部分がある;
アンテナと処理ユニットまたは受信機。アンテナは衛星信号を受信する場所であり、一方 GNSS 受信機は受信した情報を理解し、緯度や経度といった私たちが理解できる測定値に変換する。
デュアルアンテナとは何ですか?
デュアルアンテナシステムでは、通常「プライマリー」「セカンダリー」アンテナと呼ばれる。 その RT3000 このユニットには2つのGNSSレシーバーが内蔵されている。GNSSレシーバーはすべての作業を行うが、実際に得られる測定値はアンテナ自体の位置に関するものである。
アンテナケーブルの長さは、レシーバーが出力位置測定値からかなり離れている場合があることを意味するため、この点に留意することが重要です。衛星ナビや日常的なGPS製品では、数メートル以上の精度が得られることはほとんどないため、これは問題ではありません。

GNSSセグメントとは?
位置、速度、高度に関する計算は、受信機ではなくアンテナ自体に関係していることを認識することが重要です。GNSSの仕組みを理解するには、GNSSをパーツに分け、それぞれについて少し理解する必要があります。GPSは人々が最も慣れ親しんでいるシステムなので、ここではGPSを3つの部分に分けて説明します:
- スペース・セグメント
- コントロール・セグメント
- ユーザー・セグメント
1) スペース・セグメント
宇宙部門は軌道上の衛星に関するものである。2015年現在、GPSコンステレーションは地球中周回軌道にある32基の非静止衛星で構成されているが、すべての衛星が活動しているわけではない。各衛星は11時間58分2秒に1度、平均高度20,200km(軌道半径26,571km)を周回している。
GPS衛星コンステレーションは6つの等間隔軌道面に配置され、各軌道面には4つ以上の衛星が配置されています。この配置により、地球上のどの地点からでも、ほぼいつでも水平線から15°上空に最低4つの衛星が見えるようになっている。
スペースセグメントの機能とは?
衛星の年代やデザインは様々だが、その動作原理は変わらない。各衛星には基本周波数10.23MHzの高精度の時計が4つあり、Lバンドで2つの搬送波を常時送信し、光速で地球に戻ってくる。これらの搬送波はL1とL2と呼ばれる。
- L1キャリアの周波数は1575.42MHz(10.23MHz×154=1575.42MHz)。
- L2キャリアの周波数は1227.60MHz(10.23MHz×120=1227.60MHz)。
搬送波が重要なのは、衛星からの情報を地球に持ち帰るからで、その情報によって受信機は私たちの位置を知ることができるのです。私たちの GPS信号のページ を参照されたい。
2) コントロール・セグメント
コントロール・セグメントとは、世界各地(赤道付近)に設置された地上局のことで、GPS衛星の追跡、コントロール、各衛星への情報送信に使用される。
コントロールセグメントの機能とは?
各衛星の時計が同期していることが重要で、システム全体がタイミングに依存しているからだ。各衛星に送信される軌道情報も重要で、情報が送信されたときに衛星がどこにいたかを知るために必要だからです。これらの情報はすべて衛星に送られ、L1搬送波ナビゲーション・メッセージとしてGPS受信機に送られます。
3) ユーザー・セグメント
ユーザーセグメントは、ほとんどの人が興味を持っている部分です。このセグメントには、衛星ナビ、携帯電話、UAV、法執行機関など、GPSレシーバーを持つあらゆるものが含まれます。では、どのように機能するのか?
ユーザーセグメントの機能とは?
すでに見たように、私たちの頭上には軌道を回る衛星があり、光の速さで絶え間なく情報を地球に送っている。この衛星がどのように私たちの位置を特定するのに役立っているのかを理解するには少し時間がかかるが、それはトリレーションと呼ばれるプロセスに基づいている。
あまり深く考える前に、よくある誤解を正しておこう。あなたのナビや携帯電話に内蔵されているGNSSレシーバーは、衛星に情報を送信することはありません。現在私たちが使っている受信機は完全に受動的で、情報を受信するだけだ。ヨーロッパのガリレオ・システムが運用を開始した場合、その受信機は若干異なるものになる。緊急時機能があり、起動すると情報が送信されるが、通常の運用では適用されないからだ。
GPSで追跡されているもの、例えば装甲車について人々が話しているのを聞くとき、何が起きているかというとこうだ。車両に搭載されたGNSSレシーバーが衛星からの信号を受信し、その位置を特定する。位置がわかると、その情報を他のシステム、例えばGSMデータ接続を使って監視ステーションに送り返す。
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