GPS信号

時間から距離を計算するのは至って簡単だし、三点測位（これについては後ほど説明する）も、いくつかの図を追加すれば、言うほどトリッキーではない。しかし、GPS信号とその仕組みはかなり複雑です。

では、どのような情報が私たちに送られてくるのだろうか？各衛星から送信される固有の信号には、2つのコードとメッセージが含まれている：

• C/Aコード（粗/獲得コード）
• Pコード（精密コード）［暗号化された形でYコードと呼ばれる］
• ナビゲーションメッセージ

Pコードは軍事用に暗号化されているので無視できる。なりすましを阻止し、システムへのアクセス者を管理するために暗号化されているのだ。ちなみに、Pコードが暗号化された後はYコードと呼ばれる。

2つの搬送波が使用される：
Ll = 1575.42 MHz
L2 = 1227.60 MHz

各衛星は独自のコードを搬送波に変調する。民間人がアクセスできるC/AコードはLlで送信される。これは1,023ビットで構成されている。

コード全体の送信には1ミリ秒かかり、エンドレスに繰り返される。

C/Aコードだけでなく、ナビゲーション・メッセージもLlキャリアに変調される。このメッセージには多くの重要な情報が含まれており、かなり長い。しかし、送信速度が比較的遅いため、1つの完全なメッセージを送信するのに12.5分かかる。

LlキャリアとL2キャリアの両方に2つ目の固有のコードが変調される。このコードは軍事用に暗号化されており、民間人は使用できない。このコードにはより多くのビットが含まれ、より高速で送信されるため、権限を与えられたユーザーはより高い精度で位置精度を計算することができる。

民間人としては、C/Aコードとナビゲーション・メッセージにしか興味がない。C/Aコードは実際には1,023ビットからなるバイナリ文字列である。一見すると完全にランダムな配列に見えるが、そうではない。この配列は注意深く構成されており、2枚のトレーシングペーパーに配列を書き出し、それを重ね合わせた場合、一致する位置は1つしかない（ここに示すように）。

なぜC/Aコードが1つのポジションでしか一致しないことが重要なのかは、後ほど次の項目で説明する。 衛星からの距離の計算方法.とりあえず知っておくべきことは、各衛星が送信するC/Aコードはその衛星に固有のものであり、ランダムなビット列のように見えるがそうではないということだ。コードは実際には正確な決定論的パターンに従っているため、しばしば疑似ランダム雑音（PRN）と呼ばれる。

ナビゲーション・メッセージはC/Aコードとは異なり、データを含んでいる。これには、時計補正、衛星の健康状態、エフェメリス（正確な軌道）データ、電離層モデルパラメータ、アルマナック（コンステレーション内の全衛星に関する一般情報）データなどの情報が含まれる。航法メッセージに含まれる情報量が多く、送信速度が比較的遅いため、全メッセージを送信するのに12.5分かかる。

GPS信号の最後の部分は、キャリアそのものです。すでに述べたように、各衛星は1575.42MHzのL1と1227.60MHzのL2の2つの周波数を送信します。3つの要素（C/Aコード、Yコード、航法メッセージ）はすべてL1キャリアに変調され、YコードだけがL2キャリアに変調される。しかし、民間ユーザーはL2搬送波からYコードを復調することはできませんが、L2搬送波そのものを利用することができます。 'ディファレンシャル補正、DGPSとは何ですか？'.

C/Aコードは1.023Mb/sで搬送波に変調される。ナビゲーション・メッセージは50b/sで搬送波に変調される。

この記事は'GNSSとは？'シリーズ。