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「衛星数効果 解説模型」の使い方

2016年01月18日

みちびきやGPS衛星からの電波を受信すると、その到達時間から衛星と自分との距離を計算して現在位置を求めることができます。そのため測位衛星には、高精度の原子時計が搭載してあり、「自衛星の軌道情報」と「正確な時刻」とを電波に乗せて送信しています。中でも「自衛星の軌道情報」を精度よく求めて送信すると、測位精度が向上します。

衛星測位における精度は、電波を受信できる衛星数によって変わります。この「衛星数効果解説模型」は、電波を受信できる衛星数が増えればそれだけ測位精度が高まることを、実際に触って体感いただけます。

衛星数が「5機の場合」と「8機の場合」のペアで構成

模型は、衛星数が「5機(みちびき+GPS)の場合」(右側)と「8機(みちびき+GPS)の場合」(左側)のペアで構成されます。

「自衛星の軌道情報」には誤差がありますが、この模型ではその誤差を衛星とドームの間に使用したバネで表現しました(=上の左画像)。ペアの各模型は、天空に見立てたドーム上に配置した衛星と、カーナビ等の測位受信機に見立てたミニカーを金属の棒で結び(=上の右画像)、電波を受信できる衛星数が5機の場合と8機の場合での測位精度を、ミニカーを触った時の可動範囲で比べてみるというものです。(可動範囲が狭いほど、精度が高いことを示します。)

黄色い輪から手を入れ、ミニカーを動かす

▽衛星5機の場合

まずは右側の「5機(みちびき+GPS)の場合」から見ていきましょう。ミニカーを上下左右(水平方向)にゆっくり動かし、ミニカーが大きな範囲で動くことを感じます。この動く範囲が衛星測位における精度に相当します。

▽衛星8機の場合

次に「8機(みちびき+GPS)の場合」を「5機」と同じくらいの力で動かします。先ほどよりも動く範囲が狭くなるのが感じられます。つまり、「5機」に比べて「8機」のほうが車の動く範囲が狭くなり、動かし難くなることが、「衛星測位の精度が高くなる」ことに相当する訳です。

この「衛星数効果解説模型」を使うことで、「電波を受信できる衛星数が多くなると、衛星測位における精度や安定性が向上する」のだと感覚的に体感できるのです。

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