GPSを補う技術はどれ？ビルの谷間でも測位できる仕組み
ITパスポート試験 令和6年度 問99 ／ コンピュータ構成要素 › 入出力デバイス
過去問にチャレンジ
GPSの電波を捕捉しにくいビルの谷間や狭い路地などでも位置を計測することができるように，特定の地域の上空に比較的長く留まる軌道をとり，GPSと併用することによって，より高い測位精度を実現するものはどれか。
- ア
アシストGPS
- イ
ジャイロセンサー
- ウ
準天頂衛星
- エ
プローブカー
会話形式の解説
講師今回は、GPSを補って位置の測定精度を高める技術がテーマです。問題文の「特定の地域の上空に比較的長く留まる軌道をとり」と「GPSと併用する」の2か所に注目してください。
受験者選択肢に「アシストGPS」があるので、名前にGPSが入っているそれがGPSを助けるものかなと思いました。
講師名前だけ見るとそう考えたくなりますね。ただ、問題文には「軌道をとる」とあります。軌道を回るのは衛星です。アシストGPSは衛星ではなく、携帯電話網などから衛星の軌道情報や時刻、端末のおおよその位置といった補助情報を受け取って、GPSでの測位を速くする技術です。
受験者通信網から手助けしてもらう仕組みなんですね。それなら上空に留まることはないので、外れますね。
講師そのとおりです。同じ考え方で、ジャイロセンサーとプローブカーも衛星ではありません。ジャイロセンサーは、回転の速さ、つまり角速度や向きの変化をとらえるセンサーです。
受験者スマートフォンにも入っているセンサーですね。位置を推定するのにも使えそうですが、違うのでしょうか。
講師短い時間なら位置や姿勢の推定に使えます。ただ、時間がたつにつれて誤差がたまっていきますし、上空から測位用の電波を出すものでもありません。プローブカーは、走っている車をセンサー代わりにして位置や速度などのデータを集め、交通情報に役立てる仕組みです。GPSの測位精度を高めるものではありません。
受験者そうなると、残る衛星は準天頂衛星だけです。でも、なぜビルの谷間でも測位しやすくなるのですか。
講師準天頂衛星は、特定の地域で真上に近い位置、つまり天頂付近に長く見えるように軌道が設計されています。高い角度から電波が届くので建物に遮られにくく、見える衛星が少ないビル街でも測位しやすくなります。
受験者GPSと置き換えるのではなく、一緒に使うのですね。問題文の「併用」ともつながりました。
講師はい。日本の準天頂衛星システムは「みちびき」という名前で、GPSを補完・補強する役割です。もう一つ、静止衛星と混同しないよう注意してください。静止衛星は赤道の上空にいて、地上からはいつもほぼ同じ位置に見えます。「上空に長く留まる」という言葉だけで静止衛星と思い込まないようにしましょう。
まとめ
GPSの電波をとらえにくいビルの谷間などで、GPSと一緒に使って測位精度を高める衛星は準天頂衛星です。準天頂衛星は特定の地域の天頂付近に長く見える軌道をとるため、高い角度から電波が届いて建物に遮られにくくなります。日本では「みちびき」という名前で運用され、GPSを置き換えるのではなく補完・補強します。アシストGPSは通信網から補助情報を受け取って測位を速くする技術、ジャイロセンサーは回転や向きの変化を検出するセンサー、プローブカーは車両から走行データを集める仕組みで、どれも軌道をとる衛星ではありません。
解答・解説
正解はウです
この問題のテーマ
GPSを補って測位精度を高める技術のうち、特定の地域の上空に長く留まる軌道をとる衛星、つまり準天頂衛星を選べるかを問う問題です。
解き方の考え方
問題文の手がかりは「特定の地域の上空に比較的長く留まる軌道」と「GPSと併用」の2点です。軌道をとるものは衛星なので、衛星ではないアシストGPS、ジャイロセンサー、プローブカーはこの時点で外せます。残る準天頂衛星は、天頂付近から電波を届けてGPSを補う仕組みで、問題文の内容と合います。
選択肢ごとの解説
- ×ア アシストGPSアシストGPSは、携帯電話網などから衛星の軌道情報や時刻、端末のおおよその位置といった補助情報を受け取り、GPS測位を手助けして速くする技術です。衛星そのものではないため、上空に留まる軌道はとりません。
- ×イ ジャイロセンサージャイロセンサーは、回転の角速度や向きの変化を検出するセンサーです。短い時間なら位置や姿勢の推定に使えますが、時間がたつにつれて誤差がたまっていきます。上空から測位用の電波を出すものではありません。
- ○ウ 準天頂衛星準天頂衛星は特定の地域の上空に長く留まる軌道をとり、天頂付近の高い角度から電波を届けます。そのため建物に遮られにくく、ビル街のように見える衛星が少ない場所でも測位しやすくなります。GPSに置き換わるのではなく、GPSと一緒に使って測位を補う点も問題文と一致します。
- ×エ プローブカープローブカーは、走っている車両をセンサー代わりにして位置や速度などのデータを集め、交通情報に役立てる仕組みです。GPS信号のとらえやすさや測位精度を直接高めるものではありません。
補足
準天頂衛星とよく混同されるのが静止衛星です。静止衛星は赤道の上空を地球の自転と同じ周期で回り、地上からはいつもほぼ同じ位置に見えます。一方、準天頂衛星は特定の地域で天頂付近に長く見えるように軌道が設計されています。「上空に長く留まる」という言葉だけで静止衛星と思い込まないように注意しましょう。
POINT
- 準天頂衛星は特定の地域の上空に長く留まる軌道をとり、GPSと併用して測位精度を高める衛星です。
- 天頂付近から電波が届くので建物に遮られにくく、ビルの谷間でも測位しやすくなります。
- 日本の準天頂衛星システムは「みちびき」という名前で、GPSを置き換えるのではなく補完・補強します。
- アシストGPSは通信網から補助情報を受け取ってGPS測位を速くする技術で、衛星ではありません。
- プローブカーは車両から走行データを集めて交通情報に使う仕組みで、測位技術そのものではありません。