Garmin GPS システムの仕組み

三辺測量

Garmin 全地球測位システムの受信機は、地球を周回する GPS 衛星を使用して動作します。これらの衛星は毎日 2 回地球を周回し、信号を送り返します。 2008 年現在、軌道上には 24 個の GPS 衛星があります。軌道は、一度に少なくとも 4 個の衛星が GPS 受信機に見えるように配置されています。 Garmin GPS 受信機は衛星信号を受信し、それらを使用して、三辺測量と呼ばれるプロセスを通じてユーザーの位置を三角測量します。衛星 A から 15 マイル離れていることがわかっている場合、半径 15 マイルの球体のどこにでもいる可能性があります。しかし、衛星 B から 10 マイル離れていることがわかっている場合は、衛星 A の球体と収束しなければならない 2 番目の球体ができたことになります。さらに三角測量を行うために、衛星 C から 10 マイル離れていることを示す 3 番目の球を追加します。これで、これら 3 つの球が収束する小さな領域内のどこかにいることがわかります。

GPS 受信機

Garmin GPS が衛星から情報を受信すると、信号が送信された時間 (各衛星には原子時計があります) と GPS が信号を受信した時間の両方を比較して、衛星が現在どれくらい離れているかを計算します。 GPS は、経度と緯度を計算するために、少なくとも 3 つの衛星から信号を受信する必要があります。 3D 位置 (高度) を計算するには、GPS が 4 番目の衛星の信号にロックする必要があります。受信機がユーザーの位置を特定できるようになると、衛星を使用してその位置を絶えず更新し、ユーザーがどのくらいの時間移動したかを計算することで、ユーザーの移動速度を計算できます。ユーザーが目的地を入力すると、受信機はユーザーの現在の速度に基づいて、目的地までの距離と目的地までの時間を計算できます。 Garmin Nuvi などの受信機は日の出と日の入り時刻のデータベースでプログラムされているため、受信機は日の出と日没がいつ現在の場所にあるのかをユーザーに伝えることさえできます。

Garmin GPS の精度は?

ほとんどの Garmin GPS システムは、並列マルチチャンネル設計を特徴としており、最初に電源を入れたときに衛星信号をロックし、高い建物や樹木に囲まれている場合でもそのロックを維持できるため、非常に正確です。 Garmin GPS システムは通常、15 メートル以内の範囲で正確です。 Wide Area Augmentation Systems を搭載した Garmin GPS システムの精度は 3 メートル未満です。また、GPS 信号を修正するディファレンシャル GPS の精度は 3 ～ 5 メートル以内です。特定の大気条件によって、GPS 受信機が不正確になる場合があります。これらには、衛星が大気圏を通過する際の減速信号によって引き起こされる電離圏および対流圏の遅延が含まれます。 GPS システムには、この時間遅延エラーを修正するための組み込みの測定機能があります。目に見える衛星の数も精度に影響を与える可能性があります。密集した葉や電子干渉により、GPS が認識する衛星の数が少なくなる可能性があります。