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2005年01月09日

ハンディGPS Foretrex101使用メモ

 前回に引き続き Foretrex101 の話だ。今回はその使用方法について。

GPSメモもご参照いただきたい。
 まずは障害物がないような場所(*1)でとにかく測位させてしばらく動かす。これは必要な情報(*2)を Foretrex 101 に覚えさせるためだ。15分程度動かせば初期化は終了すると思われる。
 なお、測位成功後、何らかの原因で測位ができないと、以下のように出てくる。意訳するとこんな感じだ。(*3)
「衛星が見えない。屋内にいるのか?」
 YES、と答えると、省電力のために GPS MODE が GPS OFF になる。
 NO、と答えると次の質問だ。
「以前の測位から 100 マイル(およそ160km) 以上移動したか?」
 YES、と答えると、内部に記憶した位置情報を初期化して、測位を続行する。
 NO、と答えると次の質問だ。
「今日は xx年xx月xx日(現在保存されている時刻を表示)か?」
 YES、と答えると測位を続行する。
 NO、と答えると、時刻を初期化した上で測位を続行するようだ。

(周りに障害物がない場所*1) 理想は地平線/水平線上に何もない場所だがそんな場所はそう無いので、できるだけ空が開けている場所。水平方向よりも、垂直方向に近い衛星が多く見える方がよい。
(必要な情報*2) Almanac、時刻、位置と思われる。位置は当然測位によって得られるが、時刻も同時に得られる。これは測位演算が X, Y, Z の位置と時刻を最低4衛星からの信号によって求める演算(*4)だからだ。Almanac は衛星のおよその位置を求めるためのパラメータ集で、衛星からの信号に含まれている。衛星の位置は Almanac と時刻より求められる。従って現在のおよその位置が分かれば上空にありそうな衛星が分かり、次回の測位において衛星を探しやすくなる。この Almanac は障害物がないような場所でも最低でも取得には 12.5 分必要だ。また有効期間は2週間程度と言われている。
(衛星が見えないときの質問項目*3)
 最初の質問は、衛星が見えなければ測位できる訳がない、ということだ。従って測位ができないような場合は、予め GPS OFF にしておくのがよい。
 次の質問は、GPS での測位方法に関係している。GPS 信号は 1ms ごとに同じ信号が繰り返されている。高速は秒速 30 万km程度なので 1ms で 300km であり、300km ごとに同じ信号が観測される。つまりある位置からある方向に150km移動しても逆の方向に150km移動しても同じ信号が観測されてしまうのだ。従って前回の測位位置から 150km 移動すると誤った計測がされて測位できなくなることがあり、その可能性があるかを質問している、のだと思う。
 次の質問も測位方法に関係している。恐らく衛星の探索は、保持する Almanac と現在時刻と前回の測位位置から見える衛星を予測して行っているものと思う。現在時刻が誤っていれば、その予測も誤ってしまう。その可能性があるかを質問している、のだと思う。
(X, Y, Z の位置と時刻を最低4衛星からの信号によって求める演算*4)
 基本的に GPS の測位演算はこのように行う。これを 3D 測位という。ここで、垂直方向にそう動くことは無いという前提のもと、高さは前回の測位結果を用いて未知数を1つ減らし、3つの衛星で位置を求めることもできる。これを 2D 測位という。2D 測位は高さ方向を決め打ちで演算するため精度は落ちる(前回の高さ演算が間違っているかもしれないし、高さが前回から大きく移動しているかもしれない)が、衛星が3つで測位が可能であるという利点は大きい。

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