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2013年8月10日 (土)

グローバル・ポジショニング・システム 妨害 No838

本日はみなさんも スマホや自動車でお世話になっている、

グローバル・ポジショニング・システムのお話である。

 全地球測位システム と訳されるが通常日本の世間一般では

GPS と言うほうが遙かに一般的である。

 

 先ずはいつものように ウィキペディアからお勉強。

 

   アメリカ合衆国が軍事用に打ち上げた約30個のGPS衛星

   のうち、上空にある数個の衛星からの信号をGPS受信機

   で受け取り、受信者が自身の現在位置を知るシステム。

    元来は軍事用のシステムであったが、現在では非軍事的

   な用途(民生的用途)でもさかんに用いられている。

一説によると アメリカ軍は有事の際 自軍が不利益にならない

よう GPSの精度を調整するとも言われていた。しかし2007年に

ブッシュ大統領が発表した決定によりその操作は永久に実施され

ないとされている。

 

   GPS衛星からの信号には、衛星に搭載された原子時計から

   の時刻のデータ、衛星の天体暦(軌道)の情報などが含ま

   れている。GPS受信機にも正確な時刻を知ることができる

   時計が搭載されているならば、GPS衛星からの電波を受信

   し、発信-受信の時刻差に電波の伝播速度(光の速度と同じ

   30万km/秒)を掛けることによって、その衛星からの距離が

   わかる。3個のGPS衛星からの距離がわかれば、空間上の一

   点は決定できる。

 

実際のGPS受信機に搭載されている時計はクオーツなどを利用して

いるため、あまり正確ではならしい。(それが位置精度を落とす)

仮に 時刻の誤差が100万分の1秒である場合、距離の誤差は300m

にもなる(百万分の1秒ってめちゃくちゃ正確な時計であるのだが

それでもその精度)。対策として、4つのGPS衛星からの電波を受

信し、GPS受信機内部の時計の校正を行いつつ測位を行っている。

 逆に言うと 4個の衛星がGPS受信機から見える位置にある

必要がありその為には全部で30個ほどの衛星が必要とされる。

 実は GPS衛星の時計は10ビットで管理されているそうで、

これがALL9になった後 ALL0になる瞬間がある。その時はGPS

からの信号で位置が分からなくなる可能性があるそうで、1024週

毎にその瞬間が有るそうだ。次回は日本時間2019年4月7日09:00に

あたるそうである。

 

 今や 航空機・船舶など太洋上を移動する為の位置把握だけで

はなく自動車や人間の移動仁摩で情報を教えてくれるまで進化し

たのであるが、米軍のものであるので 対抗する他国の衛星や民

間の衛星等も数多く打ち上げられている。(日本もそうだ)

 (しかし EUのガリレオの様に各国の足並みが揃わず停滞して

  いるケースもあるようだ)

 

 しかし、GPS受信機の妨害信号を与え位置情報を得られない

ようにする輩も現れている。国家としては北朝鮮が連続して妨害

装置を作動させている様で仁川空港に発着する航空機がその被害

にあっている。(2012年には連続16日間妨害し続けた)まさに

テロである。

 

しかしそんな国家レベルでは無くとも安価(7500円程度で手に入る)

妨害装置を作動し 自身がどこにいるか上司に分からないようにす

るトラックの運転手がヨーロッパではかなりいるらしい。それが、

最終的に国家の驚異になるにも拘わらずだ!!

 GPS信号は非常に微弱である為妨害 実は簡単だそうである。

 

 もはや世界中のあらゆる輸送に使用されるGPSだがその土台は

案外緩い物かも知れない。

 (だから 諸外国が代替えシステムしきりに開発している)

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