「GPS Punch!」はスマホの位置情報取得機能を活用するサービスです。「GPS衛星」が上空から送ってくる情報をもとに、「今いる位置」を計算します。「GPS衛星システム」は米国で、もともとは軍事目的で開発されました。

というわけで、「GPS Punch!」に無くてはならない「GPS」について、少し調べてみました。※「GPS Punch!」は2016年7月よりcyzenに変更しています。

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▼GPS衛星っていくつあるの?
GPS(Global Positioning System, 全地球測位網)は、地球上の位置を測定するためにアメリカが打ち上げている衛星です。衛星の数は現在24機(予備機を含むと常時30機)で、上空20,200kmの軌道を周回し、「現在位置」「現在時刻」を発信し続けています。地球上のどこにいても上空に4機以上のGPS衛星が存在するように配置されています。

▼どうやって位置がわかるの?
「GPS衛星受信機」がGPS衛星の電波信号を受信します。受信機は信号がとどくまでにかかった時間に電波の速度を掛け算して、特定の衛星と受信機の距離を計算します。3つの衛星から受信した情報で計算をすると、位置が特定できます。計算には誤差が生じるため、正確な位置を知るためには4つの衛星からの情報が必要とされています。さらに、連続で安定した高精度測位のためには8機以上の衛星が見えることが望ましいそうです。

▼「GPS衛星」以外にも衛星システムはあるの?
アメリカ以外の国でも位置情報取得のための衛星システムを持っています。
ロシアの「GLONASS」、中国の「BEIDOU」、EUの「GALILEO」、インドの「IRNSS」、日本の「QZSS」(準天頂衛星システム「みちびき」)などがあります。各国の衛星システムを総称して「GNSS(Global Navigation Satellite System, 汎地球測位航法衛星システム)」といいます。

これらは互換性があり、さまざまな衛星からの信号を同時に受信して、現在、位置推定の精度は上がっています。将来は誤差数センチメートル以下になる見込みということです。

▼日本の衛星システムでGPS精度はどこまで上がるの?
日本では2010年に準天頂衛星システム「みちびき」を打ち上げました。日本の衛星は日本国内の位置情報の精度を上げるため、主に日本上空を飛びますが、アジア、オセアニア地域でも利用できます。現在GPSの測位誤差は10m程度と言われていますが、2018年度に予定されている「みちびき」4機体制が整備されることで、誤差数10cm程度に留めることを実現します。

<参考>
準天頂衛星システム ←「みちびき」公式サイト
みちびき データ公開ウェブサイト ←「QZSS+GPS データダウンロード」ができるサイト

▼スマホの位置情報のしくみとは?
スマートフォン・タブレットでは、GPS情報のほかに、携帯電話の基地局ネットワークやWi-fiで端末までの距離を測定し、位置を推定する「A-GPS」などの方法を併用しています。端末ごとに現在地を特定するしくみが少しずつ違うので、速く正確な位置情報を取得したい場合には、端末の設定変更が必要なこともあります。

以下の記事で、スマホの位置情報取得のしくみがイラストでわかりやすく紹介されています。
位置情報を得る仕組みと増える対応機器

<参考>
iPhoneで現在地を表示する時に欠かせない「A-GPS」って何?
AndroidのGPS精度を劇的に改善するたった1つの設定項目

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