GPSに誤差は生じるのか? 生じないのか?

誤差

GPSとは?

誤差

GPS衛星は電波を発射するのみです。受信しません。正確に表現するなら、姿勢制御などの衛星管理のための通信以外は受信しません。

したがって、GPSが移動体を監視すると言うことなどは都市伝説です。

また、GPSで判ることはその衛星との距離のみで、方向もわかりません。地上で計算することにより知ることはできますが、方向を情報としてはいません。

つまり、ここが以前の無線航法測位システムと大きく違うところです。
それまでのシステムはどれも、その発射源から自分への方向を求め作図によりポジションを得たのとはまるで仕組みが違うのです。

GPSでは、高度も求めることができます。つまり、3次元座標を知ることができます。しかし、高度については大きな誤差が生じます。

あまりに正確な時計であるため、一般相対性原理理論で判っている、重力による空間の歪も検出してしまいます。
このことによる誤差は、すでに理解されている方程式で補正できます。

GPSも同様、軍事目的が本来理由です。したがって、軍事モードと民生モードで運用されておりますが、民生モードでも、測距機器メーカーの工夫により、理論上、数センチの誤差まで縮小できます。

問題は、誤差の小ささ自体に起こることです。それは、その機器がどの場所とか、たとえば、ポケットだとか、カメラの三脚とか、車載用であれば、アンテナが外部アンテナとかのわずかな距離も測位し、
精密計測は計測時間に左右されるので、それが移動しつつ補正を繰り返すことにより誤差が広がってしまうことです。

これも、メーカーそれぞれの工夫で解決に近づけることができます。精密測定は、ある程度の距離、例えば、自動車の左右などで、同時に角度を持って測定すれば、三角測量の原理も応用できるので、飛躍的に誤差が減ります。
この距離自体が原因で誤差を生むので、正確な設置状況を機器に入力する必要があります。

GPSとははじめ軍事目的ですが、GPS運用当初は民生モードに人為的に誤差を含ませられていました。
が、現在は解除されています。今後も再開はしないとされています。

軍事モードはさらに正確なポジションを短時間一回のみの測距で得ることができるとされており、そのために方程式に必要なファクター情報が伏せられています。
しかし測距時間さえ長くとれば民生モードでも理論上は数センチしか誤差はありません。

現在では、上記の人為的誤差の挿入が行われたら、そのことを検出できますので、無意味ではあります。
最少誤差を得る方式は、ドップラーを利用した「ハイスピード・スタティック方式」で、1cm以内です。(民生モード)