GPS考

GPSを使ってみて、つらつら思ったこと。

まずGPSは３次元の位置決めの仕組み。よってタテ・ヨコ・タカサの３つの変数がある。互いに独立な３つの方程式が立てられれば、この３つの変数を決められるということ。

この３つの方程式をたてるために、３個のGPS衛星の位置が使われている、と思う(^_^;)

しかしGPSは地球に墜落しないよう、高速で地球を周回している。そのため時刻も定義しないと位置を決めることが出来ない。

だから、たぶんGPS衛星は、時々刻々変化する位置を時報付きで放送しているし、ジコクが新たな変数になる。よって最低４つの衛星を捕捉する必要がある。

もし、｢地球の表面｣という新たな条件を含めることが出来れば、これが一つの式なので、必要な衛星は３つになる。

現実の｢地球の表面｣はでこぼこなので、簡単に表現することはとても難しい。だから、かめ吉には使っているとは思えない。

しかし、３つしか衛星が捕捉できないときに、荒く位置を求めるために｢地球の表面｣を単純な式で表したものを使っている可能性はある。というか、かめ吉ならそうする。

現実には４つ以上の衛星が捕捉出来ることがある。そうすると精度が良くなるらしい。この辺はソフトウェアを作るときの腕の見せ所だろう。

かめ吉は、ここまでは以前から思っていたけど、今回実際にGPSを使ってみると、｢時間と共に精度が良くなる｣ことが判った。

これは過去のデータを方程式系に組み込んでいることを示している。このために、最後に電源を切った場所から離れたところで電源をONにすると、過去のデータに一旦引きずられて時間がかかるのだと思う。

また、高速で移動している最中に電源をONすると、過去データの蓄積が全く出来ないため、衛星を捕捉出来ても位置データを生成出来ないことになる。

多分、かなり複雑な近似計算手法を使っているのだろう。非力なCPUでそれを行うと、近似の繰り返しが出来ないので解が収束しないことはあり得る。

と言うわけで、かめ吉のGPS受信機は非力なCPUが使われていると考えると、症状が理解できる。メデタシメデタシ(^_^;)