GPSの動作原理

1. 擬似距離測定と擬似距離一点位置決め（GPS）
擬似測距とは、衛星から受信機までの距離、つまり衛星からGPS受信機まで送信される測距コード信号の伝播時間に光速を乗じた距離を計測することである。一点測位の擬似距離法は、GPS 受信機を使用して、特定の時刻に 4 つ以上の GPS 衛星による擬似距離と衛星航法メッセージから取得した衛星の瞬間座標を測定し、距離交差法を使用して距離を計算します。 WGS-84 座標系におけるアンテナの 3 次元座標。

2. キャリア位相測定とキャリア位相位置決め（GPS）
キャリア位相測定は、GPS 衛星キャリア信号と受信アンテナ間の位相遅延を測定します。測距コードとナビゲーション メッセージは GPS 衛星搬送波で変調されます。衛星信号を受信した後、受信機はまずキャリア上の測距コードと衛星メッセージを削除し、再構成キャリアと呼ばれるキャリアを再度取得します。 GPS 受信機は、衛星で再構成された搬送波と受信機内の発振器によって生成された局部発振器信号を位相計を介して比較し、位相差を取得します。

3. リアルタイム差動測位（GPS）
GPS リアルタイム差分測位の原理は、既存の正確な地心座標点上に GPS 受信機（基準局と呼ばれます）を設置し、既知の地心座標と軌道暦を使用して GPS 観測値の補正値を計算し、補正値を送信することです。移動中の GPS 受信機 (移動局と呼ばれます) を、無線通信機器 (データリンクと呼ばれます) 経由で送信します。移動局は、その補正値を用いて自身のGPS観測値を補正し、上記誤差を除去し、リアルタイム測位精度を向上させる。 GPS 動的差分方式にはさまざまな種類があり、主に位置差分、擬似距離差分 (RTD)、搬送波位相リアルタイム差分 (RTK)、広域差分などがあります。