GPSとは (ジーピーエスとは) [単語記事]

GPS（Global Pos iti oni ng System）とは、アメリカが開発、運用している人工衛星を利用した測位システム。世界に複数存在するGNSS（Global Navi gation Satellite System、全世界的航法衛星システム）の一つ。

概要

GPSでは、高度約2万kmに24機の衛星（6つの軌道に各4機）を配置している。衛星はナブスター（NAV STAR：NAVigation System using Timing And Ranging）と呼ばれ、それぞれの衛星には原子時計が４個搭載されている。ナブスターからは「何時何分何秒に発信」、といった時報のような信号が発信されており、受信機側は４つの衛星からこの信号を受信して位置を測定する（３つの衛星との距離を測ることによって受信機の位置を測定し、４つ目の衛星の信号で時刻の補正を行う）。

GPSの民間への開放は1983年に起きた大韓航空機撃墜事件をきっかけとして、1996年に「課金無しで全世界に開放する」ことが発表された。民間に開放された信号はSA（Select ive Avail ability）という処置で意図的に精度を落とされていたが、これは2000年に解除されている。^[1]

日本でもGPSはナビゲーションシステムに不可欠なものであり、カーナビ、携帯電話付属のナビのほか、測量業務などにも利用されている。

GPS信号

すべての衛星が同じ周波数を使用している（L1＝1.57542GHz、L2=1.22760GHz）が、GPS信号はCDMAを利用しており、衛星ごとに異なる拡散符号を使っているので、受信機は個々の衛星を識別できるようになっている。^[2]

GPS信号には誤差が1mと言われる精度の高い軍事用のPコードと、精度の低い民生用C/Aコードがある。前者は暗号化されており、「鍵」を持っていないとアクセスできないが、後者は一般に開放されている。^[3]

その他

アメリカ以外のGNSS

GLON ASS（グロナス）…ロシアが運用
GALILEO（ガリレオ）…EUが運用
北斗…中国が独自に開発している衛星ナビゲーションシステム。2020年には30基を超える衛星を整備することで全世界をカバーするとされる。^[4]

準天頂衛星システム

日本では準天頂衛星システムによって、都市部や山間部等GPSの電波が届きにくい地域でのGPSによる測位を補完する計画がある。

※もし準天頂衛星を7機打ち上げれば、GPSに頼らない測位も可能だが、仮にそれが実現しても限定された地域でしか使えないシステムなのでGPSと呼ぶことはできない。

JDAM^[5]

JDAM（Joint Dire ct Attack Munit ion:統合直接攻撃弾）は特定の兵器の名称ではなく、既存の無誘導爆弾に精密誘導機能を追加するキットの名称。
空力制御を行う尾部パーツ、前縁翼、誘導制御ユニットで構成される。
誘導は慣性誘導装置（INS）とGPSの併用。レーザーによるセミアクティブ誘導機能（SALH）を追加したキットも存在し、これはLJDAMと呼ばれる。
命中精度（CEP）はINSのみで30m、GPSで5m、SALHでは1m。

NDS^[6]

GPS衛星には「核爆発（NUDET）センサ」が搭載されている。NUDETセンサは核爆発による電磁パルス・X線・中性子やガンマ線を検出する。このセンサを使用した「核爆発検知システム（NDS）」はGPS衛星が核攻撃を受けた場合や、地球外周の大気圏やGPS衛星周辺の近宇宙で発生した核爆発をほぼ実時間で検知し、位置を特定できる。