【子供のみまもりGPS】日本版GPS”みちびき”は必要?

みまもり用GPSに日本版GPS"みちびき"は必要? その他
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見守りツールに子供用GPSなどを検討していると、製品仕様に「測位方法」「対応衛星」のような項目がありますよね?

そこに、GPS、みちびき、Galileo・・・といった記載があって、特に多いのが「”みちびき”対応」といううたい文句です。

GPS 以外のものってなんなの? “みちびき”に対応しているって、そんなに重要なの? っていうか、”みちびき”って何?

こんな風に思った人も多いのではないでしょうか?

本記事では、「そもそもGPSとは?」について解説します。次に、「みちびきとは」「対応しているとどんなメリットがあるの?」という点を、かみ砕いて解説していきたいと思います。

ぜひ、本記事を読んでいただき、GPS機器選定の参考としてみてください!

この記事を書いた人

外資系メーカーで開発エンジニアをしているかたわら、キッズスマートウォッチと格安SIMについてのブログ「カワエビのから揚げ」を運営中。特に、見守りキッズスマートウォッチに強く、2020年から「myFirst Fone シリーズ 」を全モデル愛用してきました。この経験を生かして、当ブログでは、「どこよりも詳しいレビュー」と「エンジニアである筆者独自の目線」を大事に記事を書いています。

経歴は、某国立大学理工学研究科 修士課程修了(工学)。日系メーカー5年、外資系メーカー(現職)に10年勤めています。エンジニア歴は15年で、主に機械系の開発業務に携わっています。

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見守りGPSに”みちびき” 対応は必要?

「必ずしも必要ではないが、対応していると便利」というのが筆者の結論です。

ユーザーがどこまで位置精度を求めるか? によります。

例えば、「数十メートルの誤差はあまり気にしない。ざっくりどの辺りにいるかがわかれば良い」という場合、気にする必要はありません。

逆に、「数十メートルの誤差は許容できない」という人は、”みちびき” に対応している製品を選ぶことをオススメします。

また、指定したエリアに入ったら(出たら)通知が来るという機能をよく使う場合、位置精度が低いと誤った通知が来るケースがあります。この場合も”みちびき”対応製品を選ぶことをおすすめします。

そもそもGPSって何? 何で位置がわかるの?

簡単に言うと、アメリカが打ち上げた複数の衛星を使って現在位置を測定する(測位する)システムです。国土地理院のサイトでは、以下のように説明されています。ちなみに、”みちびき”は日本、Galileoはヨーロッパの衛星です。GPSの歴史が古いので、衛星測位システム全般をGPSと呼ぶことが多いです。

GPS(Global Positioning System)は、米国によって、航空機・船舶等の航法支援用として開発されたシステムです。

このシステムは、上空約 2 万kmを周回するGPS衛星(6 軌道面に30個配置)、GPS衛星の追跡と管制を行う管制局、測位を行うための利用者の受信機で構成されています。

航空機・船舶等では、4 個以上のGPS衛星からの距離を同時に知ることにより、自分の位置等を決定します。GPS衛星からの距離は、GPS衛星から発信 された電波が受信機に到達するまでに要した時間から求めます。衛星から発信される電波には、衛星の軌道情報・原子時計の正確な時間情報などが含まれていま す。

引用元:国土地理院HP GNSS とは

簡単に言うと、「4つの衛星の信号が同時に受信できれば、位置を計算できる」ということになります。3次元の座標(x, y, z) と時間t を未知数として、4つの連立方程式を解くということらしいですね。

実際には、様々な誤差要因があるので、4機よりも多くの衛星で補完することで精度を上げていて、一般的に衛星の数が多いほど精度が高いといわれています

上記のように、GPSは30機の衛星が地球の周りをまわっているのですが、それでもGPS単独の場合、5~20m程度の誤差があり、極端に悪い場合は100mを超える誤差があるといわれています。

どうでしょう? 車やスマホのナビとか、今後の自動運転なんかを考えると、この精度では足りないですよね? 感覚的ですが、cm(センチメートル) オーダーの誤差にはしたい気がします。

参考にさせていただいたサイト

日本版GPS “みちびき”とは?

“みちびき”は準天頂衛星システム(QZSS)と呼ばれますが、簡単に言うと、常に日本上空に1機以上いる、 複数の衛星からなるシステム」です。具体的に言うと、現在、4機体制ですが、4機のうち1機は必ず日本の上空に存在しているということになります。以下、内閣府のサイトとJAXAのサイトからの引用です。

みちびき(準天頂衛星システム)とは、準天頂軌道の衛星が主体となって構成されている日本の衛星測位システムのことで、英語ではQZSS(Quasi-Zenith Satellite System)と表記します。ただし、「準天頂衛星」という場合には、準天頂軌道の衛星と静止軌道の衛星の両方を合わせて呼ぶため、準天頂軌道の衛星を区別する必要がある場合は「準天頂軌道衛星」といいます。

衛星測位システムとは、衛星からの電波によって位置情報を計算するシステムのことで、米国のGPSがよく知られており、みちびきを日本版GPSと呼ぶこともあります。

引用元:内閣府 宇宙開発戦略推進事務局

日本のためのユニークな軌道

準天頂衛星の軌道は、日本での利用に適したユニークな軌道です。

通常の静止衛星は赤道上に位置しますが、その軌道を斜めに傾け、日本の真上を通る軌道にします。しかし、1つの人工衛星が常に日本上空に滞在するわけではありません。軌道が斜めに傾いているので、地球の自転とともに人工衛星も少しずつ角度を変え、南北に移動していきます。

1機の人工衛星が日本の真上に滞在できる時間は7~9時間程度です。そのため、複数機を時間差で入れ替えることにより、常に1機が日本の上空に滞在させることになります。

引用元:JAXA

ちなみに、皆さんよくご存じの気象衛星”ひまわり”は、赤道上にいる静止衛星ですので、日本上空にいるわけではありません。

“みちびき”に対応しているとどんなメリットがあるの?

“みちびき” を利用することによって、測位が安定し、精度が向上するといわれています。では、なぜ安定し、精度が上がるのでしょうか?

“みちびき” でなぜ精度が上がるのか?

①ほぼ真上から信号を受信できるため、山間部や高層ビル街で有利(さえぎるものがない)。つまり、測位が途切れにくい。

②GPSと高い互換性があるので、GPSの衛星が増えたのと同じように扱える。つまり、同時に受信できる衛星が増えて高精度で安定した測位ができるため、測定誤差が減らせる。

③独自の補強信号を使ってメートル級/ センチメートル級の測位ができる

このように、GPSだけでは実現しなかった安定した測位と位置精度が実現することで、例えば、子供が、「今日はいつもと違う道で帰ってきた」とか「公園に行くといっていたのに、全然違うところに行ってる」、「あの危ないところに立ち入っている」といった潜在的なリスクを把握することができるというメリットがあります

まとめ

GPS発信機などの見守り機器の仕様欄によくある”みちびき対応” が必要なのか?についてまとめました。結論は、「求める位置精度によるが、対応していると高い安定性と精度が得られるので、できれば、みちびき対応製品を選ぶべき」だと思います。

まず最初に、「そもそもGPSって何?」というところから解説しました。次に、日本版GPSと呼ばれる準天頂衛星システム”みちびき” とは何か?を説明して、対応することのメリットを解説しました。また、なぜ安定して測位でき、精度が上がるのか?の原理について、かみ砕いて解説しました。

最近よく目にする「みちびき対応」について理解を深めていただき、GPS製品を買う時の検討基準の一つに加えていただければ、うれしく思います。

ちなみに、こちらの2つの記事で、子供の見守り用GPS機器の比較と、おすすめのGPS発信機についてまとめています。ぜひ合わせてご覧ください!

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