はじめに
今回の記事は批評を目的としたものではなく期待していた結果が出なかったことに関する自分なりの考察と記録の結果と記録環境を記すものです。
的外れな記述があるかもしれませんがその点は理解したうえで読んで頂きたい。
考察は無視して記録の結果だけ読み取り、読んだ方が自分で解釈しても良いと思います。
また今回はあまりググらずに書きますので間違いがあるかもしれませんがご了承ください。
GPSロガーAndroidについて
まず簡単に今回使用したアプリ「GPSロガーAndroid」について説明します。
アプリを立ち上げるとこのような画面が表示されます。
ログ開始をタッチするだけで使用できる簡単仕様です。
今回はGPXで保存しました。
保存周期は初期設定で100秒(100秒に1回ログを保存するということです)だったので今回は8秒に設定しました。
計測結果
今回計測した場所は千葉県の富山(とみさん)です。
これが結果です。
記録環境、機器
機器:ST15i(SIMなし)
保存周期:8秒
記録環境:リュックの側部にあるメッシュ部に入れ解放した状態で記録
記録の結果について
今回のルートはスタート地点の駐車場から北へ向かい山を一周戻ってくるルートでした。
しかし帰りの途中で記録はされていません。
また道から大きく外れていたり、途中の記録が抜けている場所が見られます。
考察
実際の箇所から大きくずれた原因について次の4点を考えた。
・その1
GPSはGPS衛星から機器への距離を衛星と機器のそれぞれの時計の時間から距離を計算することによって地点を記録している(なのでカーナビの時間は正確なはず)。
事前にWi-Fiで正確な時間を合わせたものの今回使用した機器はSIMカードを使用しないで記録をした。
もし時間がずれているとしたら正確な記録はされない。
例えば音速であったとしても約340m/sなので0.1sずれていたとしたら記録が約34mずれることになる(GPSの記録に使われるのはもちろん音速より早いので多少の誤差が命取りになります)。
・その2
木が記録の妨げになったのではないか。
上の地図のカメラマークから撮影したので上の画像です。
奥の木の下に入ったあたりから記録がされておらず、その後8分43秒という長時間記録されていない空白の時間があります。
GPSは先ほど上でも書いた通り時間から場所を特定しますが衛星1基だけでは場所を特定できません。
三角錐を思い浮かべれば想像できると思いますが4点ある内の3点から距離が決定すれば自ずと残りの1点は特定されますので理論上は最低3基(実際はいくつか知りませんが)あれば場所が特定されます。
しかし障害物によって衛星からの電波を受信できなくなると記録はされません。
・その3
この富山は建造物はほとんどないのですが地図で示した電波塔や電線が張られているのでそれが衛星からの電波受信の妨げになったのではないか。
・その4
単純に機器の性能ではないか。
今回使用した機器ST15iは購入が約3年前なので最新機器とは言えない。
昨今のスマホのめまぐるしい進化の上では3年という月日は大きいのではないか。
あとがき
今回は街中のような電波の取得の妨げになるようなものがない自然の中なので良い結果が出ると思ったのですが思った通りに行きませんでした。
久々にGPSロガーを使用してみようと思ったのですが以前使用していた「MY Tracks」が2016/04/30で提供が終了してしまったようなのでガッカリしました。
以前書いた記事を見返してみたらとてもきれいにログが記録されているのに驚きました。
次また機会が有ったら別のアプリでも試してみたいと思います。
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衛星からGPS受信機に電波が届くまでの時間は、GPS受信機に内蔵されているあまり精度の良くない時計では正確に測定することはできませんから、正確な距離も計算できません。
返信削除計算結果には内蔵時計の誤差分の距離の誤差を含んでいる訳です。
そこで4個目の衛星の電波を使って誤差を補正します。
先の誤差を含んでいる仮の位置まで、4個目の衛星の電波が届く時間は衛星の位置・高度(軌道情報)が分っているので計算できますから、内蔵時計で測定した時間と比較すれば、内蔵時計の誤差が分ります。
つまり、あまり精度の良くない内蔵時計の誤差を、衛星の非常に正確な原子時計で校正できたことになり、各衛星からの電波の正確な伝播時間が分りますから、正確な3次元位置を計算できるわけです。
簡単に言ってしまえば未知数が4つ(緯度、経度、標高、正確な時間)ですから、4個の衛星からの電波の伝播時間で連立方程式を解けば良いことになります。