GPS 測位は正確にどれくらい正確ですか?

場合によります。 GPS 衛星は一定の精度で信号を宇宙にブロードキャストしますが、何を受信するかは、衛星の形状、信号の遮断、大気条件、受信機の設計機能/品質などの追加の要因によって異なります。

たとえば、GPS 対応のスマートフォンは、通常、青空の下で半径 4.9 m (16 フィート) 以内まで正確です。ただし、建物、橋、木の近くでは精度が低下します。

ハイエンド ユーザーは、デュアル周波数受信機や増強システムを使用して GPS の精度を向上させます。これらにより、数センチメートル以内のリアルタイム位置決めと、ミリメートルレベルでの長期測定が可能になります。

多くのことが GPS 測位精度を低下させる可能性があります。一般的な原因には次のようなものがあります。

• 建物、橋、樹木などによる衛星信号の遮断。

• 屋内または地下での使用

• 建物や壁に反射した信号 (「マルチパス」)

• 建物によってブロックされ反射される GPS 信号の漫画

はるかに一般的ではない原因としては、次のようなものがあります。

• 電波干渉または妨害

• 大規模な太陽嵐

• 衛星のメンテナンス/運用によりカバレッジに一時的なギャップが生じる

• GPS インターフェース仕様に準拠していない、不適切に設計されたデバイス

多くの場合、デバイスの GPS ハードウェアは正常に動作していますが、マッピング ソフトウェアに欠陥があります。たとえば、ユーザーはよく次のように誤解されます。

• 間違って描かれた地図

• 誤ってラベル付けされたビジネスおよびその他の名所

• 道路、建物、集落などが失われている。

• 誤って推定された番地

政府は、GPS 標準測位サービス (SPS) パフォーマンス標準で指定された精度レベルで GPS を提供することに取り組んでいます。

精度への取り組みは GPS デバイスには適用されず、宇宙で送信される信号に適用されます。たとえば、政府は、コンスタレーション スロット内のすべての健全な衛星にわたって、95% の確率で、1 日あたりの世界平均ユーザー距離誤差 (URE) が 2.0 m (6.6 フィート) 以下の宇宙空間で GPS 信号をブロードキャストすることを約束しています。通常、実際のパフォーマンスはさらに優れています。 2021 年 4 月 20 日、すべての衛星の世界平均 URE は 95% の確率で 0.643 m (2.1 フィート) 以下でした。

明確にしておきますが、URE はユーザーの精度ではありません。ユーザーの精度は、衛星の幾何学形状、URE、および信号の遮断、大気条件、受信機の設計機能/品質などのローカル要因の組み合わせによって決まります。

現在進行中の GPS 近代化プログラムにより、民間および軍事ユーザーの精度がさらに向上します。

測位と同様に、GPS の速度精度は多くの要因に依存します。

政府は、全世界平均ユーザー距離誤差 (URRE) が 3 秒間隔で 95% の確率で 0.006 m/秒以下となる宇宙空間の GPS 信号を提供しています。

特定の受信機の速度精度を計算するには、この測定値を、衛星の形状、信号の遮断、大気条件、受信機の設計機能/品質など、政府の制御が及ばない他の要素と組み合わせる必要があります。

GPS 時刻転送は、時計とネットワークを協定世界時 (UTC) に同期させるための一般的な方法です。政府は、米国海軍天文台 (USNO) が維持する UTC を、宇宙空間の GPS 信号を介して、UTC(USNO) に対する時刻転送精度が 30 ナノ秒 (10 億分の 1 秒) 以下、95% の確率で配信しています。この性能基準は、固定場所での特殊な時間転送受信機の使用を前提としています。

2 つの GPS 周波数を使用すると、地球の大気によって引き起こされる信号の歪みが補正され、精度が向上します。二重周波数 GPS 機器は民間用途に市販されていますが、そのコストとサイズにより、専門的な用途に限定されています。