GPS L5 とは何ですか? GPS 精度はどのように向上しますか?
公開: 2022-09-13
何年もの間、コンシューマー グレードのデバイスは、単一周波数の GPS 受信機を使用して位置を特定していました。 しかし、新しいガジェットが L5 と呼ばれる 2 番目の GPS 周波数のサポートを追加し始めたため、状況は変わりつつあります。 知っておくべきことはすべてここにあります。
GPS信号
当初は米軍向けに設計されましたが、全地球測位システム (GPS) は現在、私たちの生活で重要な役割を果たしています。 ターンバイターン方式のナビゲーションから、食料品の配達のための位置情報の共有まで、私たちは日常的に GPS を使用しています。 しかし、長い間、スマートフォン、車載ナビゲーション、またはスマートウォッチは、L1 と呼ばれる従来の周波数を使用して GPS 信号を取得し、その位置を特定していました。
L1 は広く使用されており、世界を大きく変革するのに役立っています。 ただし、この周波数はマルチパス エラーの影響を受けやすく、GPS 信号の一部が受信機に到達する前に建物、地面、その他の物体によって反射されて発生します。 GPS での位置の決定は、衛星までの距離の測定に基づいているため、これらの反射が問題を引き起こし、衛星から受信機に直接到達する信号とは異なる距離を示します。 L1 信号は、物理的な障害物を通過する際にもあまり効果的ではありません。
そのため、米国政府は、時代の変化と技術の進歩に対応するために、GPS の近代化プログラムを実行しています。 この近代化の取り組みの一環として、L2、L5、L1C の 3 つの新しい GPS 信号を民生用に配備しています。
L1C はまだ開発段階にあり、ナビゲーション データを提供していませんが、L2 信号と L5 信号は異なる運用前段階にあり、2022 年 6 月の時点で L5 よりも L2 信号を送信する衛星が多くなっています。これらの新しい信号を使用した民間使用のための GPS 位置精度。
L2 信号と L5 信号はどちらも L1 信号よりも強力で帯域幅が広いですが、L5 は干渉やマルチパス エラーへの対処など、ほぼすべての点で 3 つの中で最も優れています。 また、L2 は L1 信号とともに使用して精度を高めることになっています。 L5 信号は独立して解釈できます。
L5 は 2014 年にサポートされている衛星で放送を開始し、2022 年 6 月現在、17 の GPS 衛星によって送信されています。 18 ～ 24 個未満の衛星による GPS 信号ブロードキャストは使用が制限されていると見なされるため、L5 が合理的に役立つようになるには、少なくとももう 1 回衛星を打ち上げる必要があります。 2027 年までに 24 個の L5 対応衛星が空に到達すると予想されています。
L5 が重要な理由
前述のように、L5 は民間で使用できる最も高度な GPS 信号です。 これは主に、航空機の航行を支援するなど、命にかかわる高性能アプリケーションを対象としていますが、L1 信号のように誰でも利用できます。 そのため、スマートフォン、フィットネス トラッカー、カー ナビゲーション システム、スマートウォッチなどのマスマーケット向け消費者向けデバイスのメーカーは、可能な限り最高の GPS エクスペリエンスを提供するために、それをデバイスに統合しています。
L5 信号が持つ重要な利点の 1 つは、世界中の航空ナビゲーション用に予約されている 1176.45MHz の無線周波数を使用することです。 そのため、テレビ放送、レーダー、地上のナビゲーション補助装置など、この周波数の他の電波トラフィックからの干渉を心配する必要はありません。
L5 データを使用すると、デバイスはより高度な方法にアクセスして、エラーの少ない信号を特定し、効果的に位置を特定できます。 これは、GPS 信号を受信できるが著しく劣化している地域で特に役立ちます。 このような状況では、L5 は、帯域幅が増加したおかげで、受信信号に存在する反射を判断するのに役立つより多くの情報を提供できます。
さらに、より強力な L5 信号により、密集した都市環境でのカバレッジが向上し、デバイスが位置をすばやくロックするのに役立ちます。 最後に、その低い周波数は、屋内での使用の受信を強化します。
したがって、L5 信号を受信できるデバイスは、L1 または L2 信号を使用するデバイスよりも正確な位置データを提供することが期待できます。
L5 信号を使用するデバイスは?
デバイス メーカーは、L5 信号を L1 信号とともにデュアル周波数 GPS の一部として使用し始めています。 Xiaomi Mi 8 は、2018 年に L5 をサポートした最初のスマートフォンでしたが、それ以来、同じ機能を備えた複数のデバイスが市場に出回っています。 L5 GPS 信号を受信できることがわかっている一般的なデバイスには、Apple Watch Ultra、Garmin の GPSMAP 65、65s、および 66sr ハンドヘルド GPS トラッカー、Google Pixel 4、5、および 6 シリーズの電話、Samsung の Galaxy S22+ などがあります。 、S21+、および S21 Ultra 電話。
残念ながら、L5 GPS 信号を受信できるすべてのデバイスを含む 1 つのリストを取得することは不可能です。 しかし、GPSTest Android アプリからの情報を含む Google スプレッドシート上のこの公開データベースには、L5 信号をサポートするほとんどの Android スマートフォンが含まれているようです。
さらに、Android フォンがサポートしているかどうかに興味がある場合は、Huawei は Google の GNSSLogger を使用することをお勧めします。 このアプリを使用して、全地球航法衛星システム (GNSS) データをキャプチャし、L5 信号の存在を判断できます。 前述の GPSTest アプリも、Android デバイスが L5 をサポートしているかどうかを確認するオプションの 1 つとして推奨されることがよくあります。
別のオプションは、デバイスの製造元に連絡して、特定のデバイスが L5 信号をサポートしているかどうかを確認することです。
L5 信号には新しいハードウェアが必要であり、L1 信号のみと互換性のある古いデバイスでは機能しないことに注意してください。
L5 信号は GPS に限定されません
米国政府が所有する GPS は、唯一のグローバル ナビゲーション衛星システム (GNSS) ではありません。 L5 信号を使用する GNNS はこれだけではありません。 中国の北斗、EUのガリレオ、インドのIRNSS、日本のQZSSもL5周波数で信号を送信しています。 さらに、ロシアの Glonass は、2025 年までに L5 信号を放送できる衛星を打ち上げる予定です。
これらの衛星システムからの L5 信号は、消費者向けデバイスで使用される多くの GPS 受信機で使用できます。 これらのマルチ GNSS 受信機は、GPS のみを使用するものよりもさらに優れた位置精度を提供できます。
位置精度の向上
L5 信号は、GPS 兵器への歓迎すべき追加です。 デバイスの位置精度を大幅に向上させ、位置ロックの取得を高速化し、従来の L1 バンドが通常苦労している場所でもより適切に機能することができます. とは言うものの、これを書いている時点では、米国政府はまだ L5 信号を公式に運用するのに十分な数の衛星を配置していないため、その利点をすべて享受するには少なくとも数年はかかるでしょう.
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