ご購入前に下記内容をよくお読みになり、ご確認の上でご購入ください。

注1：正確度（確度）と精密度（精度）

正確度を確度、精密度を精度という場合が各種論文で採用されています。弊社でもこの表記を使用しています。混同を避けるために本文では正確度（確度）と精密度（精度）として扱っています

■正確度（確度）と精密度（精度）■

　一般的に誤差を評価するものさしに使用されているものには正確度（確度）と精密度（精度）（注1）という2種類あります。

GPSの開発に当たって、GPSの能力を生かし、ユーザーが最大の利益を得る場合には、どちらを重視して開発するべきかを使用用途に応じて考える必要があります。

■精密度（精度）（precision）■

精密度（精度）が向上するということは測位結果の分布が小さくなることを意味します。
一度記録したポイントに再度入る場合は精密度（精度）が高い必要があります。

■正確度（確度）（accuracy）■

正確度（確度）が向上するということは測位結果の分布が真に正確な座標に近づくことを意味します。
行ったことがない、真に正確な座標に対して正確なナビゲーションを行うには正確度（確度）が高い必要があります。

これを図にすると以下のようになります。

正確度（確度）良好　低精密度（精度）

目的地の真に正確な座標が得られる。
真に正確な座標を元にナビゲーションが必要

以上の条件下で
ポイントへは精密に入る必要がない場合に有効
使用例：パラグライダー、トレッキング、等

低正確度（確度）高精密度（精度）

目的地の真に正確な座標が得られない。
真に正確な座標元にナビゲーションをしない。
以上の条件下で一度記録したポイントへは精密に入る必要がある場合に向いている。

使用例：釣りのポイント記録、真に正確な座標を必要としない調査

高正確度（確度）高精密度（精度）

目的地の真に正確な座標が得られる。
真に正確な座標元にナビゲーションを行う。
一度記録したポイントへは精密に入る必要がある

使用例：測量、航空航法等

場合に向いている。正確度（確度）精密度（精度）良好な状態が保てるならばこれがもっともよい状態です。
　このようにGPSの状態としてもっとも望ましいのは、図-3　正確度（確度）精密度（精度）良好の状態ですが、釣りで使用するGPSの場合、一度記録したポイントに時間が経過してからも再度戻るということが第一の目的です、内陸部の地図が不正確であり、これまで行ったことのないポイントの真に正確な座標が得られないことから
内陸部での釣りにおけるGPSレシーバーの必要要件としては正確度（確度）よりも記録したポイントの座標とポイント進入時にGPSから取得する座標のばらつきがいかに抑えられているかという図2のような精密度（精度）であるといえます。

注2：精密度（精度）仕様

4 衛星以上受信､PDOP 6 以下､SNR 4 以下､仰角マスク15 度以上､マルチパスが少ない状況下で　同じ地点を60回5日にわたりGPSプロッターでポイントを記録し収集されたデータの場合です。電離層の状況やマルチパス信号､建物や樹冠による上空遮断は､GPS 信号受信を妨害して精密度（精度）を低下させることがあります。弊社D MAGICは精密度（精度）をあげるように使用機器のGPS魚探/GPSプロッターと組み合わせに応じた各種フィルターを使用機器　D　MAGIC双方で調整しています。アンテナ単独で測位した場合精密度（精度）を発揮しないことがあります。
　また、正確度（確度）の向上よりも精密度（精度）の向上を優先するため真に正確な座標に対する推定エラー値にばらつきが生じますが高精密度でポイントへ再度進入できます。

注3.最小誤差半径　90cmは最小分解能を意味します。

注4：日本全域DGPS受信

基本的にD　MAGICはWAAS信号を日本国内のどの地域でも受信可能ですが、上空に樹木などの障害物があったり、斜面が空を遮る場合は受信できないことがあります。起伏の大きい山地の谷部では上空が開けていないので、WAAS信号を受信できないだけでなく少ない数の衛星しか利用できないことがあります。また、日本は、WAAS衛星も含めてGPS 衛星が南方向に集中していることから、北向斜面ではWAASおよびGPS を利用しにくい状況があります。測位の原理から直接受信できなければならないので、ビルの谷間や高架の下など都会では受信できても補足衛星の数が偏ったり、マルチパスなどで測位精度の劣化や受信不能などが発生します。現時点でWAASDGPS信号で補正可能な項目は注11を参照

注5：SBAS　Satellite Based Augmentation System

・静止衛星を介して広範囲に補強情報を提供するシステム

・広域にわたる補強情報の提供が可能　日本ではMSAS　アメリカではWAAS　ヨーロッパではEGNOS

GPS の測位精度を向上させるSBAS は、GPS衛星信号の有する誤差を航空機に提供するディファレンシャル補正機能を有し、水平3ｍ 程度まで位置精度を向上させることができます。ディファレンシャル情報は、大別すると、電離層に起因する誤差と、それ以外の誤差に分離して伝送されています。
　このシステムは元々GPSを民間航空機の航法装置として使用する ために航行中の測位精度を向上を目的に開発されました。連邦航空局FAAが1990年代初期にWAAS(Wide Area Augmentation System)（ワースと発音します）と呼ばれる静止衛星を利用した補強システムを提案したのが始まりです。
　このシステムもGPSレシーバーに補正情報を送って測位精度を向上させるという基本的な考え方は従来方式のものと変わりませんが、補正情報を送る方法が異なります。これまでのDGPSが中波やＦＭ多重波という地上波を採用していたため、地形や建物などの障害物により補正情報が遮断されて内陸では補正情報を送信でき ないために限られたサービスエリアでしか運用できないという距離的制約を多く受けていました。　ところが、このWAASでは補正情報を静止衛星を使って送信する機構を採用していますので、上空が開けている場所なら空中だけでなく地上でも補正情報を送信できます。さらに、元々航空管制を目的に開発されていることからマッハで飛ぶ航空機でも受信可能な性能を持ち、その追尾性能は、従来型の中波DGPS以上です。この静止衛星はナビゲーション衛星としての機能も持っているので、位置測定のための信号も合わせて送信しています。

FAA資料より引用

SBAS（WAAS　MSAS　EGNOS）の仕様
・機能
　基本ディファレンシャル補正
・ GPS 衛星の位置誤差及び時計誤差（短・長期）を送信
　精密ディファレンシャル補正
・電離層補正量を送信
　完全性(Integrity)
・ GPS 衛星の状態を診断し、送信
　レンジング(Availability)
・SBAS 衛星からの擬似距離信号を提供
・搬送波周波数（GPS と同一周波数）
　1575.42MHZ （L1）

注6：中波ＤＧＰＳとは

ビーコン局（中波帯ビーコン信号）の電波を使って、ＧＰＳの民間利用時の精度向上させるシステムです。　

注7：アメリカのモニタ局（IGP）の補正値による電離層遅延誤差補正

WAASにおける電離層関係の情報は２種類放送されています。
遅延量情報（補正情報）
GIVE（誤差の推定値）
これらの情報は、GPS受信機の現在位置に近いIGPにおける値が放送されます。

現在日本でアメリカのモニタ局（IGP）の補正値による電離層遅延誤差を補正した場合正確度（確度）精密度（精度）に与える影響

1.アメリカのIGPの補正値をそのまま利用する場合、基線長の長さが長くなるために正確度（確度）（特に高さ方向）精密度（精度）が劣化する可能性があります。

注8：D MAGIC使用用途

D MAGICは内陸湖沼　河川における釣りでの使用を前提としています。これまでに航行したことのない真に正確な座標への航行や航空機が使用可能な信頼性　空港への非精密進入までサポートする精度を担保していませんので内陸湖沼　河川における釣り以外での使用はできません。また、海上での使用の場合、海図から取得した真に正確な座標への航行はできませんが、一度行った事のあるポイントを記録しそのポイントへ再度入る事は可能です。測量等の真に正確な座標への正確度（確度）が必要な場合はRTKなどのGPSのほうが有効です。

注9:　DGPSアベイラビリティ（利用可能性）

24時間中DGPSを受信していた積算時間/24時間で算出ｘ100

LEI社純正WAAS　DGPSアンテナEGC12W/LGC12W受信実験

注10：D MAGICの日本内陸部での釣りにおけるWAAS　GPSレシーバーとしてのチューニング　

FULL TIME STABILITY RECEIVE SYSTEMの概要

1.日本全域（注4）WAAS　DGPS受信が可能な高感度アンテナ採用　　　　　　

高感度アンテナの採用でDGPSアベイラビリティ（利用可能性）を向上させて日本全域の内陸部湖沼でWAAS信号が受信できます。
　
2.WAASメッセージの補正情報の選択利用
　弊社D　MAGICでは、精密度（精度）が悪くなる可能性があるアメリカのモニタ局（IGP）　の補正値による電離層遅延誤差補正は行わないで、WAASによる補正機能1　基本ディフ　ァレンシャル補正により衛星位置誤差、衛星時刻誤差について補正を行っています。
　これにより精密度（精度）を向上させています。

　その結果D　MAGICは日本全域（注4）WAAS　DGPS受信が可能となり、精密度（精度）は向上し、3m以内95%（注2）　最小誤差半径　90cm（注3）の精密度（精度）を達成しています。

注11：各状態でのD　MAGIC補正状態

■GPS　FAQ■

お天気や地形にどれくらい影響を受けますか？ 

電波さえ受信できれば、風雨や吹雪などでも問題ありません。それよりも影響を受けるのは地形です。 谷間、トンネル、建て込んだビル群の中、室内などでは、電波が遮断される率が高いので、測位できないか、もしできても精度がかなり落ちることがあります。

マルチパスと受信機ノイズによる誤差は消すことができますか？

これらの誤差は計測時に起こるものなのでＤＧＰＳ 等で削減できません。


MTSATはいつあがるの

現在の最新情報によると以下のとおりです

MSAS試験信号の送信に関して

Q1 MASAはいつから使用出来ますか?

A1 WAAS等のSBASに対応していないGPS受信機では、MSASを利用することはできません。　
　　 WAAS対応と記載されているGPS受信機であれば、MSASを利用できる可能性があります。
　　(平成１８年3月頃より運用開始予定)

Q2 WAAS対応受信機D MAGICで試験電波状態でもMSASは利用できますか?

A2 D MAGICは、非航空機用のため試験電波状態でもMSASの使用が可能です。

Q3 D　MAGICで、MSAS試験信号は利用できますか?

A3 MSAS試験信号は、GPS補強情報が含まれていますが、ので使用可能ですが、あくまで試験用データであり
　　GPS補強情報として必ずしも有効であるとは限りませんのでご注意下さい。

Q4 D MAGICで、MSASを利用すると、精度はどれくらい改善するの?

A4 MASAの性能については、今後、一定期間に亘ってデータの収集を行い解析評価することとなってます。
　　明確になっていませんが、NASAによって数メートル(2〜3m)まで精度が改善されるものと考えられています。

参考文献　国土交通省航空局管制保安部無線課資料
■MTSATの整備状況■
平成 3 年ICAO の第10 回航空会議でFANS (Future AirNavigation System) 構想が承認
平成 5 年電子航法研究所がGNSS に係る研究を開始
平成 6 年MTSAT の整備に着手
平成 7 年MSAS の整備に着手
平成11 年MT SAT 1 号機打上失敗
平成13 年GPS ﾃﾞｰﾀの収集・解析作業を開始
平成15 年ICAO の第11 回航空会議で更なるGNSS への移行を奨励
平成16 年MTSAT 新1 号機打上予定
平成17 年10月26日MSAS試験運用開始
平成18 年3月頃運用開始予定

MTSATがあがった場合D　MAGICは使えるの？

弊社D　MAGICでは、現在アメリカのモニタ局（IGP）と日本では距離があるために精密度（精度）が悪くなる可能性があることから、IGPとD　MAGICの距離が離れる場合には電離層遅延誤差補正は行わないように制御していますが、MTSATがあがった場合には日本のIGPより電離層遅延誤差補正情報を受け取ることができますので問題なく使用できます。MTSATによる電離層遅延誤差補正情報を受け取ることで正確度が向上します。

カーナビにMTSATやWAASを使うことはないの？

現在、カーナビの測位技術は不感地帯（トンネル内やビルの谷間など）での補正を行う技術が重要視されています。カーナビゲーションシステムの位置決定では誤差が大きくて位置があわなければ無理やり地図中の道路上にマッピングする方法を取っているために測位誤差のを少なくしてもメリットがあまりないと考えられています。また、現在FM多重放送によるDGPS補正を行っていますが、この方式は渋滞情報なども送信しているのでFM多重放送のほうがメリットが多いと思われます。今後カーナビではMTSATやWAASよりも双方向通信ができ各種情報が送信でき、ビルの谷間でも受信できる準天頂衛星が使用される可能性が高いと思われます。

カーナビゲーションシステムの位置決定
GPS単独測位
FM多重放送DGPS補正
各種センサーを使用
方位センサー
ジャイロセンサー(加速度センサー)
速度や走行距離(車両組み込み型)
位置があわなければソフトウエアにより無理やり最も近い地図中の道路上にマッピングします

GPS受信機における誤差要因はどんなものがありますか？

GPS受信機における誤差要因は下記のとおりです。

宇宙及び制御で発生する誤差要因
・ 衛星時計誤差
・ 衛星軌道情報の誤差
電離層で発生する誤差要因
・ 電離層遅延　電離層の影響で電磁波の伝搬速度が変化する
・ 電離層遅延補正を行う正確度（確度）（特に高さ方向）を改善する。
・ 基準局の補正値をそのまま利用する場合、基線長の長さによっては精密度（精度）が悪くなる
対流圏で発生する誤差要因
・ 対流圏遅延　水蒸気の影響によって電磁波の伝搬速度が変化する
・ 対流圏遅延補正を行うと正確度（確度）（特に水平方向）を改善する
・ 基準局の補正値をそのまま利用する場合、基線長の長さによっては精密度（精度）が悪くなる
測位時に発生する誤差要因
・ マルチパス
・ 受信機ノイズ

GPS魚群探知機でポイントを記録する際に操作側で起きる誤差要因を教えてください。

すべてのGPS魚群探知機　GPS受信機の記録操作時における誤差要因
・ 操船における誤差
基本的にGPS受信機が静止状態ではポイントとの向きはわかりません。測定値にはフィルターによる時間遅れがあり、測定直後に１ｍ移動しても数秒ほど測定値が変化しない場合があリますGPSを使用するに当たって、ポイントに進入する際に微速で一直線に操船すると誤差が最小になります。

・ 座標取得時とポイント記録時のずれ
GPS魚探は1秒に1回座標データを取得しています。つまり更新間隔が1秒あるためにポイント記録時の座標が最大0.99秒前のデータであることがあります。0.99秒の間に船は進んでいますので0.99秒間X船の秒速＝誤差距離が生じる事があります。正確な記録を行うには時速1km/h以上3.6km程度で記録することが最適です。

・ 速度閾値の問題　
GPSは一定速度以下の移動は測位状態が変化したことによるドリフトとして感知するフィルターが内臓されています。そのため完全に静止した状態や測位状況の悪い状態、時速1km/h以下での記録はかえって精密度、正確度（確度）ともに下がることがあります。したがっては時速1km/h以上で移動しながらポイントを記録し進入する必要があります。ポイントの進入がうまく行かなかった場合には36mほど離れて再度進入すると精密な進入が出来ます。

・ 記録時の船速の影響
前項でも書きましたがGPS魚探は1秒に1回座標データを取得しています。0.99秒の間に船は進んでいますので0.99秒間X船の秒速＝誤差距離が生じます。
仮に時速7.2km/hで記録した場合、秒速は2mになりますので、最大2mの誤差が含まれます

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