IMUってなんぞ？part16:GPSってなんぞ？
2019年2月22日
なんぞなんぞな鬼塚です。
タイトルがダブってますが、IMUに続いてGPSについてもお話していこうと思います。
ところで、一つおことわりをしておきますと、弊社ではGPS情報だけを受信する装置は取り扱っておりません。(今のところ)
なぜGPSの話をするのかといいますとIMUの上位モデルには、GPS受信機が内蔵されている、もしくはGPSの情報を入力することができるものがあり、姿勢角だけでなく位置情報も同時に取得し、さらにはセンサーフュージョンを行うことによって、より精度を高めることができます。高性能なIMUには、もはや切っても切り離せない存在です。
というわけで、メインはIMUなのですがセンサを扱う上ではGPSの知識も必要不可欠ですのでこれからお勉強していきましょう！
まずGPSは何をするためのものか？
皆様もすでにご存知とは思いますが位置情報を取得するためのものですね！
お使いのスマートフォンとかに入っている地図アプリもそうですし、車に乗るときは目的地までカーナビが案内してくれますが、
これは主に自分(GPSの受信機)が存在している地球上の位置を、GPSを使って知ることができるからです。
地球上の位置ですので、緯度、経度といった座標でどこにいるかがわかり、これを地図と合わせることで道案内ができます。
では、地球上のどこでも使えるかというと残念ながらそうではありません。
建物の中に入ってしまうとGPSはたちまち使えなくなります。
...といっても最近のスマートフォンのアプリでは建物内でもある程度の位置がわかってしまいますが、それはちょっと別の仕組みも使ってます。
話を戻してなぜ建物内では使えないかというと、空のずぅーーーっと上を飛んでいる人工衛星からの電波を利用することで、GPSは成り立っています。
人工衛星は空の上にいますので、空が直接見える場所にいればもちろん電波を受信することができます。
そして建物の中など、天井によって遮られた場所に移動すると空の上からの電波も遮られますので、GPSが使えなくなります。
ところで電波というと、目には見えないですが壁とかに遮られていてもなんか届いているような印象ではないでしょうか？
確かに電波はモノを突き抜けたりはしますが、何かにぶつかると反射したり吸収されて力が弱くなります。
また距離によっても電波はだんだん弱っていき、最後には届かなくなります。
GPSの人工衛星は、地球全体をカバーするために高度20000Kmくらいのめちゃくちゃ高い場所にいるので、私達が普段うろついている地表に到達するまでにはとてもとても微弱な電波になります。
このように、GPSはいろんな場所で当たり前のように使われていますが、実は結構シビアなやつです。
ですが、その仕組みを知っていれば、いざ使おうとしたときにうまく行かなくても、どうすればいいかが想像できるようになると思います。
今回はざっくりとした内容ですが、少しずつやっていきましょう。次回もお楽しみに！