全地球測位システム

全地球測位システム*（GPS）*は、衛星に基づくナビゲーションシステムです。これにより、ナビゲーションと位置特定に革命がもたらされました。主に測位、ナビゲーション、監視、測量のアプリケーションで使用されます。

衛星航法の主な*利点*は、リアルタイムの測位とタイミングの同期です。そのため、移動性が主要なパラメータであるほとんどのアプリケーションで、衛星ナビゲーションシステムが不可欠な部分になっています。

完全な運用GPS空間セグメントには、MEOに24個の衛星が含まれています。これらのサテライトは6つのグループに分けられるため、各グループには4つのサテライトが含まれます。 4つの衛星のグループは、1つの*星座*と呼ばれます。隣接する2つの星座は、経度で60度離れています。

各衛星の*軌道周期*は* 12時間*にほぼ等しい。したがって、すべての衛星は毎日2回地球の周りを回転します。 GPS受信機はいつでも、少なくとも4つの衛星から信号を取得します。

GPSコードとサービス

各GPS衛星は2つの信号を送信します。* L〜1〜とL〜2〜*は異なる周波数です。 *三辺測量*は、GPS受信機の位置（緯度、経度、高度）を見つけるための簡単な方法です。この方法を使用すると、3つの既知のポイントから不明なポイントの位置を測定できます。

2つのタイプのGPSコードは次のとおりです。

信号L〜1〜は、1.023 Mbpsの擬似ランダムビットシーケンスで変調されます。このコードは、粗取得コードまたは* C/Aコード*と呼ばれ、一般に使用されています。

信号L〜2〜は、10.23 Mbpsの擬似ランダムビットシーケンスで変調されます。このコードは、正確なコードまたは* Pコード*と呼ばれ、軍事測位システムで使用されます。通常、このPコードは暗号化された形式で送信され、* Yコード*と呼ばれます

PコードのビットレートはC/Aコードのビットレートよりも大きいため、PコードはC/Aコードと比較して測定精度が向上します。

以下は、GPSが提供する2種類のサービスです。

精密測位サービス（PPS）
標準測位サービス（SPS）
PPSレシーバー*は、2つの信号L〜1〜およびL〜2〜でC/AコードとPコードの両方を追跡し続けます。 Yコードは、Pコードを取得するために受信側で解読されます。
SPS受信機*は、信号のC/Aコード、L〜1〜のみを追跡し続けます。

GPSシステムでは、衛星からユーザーへの一方向の送信のみが存在します。したがって、個々のユーザーは送信機を必要とせず、* GPS受信機*のみを必要とします。主にオブジェクトの正確な位置を見つけるために使用されます。このタスクは、衛星から受信した信号を使用して実行されます。

GPS受信機の*ブロック図*を下の図に示します。

GPS受信機に存在する各ブロックの機能は以下に記載されています。

*受信アンテナ*は衛星信号を受信します。主に、円偏波アンテナです。
低雑音増幅器（LNA）は弱い受信信号を増幅します
*ダウンコンバータ*は、受信信号の周波数を中間周波数（IF）信号に変換します。
* IFアンプ*は、中間周波数（IF）信号を増幅します。
ADC は、IF増幅器からデジタルに取得されるアナログ信号の変換を実行します。 ADC（Analog to Digital Converter）にもサンプリングおよび量子化ブロックが存在すると仮定します。
DSP （デジタルシグナルプロセッサ）は、C/Aコードを生成します。
*マイクロプロセッサ*は、位置の計算を実行し、他のデジタルブロックの動作を制御するためにタイミング信号を提供します。画面に表示するために、有用な情報を表示ユニットに送信します。