地理位置情報
GPSを使用した地理位置情報の原理

ジオポジショニングとは、物体または人物の地理的な位置を決定または推定するプロセスです。 [ 1 ]ジオポジショニングでは、特定の地図データにおける地理座標（緯度や経度など） のセットが算出されます。地理的位置は、線形参照による距離として、または既知のランドマークからの方位と範囲として、間接的に表現されることもあります。結果として得られるジオポジションはジオロケーションと呼ばれることもあり、ジオポジショニングのプロセスはジオローカリゼーションと呼ばれることもあります。また、位置は、住所など、よりわかりやすい場所を特定するために使用できます（逆ジオコーディングを参照）。

具体的な例としては次のようなものがあります:

ジオフェンシング

ジオフェンシングは仮想的な地理的境界（ジオフェンス）を作成し、デバイスが特定のエリアに入ったり出たりしたときにソフトウェアが応答をトリガーできるようにします。[ 3 ] ジオポジショニングはジオフェンシングの前提条件です。

背景

地理測位では、位置線や位置円、天体航法、無線航法、無線および WiFi 測位システム、衛星航法システムの使用など、さまざまな視覚的および電子的な方法が使用されます。

この計算には、位置が既知の基準点までの距離または角度の測定または観測が必要です。2次元測量では、3つの基準点の観測で2次元平面上の位置を計算できます。実際には、観測は距離や角度の測定に影響を与える様々な物理的要因や気象要因に起因する誤差の影響を受けます。[ 4 ]

位置決定の実際的な例としては、船舶が海岸沿いに設置された3 台の灯台で方位測定を行うことが挙げられます。これらの測定は、手持ち方位コンパスを使用して視覚的に行うことも、視界が悪い場合はレーダーまたは無線方向探知を使用して電子的に行うこともできます。すべての物理的観測は誤差の影響を受けるため、結果として得られる位置決定も不正確になる可能性があります。理論上は 2 本の位置線 (LOP) で点を定義できますが、実際にはより多くの LOP を「横断」することで、特に線が互いに適切な角度で交差している場合は、精度と信頼性が向上します。3 つの LOP は、実用的な航行決定の最小値と考えられています。[ 5 ]海図に描かれた 3 つの LOP は、一般に「三角帽子」と呼ばれる三角形を形成します。航海士は、角度が正三角形に近い小さな三角帽子によって形成される位置決定に対して、より信頼を置くことができます。[ 6 ]位置決定の周囲の疑わしい領域は、誤差楕円と呼ばれます。誤差を最小限に抑えるため、電子航法システムでは通常、位置の算出に3つ以上の参照点を用いてデータの冗長性を高めます。冗長な参照点が追加されるほど、位置の精度は向上し、結果として生じる誤差楕円の面積は減少します。[ 7 ]

3 つの参照点を使用して位置を計算するプロセスは三辺測量と呼ばれ、3 点を超える場合は多辺測量と呼ばれます。

複数の観測データを組み合わせて位置を求めることは、連立一次方程式を解くことと同等です。ナビゲーションシステムは、最小二乗法などの回帰アルゴリズムを用いて3次元空間における位置を求めます。これは、既知の軌道に沿って地球を周回する4基以上のGPS衛星までの距離測定値を組み合わせることで最も一般的に行われます。 [ 8 ]

海図にプロットされた3つの方位による視覚的な位置特定

位置測定の結果は位置測定( PF )、または単に位置測定と呼ばれ、外部基準点を基準とした測定から得られた位置です。 [ 9 ]海上航行において、この用語は通常、交差する視覚または無線位置線などの手動または視覚的な技術で使用され、 GPSなどのより自動化された正確な電子的方法で使用されることはありません。航空においては、電子航行補助装置の使用がより一般的です。視覚による位置測定は、方位指示器付きの照準器を使用して行うことができます。位置がわかっている2つ以上の物体を視認し、方位を記録します。次に、視認された物体の位置を通る方位線を海図に描きます。これらの線の交点が船舶の現在位置です。

通常、位置測位は、2本以上の位置線が任意の時点で交差する地点で行われます。3本の位置線を取得できる場合、3本の線が同じ点で交差せず三角形を形成する「三角帽子」が、航海士に精度の指標となります。最も正確な位置測位は、位置線が互いに直交しているときに得られます。位置測位は、速度と針路の推定値に基づく推測航法による航法に不可欠な要素です。位置測位は、航行中の実際の位置を確認します。基準点が正しく特定されていない場合、または不正確に測定されている場合、位置測位によって不正確さが生じる可能性があります。

屋内地理位置情報

ジオポジショニング（測位）は、全地球測位システム（GPSなどを用いた屋外測位）と屋内測位システムの両方を指します。屋内測位システムとは、衛星GPSが利用できず、屋内で測位プロセスを行わなければならない状況を指します。屋内測位、追跡、および位置特定には、特定のニーズや環境特性に応じて、さまざまな技術が利用可能です。[ 10 ]

参照

参考文献

  1. ^ "geopositioning" . ISO/TC 211 Geolexica . 2020年6月2日. 2020年8月31日閲覧。
  2. ^ Keating, JB; 米国土地管理局 (1993).資源管理のための地理位置選定ガイド. BLM技術ノート. 土地管理局. p. 5. 2020年8月31日閲覧。
  3. ^ 「ジオフェンシングとは何か、どのように使われるのか？ – TechTargetの定義」WhatIs . 2024年9月10日閲覧。
  4. ^ B. ホフマン＝ヴェレンホフ; K.レガット; M. ヴィーザー (2011 年 6 月 28 日)。ナビゲーション: ポジショニングとガイダンスの原則。シュプリンガーのサイエンス＆ビジネスメディア。ISBN 978-3-7091-6078-7。
  5. ^ Gentile, C.; Alsindi, N.; Raulefs, R.; Teolis, C. (2012).地理位置情報技術：原理と応用. Springer New York. ISBN 978-1-4614-1836-8. 2020年8月31日閲覧。
  6. ^ Progri, I. (2011). RF信号の地理位置情報：原理とシミュレーション. Springer New York. ISBN 978-1-4419-7952-0. 2020年8月31日閲覧。
  7. ^ Nait-Sidi-Moh, A.; Bakhouya, M.; Gaber, J.; Wack, M. (2013).ジオポジショニングとモビリティ. ISTE. Wiley. p. 71. ISBN 978-1-118-74368-3. 2020年8月31日閲覧。
  8. ^ローリー・テトリー、デイヴィッド・カルカット（2007年6月7日）『電子航法システム』ラウトレッジ、9～9頁。ISBN 978-1-136-40725-3。
  9. ^ Zamir, AR; Hakeem, A.; Van Gool, L.; Shah, M.; Szeliski, R. (2016).大規模視覚地理位置特定. コンピュータビジョンとパターン認識の進歩（ルーマニア語）. Springer International Publishing. ISBN 978-3-319-25781-5. 2020年8月31日閲覧。
  10. ^ブレナ、ラモン F.ガルシア＝バスケス、フアン・パブロ。ガルバン＝テハダ、カルロス E.ムニョス・ロドリゲス、デイビッド。バルガス・ロザレス、セザール。ジェームズ・ファングマイヤー (2017)。「屋内測位技術の進化: 調査」。センサージャーナル。2017 : 1–21 .土井: 10.1155/2017/2630413。hdl : 11285/630311。ISSN 1687-725X。 

さらに読む

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