２．９ GPS使用の実際 ・ 船舶に設置されているものは通常問題ない． ハンディGPSなどは注意が必要 12NInst:02-49 ・ 衛星画面が表示されるものが多いので，受信状態（受信衛星数， 信号強度等）を確認． 緯度経度が表示されるまで数分かかる ・ メニュー画面等で設定をする メニュー画面等で設定をする （測地系 ・・・ 利用するシステム（地図）等にあわせる， ディファレンシャルやWAAS等の使用の有無， 表示単位 oo度oo分oo秒 や oo度oo.ooo分 出力インターフェイス，データの種類 ・・・ 他の計器へ出力 する場合 等） ２．１０ GPS時間
（TAI） International Atomic Time：IAT
（TAIは仏語の略） 世界で動作している複数の原子時計の時刻の平均 1955年から運用 02-50 1958年1月1日0時0分0秒（UT2） ＝ 1958年1月1日0時0分0秒（TAI） ※UT2：旧協定世界時 1972年1月1日から協定世界時（UTC）の基礎となる国際標準 UTC ＝ TAI － 10秒 地球の自転速度にわずかな不規則性 → 太陽時とのずれ の採用 （1秒のずれを修正）
うるう秒 UT1： 地球の自転に基づいて決められる世界共通の時刻系 UTCはUT1と0.9秒以上ずれないようにする ず 02-51 UT1は少しずつ遅くなっているのでTAIとの間で差が生じる → うるう秒 の実施 正のうるう秒 ・・・ UTCの方がTAIより 1972年6月～2012年6月に25回（25秒遅れ） 現在 UTC TAI 35秒 現在 UTC ＝ TAI － 35秒 （1972年に10秒遅れていたので －10 －25 ＝ －35） 負のうるう秒 ・・・ UTCの方がTAIより 現在までに実施されたことはない GPS時間 ： 1980年1月6日に GPSシステム時間 ＝ UT（TAI ー 19） とした． 02-52 → 2012年7月現在，UTCより 16秒 進んでいる （1980年1月以降，16回うるう秒があったため） 衛星からの航法メッセージに UTC と GPSシステム時間 の差の 値が含まれているので 受信機で表示したりインタ フ イスから 値が含まれているので，受信機で表示したりインターフェイスから 外部へ出力するデータではUTCに変換された時刻の値が用いられる．
グレゴリオ暦とユリウス暦（修正ユリウス暦） ： 紀元前4713年1月1日正午 から数えた平均太陽日 ： ユリウス日から 2,400,000.5日 引いた値 02-53 GPS時間のはじまり 1980年1月1日0時0分0秒は ユリウス日 2,444,244.5 （修正ユリウス日 44,244.0 ） JDをユリウス日とすると GPSの週番号（WN）は JDをユリウス日とすると GPSの週番号（WN）は WN ＝ INT [ (JD － 2444244.5) ／ 7 ] で計算できる（INT[]は切り捨てによる整数化） ２．１１ その他の測位システム ・・・ EUを中心に開発が進めれられている ・当初，民間が主体 → 公的資金・有料の予定？ ・高度約24,000km に 30機の衛星 02-54 ・・・ 日本が独自に開発 ・GPSやガリレオと組み合わせて高精度の測位を行うもの ・準天頂衛星「みちびき」（最初の衛星）： 2010年9月12日打ち上げ ・衛星1 機 → 3 機 体制を計画 ・アジア，オセアニアをカバーする予定
２．１２ GPSコンパス ある距離をおいて設置した2つのアンテナで同時にGPSの電波を受 信し，その から２つのアンテナの位置関係（ベクト ル）を求める． 12NInst:02-55 ベクトル（方向と長さ）が求まるので が計測できる． アンテナを ２組 用いるものと ３組 用いるものがある． （３組用いれば，１つを基準として２つのベクトルが求まる） 特徴： 特徴 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 02-56
電波の到来方向 GPS衛星 方位計算の原理 ２つのアンテナの設置距離L1 電波の到来方向と船首方向 のなす角度θ 船首方向 電波の行程差L2 （位相差から時間差を計算し 距離を算出） のなす角度θ 基線ベクトル 電波の行程差L2 （位相差から時間差を計算し距離を算出） アンテナ１ ここで受信 02-58 アンテナ２ t φ1 φ2 位相差 ↓ （周波数より） ここで受信 t φ2 ↓ （電波の速度より）
２．１３ データ転送フォーマット (NMEA-0183) NMEA-0183により，航海計器で計測したデータを他の機器に転送 （通信）するための出力データフォーマット（書式）を規定している． （ NMEA ： ） 02-59 ○ NMEA-0183 ・ で情報機器と接続 （最近は を用いる場合もある） ・転送速度： が標準 （AIS は が標準） データビット 8 ビット パリティなし， ストップビット： 1 ビット フォーマット： ASCII テキスト トーカ（talker ID）： GP ： GPS 受信機
HE ： Heading - North Seeking Gyro （ジャイロコンパス） RA ： RADAR and/or TT(ARPA) （レーダ）
VD ： Velocity Sensor, Doppler, other/general （ドップラー等）
AI ： AIS
02-60
センテンス（setence）： 主にＧＰＳ関係のものを抜粋
GGA ： Global Positioning System Fix Data
GLL ： Geographic Position, Latitude and Longitude RMC ： Recommended Minimum Specific GNSS Data VTG ： Course Over Ground and Ground Speed
AI ： AIS
VTG ： Course Over Ground and Ground Speed ZDA ： Time & Date
（例）
$GPGGA ,121945,3443.132,N,13517.406,E,1,07,03.7,00081,M,0000,M,,*71
$GPGGA,121945,3443.132,N,13517.406,E,1,07,03.7,00081,M,0000,M,,*71 $GPGLL,3443.13,N,13517.40,E*6C $GPRMC,121945,A,3443.132,N,13517.406,E,000.9,261.3,09122001,,*12 $GPVTG,261.3,T,,,000.9,N,001.7,K,*08 $GPZDA,121945,09,12,2001,,*4B データの例： GPS 12NInst:02-61 $GPGSV,2,1,07,29,05,042,08,20,64,070,40,28,53,223,46,04,26,267,29*7B $GPGSV,2,2,07,02,36,195,34,07,48,318,37,11,31,060,39,,,,*48 $GPGGA,121947,3443.132,N,13517.406,E,1,07,03.7,00081,M,0000,M,,*73 $GPGLL,3443.13,N,13517.40,E*6C $GPRMC,121947,A,3443.132,N,13517.406,E,000.8,261.3,09122001,,*11 $GPVTG,261.3,T,,,000.8,N,001.4,K,*0A $GPZDA,121947,09,12,2001,,*49 $GPGSA A 3 29 20 28 04 02 07 11 00 0 03 7 *1A $GPGSA,A,3,29,20,28,04,02,07,11,,,,,,,,,,00.0,03.7, 1A $GPGGA,121948,3443.132,N,13517.406,E,1,07,03.7,00081,M,0000,M,,*7C $GPGLL,3443.13,N,13517.40,E*6C トーカ： GP = GPS センテンス： GGA，GLL，ZDA 等 データの例： AIS !AIVDM,1,1,,B,16KDPCP0009cnwhClIF6T7800L2a,0*27 !AIVDM,1,1,,B,16KDRGh02=acSbRCjcPI97H02@00,0*59 !AIVDM,1,1,,B,36K2;u001uaat:nClEU6uUIn00rQ,0*5E !AIVDM,1,1,,A,14arJ00P039c16lCnM5Fcgwl04cd,0*17 !AIVDM 1 1 A 16K2:Cg0019c4v@Cn?pqqH@20H0? 0*00 02-62 !AIVDM,1,1,,A,16K2:Cg0019c4v@Cn?pqqH@20H0?,0*00 !AIVDM,1,1,,B,16KJTf@P21a`sdpCi8>qfOv224h0,0*0A 6 ビット符号化されたメッセージデータ トーカ： AI = AIS センテンス： VDM = VHF data-link Message
○GPS のセンテンス
GGA － Global Positioning System Fix Data
GLL － Geographic Position, Latitude and Longitude GSA － GNSS DOP and Active Satellites
RMC － Recommended Minimum Specific GNSS Data
02-63
p
VTG － Course Over Ground and Ground Speed ZDA － Time & Date
GGA - Global Positioning System Fix Data
Time, Position and fix related data for a GPS receiver.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | 12 13 14 15 | | | | | | | | | | | | | | |
$--GGA,hhmmss.ss,llll.ll,a,yyyyy.yy,a,x,xx,x.x,x.x,M,x.x,M,x.x,xxxx*hh<CR><LF> 1) Universal Time Coordinated (UTC)
2) Latitude 3) N or S (North or South) 02-64 3) N or S (North or South) 4) Longitude 5) E or W (East or West)
6) GPS Quality Indicator, 0 - fix not available, 1 - GPS fix, 2 - Differential GPS fix(values above 2 are 2.3 features)
3 = PPS fix 4 = Real Time Kinematic 5 = Float RTK
6 = estimated (dead reckoning) 7 = Manual input mode 8 = Simulation mode 7) Number of satellites in view, 00 - 12
8) Horizontal Dilution of precision (meters)
9) Antenna Altitude above/below mean-sea-level (geoid) (in meters) )
10) Units of antenna altitude, meters
11) Geoidal separation, the difference between the WGS-84 earth ellipsoid and mean-sea-level (geoid), "-" means mean-sea-level below ellipsoid
12) Units of geoidal separation, meters
13) Age of differential GPS data, time in seconds since last SC104 type 1 or 9 update, null field when DGPS is not used
14) Differential reference station ID, 0000-1023 15) Checksum
（例）
GGA,123519,4807.038,N,01131.324,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M, , *42 123519 Fix taken at 12:35:19 UTC
4807.038,N Latitude 48 deg 07.038' N 01131.324,E Longitude 11 deg 31.324' E
1 Fi li 0 i lid
02-65
1 Fix quality: 0 = invalid 1 = GPS fix 2 = DGPS fix
08 Number of satellites being tracked 0.9 Horizontal dilution of position
545.4,M Altitude, Metres, above mean sea level 46.9,M Height of geoid (mean sea level) above WGS84
ellipsoidps
(empty field) time in seconds since last DGPS update (empty field) DGPS station ID number
*42 mandatory checksum
GLL - Geographic Position - Latitude/Longitude 1 2 3 4 5 6 7 8 | | | | | | | | $--GLL,llll.ll,a,yyyyy.yy,a,hhmmss.ss,a,m,*hh<CR><LF> Field Number: 1) Latitude ) ( h h) 02-66 2) N or S (North or South) 3) Longitude 4) E or W (East or West)
5) Universal Time Coordinated (UTC) 6) Status A - Data Valid, V - Data Invalid 7) FAA mode indicator (NMEA 2.3 and later) 8) Checksum
（例）
GLL,4916.45,N,12311.12,W,225444,A
4916.46,N Latitude 49 deg. 16.45 min. North 12311.12,W Longitude 123 deg. 11.12 min. West 225444 Fix taken at 22:54:44 UTC
A Data valid
12NInst:02-67
RMC - Recommended Minimum Navigation Information
12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11| 13 | | | | | | | | | | | | | $--RMC,hhmmss.ss,A,llll.ll,a,yyyyy.yy,a,x.x,x.x,xxxx,x.x,a,m,*hh<CR><LF> Field Number: 1) UTC Time 02-68
2) Status, V=Navigation receiver warning A=Valid 3) Latitude
4) N or S 5) Longitude 6) E or W
7) Speed over ground, knots 8) Track made good, degrees true 9) Date, ddmmyy
) i i i d
10) Magnetic Variation, degrees 11) E or W
12) FAA mode indicator (NMEA 2.3 and later) 13) Checksum
（例）
RMC,225446,A,4916.45,N,12311.12,W,000.5,054.7,191194,020.3,E*68 225446 Time of fix 22:54:46 UTC
A Navigation receiver warning A = OK, V = warning 4916.45,N Latitude 49 deg. 16.45 min North
12311.12,W Longitude 123 deg. 11.12 min West
000 5 S d d K
02-69
000.5 Speed over ground, Knots 054.7 Course Made Good, True
191194 Date of fix 19 November 1994 020.3,E Magnetic variation 20.3 deg East *68 mandatory checksum
VTG - Track made good and Ground speed 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | | | | | | | | | | $--VTG,x.x,T,x.x,M,x.x,N,x.x,K,m,*hh<CR><LF> Field Number: 1) Track Degrees 02-70 g 2) T = True 3) Track Degrees 4) M = Magnetic 5) Speed Knots 6) N = Knots
7) Speed Kilometers Per Hour 8) K = Kilometers Per Hour
9) FAA mode indicator (NMEA 2.3 and later)
) h k
（例）
VTG,054.7,T,034.4,M,005.5,N,010.2,K
054.7,T True track made good 034.4,M Magnetic track made good 005.5,N Ground speed, knots
010.2,K Ground speed, Kilometers per hour
02-71
ZDA - Time & Date - UTC, day, month, year and local time zone 1 2 3 4 5 6 7
| | | | | | |
$--ZDA,hhmmss.ss,xx,xx,xxxx,xx,xx*hh<CR><LF> Field Number:
1) UTC time (hours, minutes, seconds, may have fractional subsecond)
02-72
, , , y
2) Day, 01 to 31 3) Month, 01 to 12 4) Year (4 digits)
5) Local zone description, 00 to +- 13 hours
6) Local zone minutes description, apply same sign as local hours 7) Checksum
（例） ZDA,121945,09,12,2001,,*4B 121945 12h 19m 45s 09 Day 09 12 Month 12 2001 Year 2001 12NInst:02-73
