GPS携帯の仕組みをお教え下さい。

質問

皆様、大変御世話になっております。皆様のお陰で、かなり解るようになりました。誠に申しわけないのですが、下記どうか教えて下さい。
１．http://www.indsys.chuo-u.ac.jp/wise/report/2008/06/080605.html
ネットワークベース方式にはAOAを利用したもの、TDOAを利用したものがあります。AOAを利用する方法とは複数基地局から端末に向けたビーム(セクタ)の角度で位置推定を行うというものなので、あまり正確ではありません。TDOAを利用する方法は、複数基地局から電波が端末に到達する時間を測定して位置推定をします。。他方、端末ベース方式はGPSを利用したものです。こちらの方が精度は高いです。更に速度を高め、高精度を維持するために開発されたのがハイブリッド方式のgpsOneを利用した位置特定です。ハイブリッドというのはTDOAとGPSを組み合わせ、都市環境やインドア環境ではネットワークベース、郊外環境で端末ベース方式を採用するという使い分けを行います。gpsOneの大きな特徴は、主に2つあります。１つはSnapTrack方式に基づき基地局から適切な情報を端末に提供し、衛星捕捉を極めて容易に実施することで、これにより衛星を捕捉してから諸情報を得る場合より大幅に時間が短縮できます。もう１つは、待ちうけパラメータを決め打ちしてCorrelationを行うことができ、そのために捕捉最低感度が大幅に向上（最大約20dB）したことが挙げられます。
ご質問１．AOA、TDOA、ビーム(セクタ)、SnapTrack方式にを決め打ちしてCorrelationを行う、パラメータ、、とcdmaOneはどのようなものでしょうか？？
２、http://plusd.itmedia.co.jp/mobile/news/0110/04/gps.html
通常GPSを使った位置の測位は，屋外でGPS衛星を3つ以上捕捉する必要がある。しかしgpsOneでは屋内など，十分に衛星が捕捉できない状況でも測位が可能になっている。（別紙参照願います）
ご質問２；このリファナンスアンテナとは、どのような役割をはたしているのでしょうか？？また、ＡＦＬＴのと言うのは、通常の電波でしょうか？？まったく別のものでしょうか？？是非お教え下さい。

回答No.1

semikuma · ベストアンサー

何を聞きたいのか良くわかりませんが、それぞれの言葉の意味なら次の通りです。
・CDMA：code division multiple access
端末ごとに異なる符合で音声信号を拡散して(一種の暗号化して)多数の加入者の音声を一つの電波に乗せる技術の一つです。
端末で同じ符号を掛けて復号することで、ユーザには自分が通話している相手の声だけが聞こえます。
日本ではKDDIがCdmaOne方式を使用し、ドコモとソフトバンクはWideband-CDMA方式を使用します。
・ビーム(セクタ)：
CDMAに限らず携帯電話では、1つの基地局アンテナがカバーするエリアが広いので、効率化のためにエリアを複数のセクタに分割し、それぞれの方向に電波をビーム状に飛ばします。
・AOA：Angle Of Arrival
電波の到達する角度から位置を策定する方式。
小学校で、直線上の2点から分度器である角度に線を引いて、交わる点を求めたことがあるでしょ。
土地の測量でも同じことをしています。
・TDOA：Time Difference Of Arrival
電波の到達する時間差から位置を測定する方式。
これも中学の理科か、高校の地学で、地震の震源を出す実習をしたのとおんなじ。
・SnapTrack方式：
SnapTrack社が開発した位置決め方式のようです。
中身は、あなたが書いた以上のことは分かりません。
・待ちうけパラメータを決め打ちしてCorrelationを行う
想像ですが、SnapTrack方式を行うときには、時間差などの様々なパラメータを調整して何度も同じ計算を繰り返して位置を割り出すのでしょうが、あらゆるパラメータについて計算していては日が暮れてしまうので、端末で受信したデータである程度決め打ちして計算するのでしょう。
・ＡＦＬＴ：Advanced Forward Link Torilateration
前回の質問では、基地局から同期信号を送るという回答だったのでこういう疑問を持たれたのでしょうが、ちょっと違います。
「cdmaOneの各基地局に設置されているGPSアンテナを衛星に見立て位置を計測する方式」だそうです。
http://plusd.itmedia.co.jp/mobile/0301/16/n_vsgps_2.html?print
私はこれもちょっと違うような気がします。
CDMAでは前に書いたように符号で拡散しますが、符号同士は時間が高精度に合っている必要があります。
この符号をGPSの時間情報代わりに使用するものと思われます。
http://books.google.co.jp/books?id=CCQQUvczrb0C&pg=PA61&lpg=PA61&dq=cdmaOne+aflt%E3%81%A8%E3%81%AF&source=bl&ots=HjiZEtBuO8&sig=pDSDFYk5_Y6xpuPFCoivApKvfdg&hl=ja&ei=zlGZSpCuBo2PkQXIhL2rAg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=10
・リファナンスアンテナ：
ＡＦＬＴを行うために、拡散符号とGPS電波の時刻情報を比較するものと思われます。
(つまり、GPSの時計とAFLTサーバの時計を合わせるもの。)
言うまでもなく、GPS電波には時刻情報が乗っており、3つ以上のGPS衛星からの電波の到達時間の差で位置を割り出すのがGPSの基本です。

参考URL：

http://www.qualcomm.co.jp/common/documents/articles/WEB_Vol_03_Oct1999.pdf

お礼

semikuma様、ご丁寧かつ非常に判り安い回答、誠に有難う御座いました。急にこの種の事をしなければ、ならなくなり、皆様の資料とネットと、携帯会社等に聞いても、上記の意味する所が想像も出来ませんでした。お蔭で、ほぼ理解出来ました。誠に有難う御座いました。地獄で仏様に会った気分です。本当に有難う御座いました。深謝致致します。
ただ、聞き逃した点が、４点ほどあり、是非お教え下さい。お願い致します。AA。捕捉最低感度が大幅に向上（最大約20dB）この20dBとは、どの程度の向上なんでしょうか？？そもそも20dBとは、どのような単位なんでしょうか？？ネット等で見るとまったく違う意味が記載されているのですが？？BBB。携帯会社以外の位置サービスどこネット(http://dkne.jp/>は、三菱のPHONEGPSは、実際携帯会社でもないのにどうして位置検索しているのでしょうか？？CCC。GPSの仕組み等は理解したのですが、あの小さなナビ携帯で、具体的にどんなデータのやり取りをしているのでしょうか？？是非お教え下さい。またDDD。ソフトバンクの位置ナビについても、ご存知なら、お教え下さい。どうかくれぐれも宜しくお願い致します。ご回答、誠に有難う御座いました。今後ともどうか助けて下さい。

回答No.3

semikuma

正直、あなたの質問にはうんざりします。
先ず次のことを頭に叩き込んでください。
【GPSが携帯に搭載される以前から、位置情報サービスはありました。】
(私は持っていないけど)少なくともKDDIの携帯と、DDIポケット(現ウィルコム)のPHSには。
その方法は、前に書いたように、複数の基地局からの電波の強さから距離を推定し、地震の震源を出すようにして、端末の位置を割り出すものです。
多分、セクタ情報も併用していたでしょう。
当時も今も、携帯基地局よりもPHS基地局の数の方が圧倒的に多いので、PHSの方が遥かに精度が高いと言われたものです。
キャリアは当然、自分の基地局の位置は分かっているので、そこからどっちの方向に何kmかが分かれば、東経何度、北緯何度と位置が特定できるわけです。
(精度はともかく)。
ソフトバンクの位置精度が悪いと書いてあるのは、基地局の数が圧倒的に少ないからでしょう。
(以上、回答A-1)

だからこの位置情報が分かれば、後は地図に表示させるソフトを作る(スクリプトを書く)だけです。
質問Cは、【位置情報を取得する方法】と明記してあります。
またこの情報を連続して記録していけば、軌跡も追跡できるでしょ。<回答B

基地局の位置はテロ対策上極秘情報ですが、端末の位置情報も高度なプライバシー情報なので、契約者以外には絶対に教えません。
端末の位置情報が分かるのは、基本的にその端末を持っている人だけです。
(今は、親子など特定の契約者に位置を知らせるサービスもあるけど。)
この点、私はよく理解していませんでしたが(何しろ使ったことがないので)、INTLINSIDE様の回答を見てやっと理解しました。
要するに相手にリンクをクリックさせることで、同時に相手の位置情報も取得してしまうわけですね。<回答A-2

お礼

semikuma様
ご丁寧なご回答、誠に有難うございました。semikuma様及び皆様のお陰で、ほぼＧＯＳナビの仕組み等は理解出来ました。
誠に有難う御座いました。またsemikuma様には、非常に不愉快な思いをさせ、深くお詫び申し上げます。
当方、まったく知らないもので、本当にご迷惑をおかけ致しました。
今後とも、どうかよろしくご指導賜れますよう。宜しくお願い致します。どうも有難う御座いました。

回答No.2

semikuma

・dB(デシベル)
簡単に言うと、「電力の比の対数をとった10倍」です。
冒頭のd(デシ)は、本来は"デシリットル"と同じく1/10を表すため、「10倍」がつきます。
しかしB(ベル)単独で使われることはほとんどなく、dBで一つの単位のように扱われます。
対数の底は10であるため、「電力が何桁変わったか」という単位だと思えばよいでしょう。
20dBなら、20の1/10で2桁、つまり感度が100倍になったということです。

・その他
私はあまり詳しくありませんが、GPSはカーナビにも使われているように、本来は「端末単独」(端末ベース)で使用するものです。
単独といっても、前に書いたように3個以上の衛星からの電波をキャッチできる必要がありますが、その到達時間の差、つまりTDOA方式で位置を割り出します。
屋内やビルの谷間などでそれができないときに、ネットワークを利用します。

携帯電話は、ダイヤルされたときにすぐ呼び出されるように、今どこの基地局のどのセクタにいるかという情報を、端末と基地局との間で常にやり取りしています。
端末にGPSが搭載される前は、基地局からの電波の強さとセクタ情報から大まかな位置情報を出していたと聞いています。
従って、位置制度はあまり高くありません。
今も、GPS電波が3個以上受信できないときは同じでしょうが、KDDIはこれを独自の方式で高精度化したものと思われます。
もちろんGPSが利用できるときは、高い精度の位置情報を、端末から基地局に送っているのでしょうね。

どこネットは初めて知りましたが、多分メールアドレスを元として、基地局にその端末の位置情報を問い合わせているのでしょう。
三菱のPHONEGPSは、端末の位置情報を記録し表示するソフトウェアのようです。

お礼

semikuma様、またまた、ご丁寧かつ非常に判り安い回答、誠に有難う御座いました。お蔭で、ほぼ理解出来ました。誠に有難う御座いました。それにしても、貴殿の能力の高さと判りやすい説明には、尊敬します。本当に有難う御座いました。深謝する次第です。
ただ、３点当方の説明不足で申し訳ありません。下記是非教えて下さい。携帯会社以外の位置サービスどこネット(http://dkne.jp/>について、三菱のPHONEGPS、当然携帯会社の「基地局とか電波は一切使用しない」ことだと思うのです。ご質問Ａ、これは、GPS携帯のみが出来るサービスとして考えれば、いいのでしょうか？？ところがＧＰＳ携帯以外でも、実際検索できるのです。携帯会社の情報なしで、どうして測位情報が入手できるか（携帯会社に確認し済み）この仕組みを教えて欲しいですが。
ご質問Ｂ、三菱のPHONEGPSのように、連続に追跡できるのかどのような仕組みになっているのかをご存知なら、是非お教え下さい。
　09/07/12 05:19 INTLINSIDE様に教えて、頂いたのですが、位置情報は、各社手軽に利用できるようになっているみたいです。URL等の変換処理さえ行えば、座標指定できる地図サイトならどんな地図でも利用できるという事になります。ちょっとしたスクリプトで実現可能ということになりますね。ご質問Ｃ：下記は、携帯機に地図画面を表示させる方法、簡単に言うと、地図情報を携帯電話に反映させるための手段方法と考えていいでしょうか？　http://memorva.jp/memo/mobile/gps.php
どうかくれぐれも宜しくお願い致します。どうか助けて下さい。お願い致します。