iPhoneの電波通信とGPSの仕組み


[公開日:2019/10/18]

人類が電波を利用するようになったのは約120年前からです。 

電波とはもともと自然界に有るもので、雷や太陽、宇宙空間からも電波が発せられています。音や光に似たイメージのものですが、宇宙などの真空や水中でも電波を飛ばすことができます。伝わる速さは光と一緒の速さとなります。

 

性質は様々で、電気を通しにくい木やガラスなどは通り抜けることができ、電気を通しやすいものには反射されてしまいます。他には、地球上層にある電離層で反射しやすい電波や、雨や水蒸気に吸収されやすい電波などもあります。

それらの特徴に応じて、インターネット通信やテレビ放送、GPSや気象レーダー、スマートフォンなどで広く利用されています。

映像や音声を電波というかたちで発射することが出来るため、私たちは携帯電話・テレビ・ラジオでそれらを当たり前に利用することができています。

携帯電話での電波利用。

ラジオやポケベルなどで利用されるようになった電波ですが、自動車に搭載されていた電話が発展し、後に「ショルダーフォン(肩掛け型携帯電話機)」という形で初めて携帯電話が登場しました。

 

今では動画やゲームなどの大容量コンテンツを、高速データ通信で楽しめるまで進化し小型化されました。たとえ移動中であっても自動的に近くの携帯電話基地局と通信して、いつでもどこでも通話や電子メールを利用することができるようになっています。

 

最近ではGPSを利用した位置情報ゲーム「ポケモンGO」「ドラゴンクエストウォーク」が流行っていますが、このGPSも電波を使って通信しています。

ポケモンGOでGPSがブレる理由。

GPS(グローバル・ポジショニング・システムの略)とは、アメリカが運用している「全地球衛星測位システム」のことです。

地球のまわりには約30個あまりの人工衛星が、上空約2万キロメートルのところを飛んでいます。これは地上のどこにいても必ず4個以上の衛星があるような仕組みとなっています。何故なら、これら最低4機の衛星との電波のやり取りの時間差で、3次元空間の自分の位置を計算しているからです。

また信号を受信できる衛星の数が多いほど測位の精度は高くなります。原っぱや山頂など空が広く見える場所は精度が高い傾向にあり、ビルの谷間などは電波が反射して精度が低い場合があります。

 

ある日ポケモンGOで、自分のアバターが突然300メートル先の地点へパッと移動したときがあり大変驚きました。20秒ほど待つと、すごい勢いで戻って来ました。上記の理由により計算に誤差が出てしまったと推測されます。 

センチ単位での位置の割り出しは難しく、電波状況の良い地点でも、3~5メートルぐらいの誤差はどうしても出てしまうようです。

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