Last Update 2024/04/09
測位原理,受信データの詳細から応用製作まで
GPSのしくみと応用技術
A5判 248ページ
定価2,640円(税込)
JAN9784789845458
2009年11月1日発行
好評発売中！
従来，船舶やカー・ナビゲーションなど，限られたアプリケーションに組み込まれていたGPS(Global Positioning System)は，2000年5月以降，測位精度が大きく向上し，携帯電話にまで搭載されるようになりました．最近では，建設機械の自動運転やドライブ・レコーダにも利用されています．地球の上空2万kmには約30基のGPS衛星が飛行しており，正確かつ同期した時刻情報を送信しています．この衛星電波をGPSレシーバで受信し，各種の演算処理を施すことで，地球上における現在置や時刻を得ることができます．GPS機能を組み込むのは難しいことではありません．標準的なインターフェースをもつ市販の受信モジュールをワンチップ・マイコンなどで制御するだけです． 本書は，米国が軍用として開発した地球規模の巨大システム「GPS」の測位のしくみと市販モジュールの活用事例を解説するものです．高精度な標準時間を維持するしくみや測位のメカニズムだけでなく，レシーバを構成するハードウェア，受信データの詳細，さらに市販モジュールを使ったGPS機能の組み込み事例まで，具体的に解説します．
目次
Introduction GPSの応用
1 GPSとは
2 GPSの応用
3 進化するGPS受信機
第1章 なぜ地球上の自分の位置がわかるのか？
1-1 システム全体の概要
1-2 測位のしくみ
1-3 受信機が衛星の位置と距離を求めるしかけ
1-4 GPS衛星の軌道情報を得る
Appendix 高精度高安定のGPS周波数発生器
第2章 GPS受信機のハードウェア
2-1 受信機のブロック図
2-2 アンテナ
2-3 RFブロック
2-4 ベースバンド・ブロック
Appendix A GPS受信機の標準的な通信フォーマット「NMEA」
Appendix B 小型化するGPS受信モジュール
第3章 受信データの中身と現在地の算出方法
3-1 GPS受信データの復調
3-2 位置算出の方法
3-3 航法メッセージ・データの詳細
第4章 数mm〜数cmの高精度測位の方式とそのしくみ
4-1 GPSを使った高精度測位のコモンセンス
4-2 スタティック方式の測位のしくみ
4-3 高精度測位特有の課題
4-4 測位データの算出方法
4-5 GPS受信機が出力する共通の位相データ・フォーマットRINEX
Appendix GPS以外の人工衛星を使った測位システム
第5章 1GHz高感度フロントエンドの試作
5-1 低雑音増幅回路の試作
5-2 BPFの設計
第6章 GPS用アンテナの試作
6-1 電波の強さとアンテナの要件
6-2 アンテナの基礎知識とGPS用の特徴
6-3 GPS用薄型アンテナの試作
第7章 ノートPCを使った簡易ナビゲーションの試作
7-1 受信基板の製作
7-2 アンテナ一体形の受信モジュールを使用
第8章 GPSモジュールを高精度クロック源として利用する方法
8-1 GPSカウンタを作る
8-2 本器の性能を評価
8-3 本器のハードウェア
8-4 本器のソフトウェア
第9章 測位ロガーの製作とGoogleマップの活用法
9-1 製作したシステムの概要
9-2 位置情報の取得にはGPS受信機を利用
9-3 GPSロガーのハードウェア
9-4 GPSロガーの制御ソフトウェア
9-5 SDカードにデータを保存するには
9-6 Googleマップ上に移動ルートをシームレス表示
9-7 Google Maps APIを使ってみよう
9-8 Googleマップ上にロガ-の記録を表示する
9-9 Visual Basicによるhtmlソース・コードの自動作成
第10章 現在地と目的地を表示する誘導システムの製作
10-1 システムの構成
10-2 曲面データを平面に展開して2点間の距離を求める
10-3 PCを閉じたままもち運べるように補助ディスプレイを追加
Appendix GPSモジュールのメーカとキー・ワード
*本書の下記の章は，『トランジスタ技術』誌に掲載された記事を元に，加筆，再編集したものです．
Introduction
トランジスタ技術，2008年2月号，古野 直樹，特集 イントロダクション 広がるGPSアプリケーション
第1章
トランジスタ技術，2008年2月号，池田 平輔，特集 第1章 お話「GPS入門」
第1章Appendix
トランジスタ技術，2008年2月号，田中 清治，特集 Appendix 高精度高安定のGPS周波数発生器
トランジスタ技術，2008年2月号，池田 平輔，特集 イントロダクション コラム 衛星に搭載された周波数標準が精度を維持するしくみ
第2章
トランジスタ技術，2008年2月号，久山 敏史，特集 第2章 GPS受信機のハードウェア
第2章AppendixA
トランジスタ技術，2008年2月号，古野 直樹，特集 第2章コラム GPS受信機の標準的な通信フォーマット「NMEA」
第2章AppendixB
トランジスタ技術，2008年2月号，足穂 豊，特集 イントロダクション コラム 小型化するGPS受信モジュール
トランジスタ技術，2008年2月号，久山 敏史，特集 第2章コラム ワンチップ化するRF IC
第3章
トランジスタ技術，2008年2月号，小林 研一，特集 第3章 GPS衛星から送られてくるデータのフォーマット
第5章
トランジスタ技術，2008年4月号，市川 裕一/市川 古都美，1GHz高感度フロントエンドの試作
第7章
トランジスタ技術，2008年2月号，湯浅 明弘，特集 第5章 ノートPCを使った簡易ナビゲーションの製作
第9章
トランジスタ技術，2008年2月号，渡辺 明禎，特集 第4章 SDカード対応GPSロガーの製作
Introduction GPSの応用
1 GPSとは
2 GPSの応用
3 進化するGPS受信機
第1章 なぜ地球上の自分の位置がわかるのか？
1-1 システム全体の概要
1-2 測位のしくみ
1-3 受信機が衛星の位置と距離を求めるしかけ
1-4 GPS衛星の軌道情報を得る
Appendix 高精度高安定のGPS周波数発生器
第2章 GPS受信機のハードウェア
2-1 受信機のブロック図
2-2 アンテナ
2-3 RFブロック
2-4 ベースバンド・ブロック
Appendix A GPS受信機の標準的な通信フォーマット「NMEA」
Appendix B 小型化するGPS受信モジュール
第3章 受信データの中身と現在地の算出方法
3-1 GPS受信データの復調
3-2 位置算出の方法
3-3 航法メッセージ・データの詳細
第4章 数mm〜数cmの高精度測位の方式とそのしくみ
4-1 GPSを使った高精度測位のコモンセンス
4-2 スタティック方式の測位のしくみ
4-3 高精度測位特有の課題
4-4 測位データの算出方法
4-5 GPS受信機が出力する共通の位相データ・フォーマットRINEX
Appendix GPS以外の人工衛星を使った測位システム
第5章 1GHz高感度フロントエンドの試作
5-1 低雑音増幅回路の試作
5-2 BPFの設計
第6章 GPS用アンテナの試作
6-1 電波の強さとアンテナの要件
6-2 アンテナの基礎知識とGPS用の特徴
6-3 GPS用薄型アンテナの試作
第7章 ノートPCを使った簡易ナビゲーションの試作
7-1 受信基板の製作
7-2 アンテナ一体形の受信モジュールを使用
第8章 GPSモジュールを高精度クロック源として利用する方法
8-1 GPSカウンタを作る
8-2 本器の性能を評価
8-3 本器のハードウェア
8-4 本器のソフトウェア
第9章 測位ロガーの製作とGoogleマップの活用法
9-1 製作したシステムの概要
9-2 位置情報の取得にはGPS受信機を利用
9-3 GPSロガーのハードウェア
9-4 GPSロガーの制御ソフトウェア
9-5 SDカードにデータを保存するには
9-6 Googleマップ上に移動ルートをシームレス表示
9-7 Google Maps APIを使ってみよう
9-8 Googleマップ上にロガ-の記録を表示する
9-9 Visual Basicによるhtmlソース・コードの自動作成
第10章 現在地と目的地を表示する誘導システムの製作
10-1 システムの構成
10-2 曲面データを平面に展開して2点間の距離を求める
10-3 PCを閉じたままもち運べるように補助ディスプレイを追加
Appendix GPSモジュールのメーカとキー・ワード
*本書の下記の章は，『トランジスタ技術』誌に掲載された記事を元に，加筆，再編集したものです．
Introduction
トランジスタ技術，2008年2月号，古野 直樹，特集 イントロダクション 広がるGPSアプリケーション
第1章
トランジスタ技術，2008年2月号，池田 平輔，特集 第1章 お話「GPS入門」
第1章Appendix
トランジスタ技術，2008年2月号，田中 清治，特集 Appendix 高精度高安定のGPS周波数発生器
トランジスタ技術，2008年2月号，池田 平輔，特集 イントロダクション コラム 衛星に搭載された周波数標準が精度を維持するしくみ
第2章
トランジスタ技術，2008年2月号，久山 敏史，特集 第2章 GPS受信機のハードウェア
第2章AppendixA
トランジスタ技術，2008年2月号，古野 直樹，特集 第2章コラム GPS受信機の標準的な通信フォーマット「NMEA」
第2章AppendixB
トランジスタ技術，2008年2月号，足穂 豊，特集 イントロダクション コラム 小型化するGPS受信モジュール
トランジスタ技術，2008年2月号，久山 敏史，特集 第2章コラム ワンチップ化するRF IC
第3章
トランジスタ技術，2008年2月号，小林 研一，特集 第3章 GPS衛星から送られてくるデータのフォーマット
第5章
トランジスタ技術，2008年4月号，市川 裕一/市川 古都美，1GHz高感度フロントエンドの試作
第7章
トランジスタ技術，2008年2月号，湯浅 明弘，特集 第5章 ノートPCを使った簡易ナビゲーションの製作
第9章
トランジスタ技術，2008年2月号，渡辺 明禎，特集 第4章 SDカード対応GPSロガーの製作