基礎技術「GPSにおける時限タイマーデータとは何？」

基本原理：測位のための三辺測量

GPS測位は、複数の衛星からの信号到達時間を測定し、距離を計算することで行います。
この距離を「擬似距離（Pseudo Range）」と呼び、少なくとも4つの衛星が必要です（3D測位＋時計補正）。

エフェメリスデータの役割

エフェメリスデータは、各衛星の正確な位置（軌道情報）と衛星時計の補正値（クロック補正値）を含みます。
受信機はこれを使って、信号送信時刻における衛星の座標を計算します。

• 軌道情報：6つの軌道要素＋補正パラメーターで、衛星の位置を時間の関数として求める。
• クロック補正値：衛星時計の誤差を補正するための係数。

位置算出のための情報基本流れ・処理ステップ

4機以上のGPS衛星の測位信号受信。

ステップ①：受信機内蔵時計に基づき各GPS衛星までの距離を測定。
ステップ②：航法メッセージ作成・エフェメリスデータ抽出。
ステップ③：GPS衛星の原子時計の誤差情報を抽出。
ステップ④：測定距離に、衛星時計誤差の補正＋各GPS衛星の位置を算出。
ステップ⑤：位置（緯度・経度・高度）算出・決定。
ステップ⑥：時刻算出・決定。

位置精度の低下

原因：エフェメリスは衛星の軌道とクロック補正値を短期間（通常2時間）有効とするデータです。期限切れになると、衛星の位置計算に誤差が生じます。

影響：

• 数メートルの誤差が、数十メートル以上に拡大する可能性があります。
• 特に高速移動中や精密測位（測量、農業、ドローン）では致命的な誤差になります。

衛星配置再取得の遅延（TTFFの増加）

原因：古いエフェメリスでは正しい衛星位置を予測できないため、受信機は再度ナビゲーションメッセージを 受信して最新のエフェメリスを取得する必要があります。

影響：

• 最初の位置情報（Fix）の算出：Time To First Fix（TTFF）が大幅に増加（数秒→30秒以上）。
• A-GPSやセルフエフェメリスを使わない場合、再取得に1分以上かかることもあります。