スマートフォンの位置情報は「GPS」で測位していると思われがちですが、実際には
GPSだけで位置を特定しているわけではありません。
最近のスマートフォンでは
・GPS
・Wi-Fi
・モバイル通信（基地局）
・各種センサー
などを組み合わせて位置を特定しています。
このような仕組みは一般的にハイブリッド測位と呼ばれています。
ではなぜ、GPSだけではなくWi-Fiやモバイル通信も使うのでしょうか。
- GPSの基本的な仕組み
- GPSだけでは弱い場面がある
- Wi-Fiを使った位置測位
- 基地局（モバイル通信）を使う測位
- A-GPS（アシストGPS）の仕組み
- スマホのGPSはカーナビより優れている？
- スマホの位置情報は複数技術の組み合わせ
- まとめ
GPSの基本的な仕組み
GPSは人工衛星から送信される信号を受信して位置を計算します。GPS衛星は地球の上空約2万kmを周回しており、スマートフォンは複数の衛星の距離を計算することで位置を特定します。
一般的には4機以上の衛星信号を使って緯度・経度・高度を計算します。屋外ではこの方法で数メートル程度の精度で位置を測定できます。
GPSだけでは弱い場面がある
GPSは便利ですが、弱点もあります。
例えば次のような場所です。
建物の中・地下・都市の高層ビル街・電車内
GPSは衛星からの非常に弱い電波を受信しているため、建物などで遮られると位置測定が難しくなることがあります。
またGPSにはもう一つの問題があります。それは位置取得に時間がかかることです。スマートフォンがGPSを使う場合、衛星情報を受信するまでに数秒〜数十秒かかることがあります。
Wi-Fiを使った位置測位
そこで使われるのがWi-Fiによる位置測位です。
スマートフォンは周囲のWi-Fiアクセスポイントを検出しWi-Fiの識別情報・電波強度を利用して位置を推定します。
GoogleやAppleは世界中のWi-Fiアクセスポイントの位置データベースを持っており、
スマートフォンは
1：周囲のWi-Fiを検出
2：アクセスポイント情報を送信
3：データベースと照合
という流れで現在地を推定します。
都市部ではWi-Fiが多いため、数十メートル程度の精度になることもあります。
基地局（モバイル通信）を使う測位
Wi-Fiがない場所では携帯基地局の電波も位置測定に使われます。
スマートフォンは常にどの基地局と通信しているか電波強度を把握しています。
この情報からおおよその位置を推定できます。
ただし基地局の範囲は広いため、精度は数百メートル〜数km程度になります。
A-GPS（アシストGPS）の仕組み
スマートフォンのGPSが速く動作する理由の一つがA-GPS（Assisted GPS）です。これはモバイル通信を使って衛星の位置情報をダウンロードする仕組みです。
通常のGPSでは衛星情報を受信するのに時間がかかりますが、A-GPSでは通信回線から衛星データを取得するため位置測定が大幅に高速化されます。
スマホのGPSはカーナビより優れている？
スマートフォンがWi-Fiやモバイル通信を使う理由は、GPSの弱点を補うためです。
そのため場合によってはカーナビより位置特定が速いこともあります。
例えば都市部のビル街・屋内・GPSが捕まらない場所ではWi-Fi測位のおかげでスマホの方が位置が分かりやすい場合もあります。
一方でカーナビは
・GPS
・車速センサー
・ジャイロセンサー
を使っており、車の移動情報を利用して位置を補正しています。
そのためトンネル・山間部・圏外ではカーナビの方が位置が安定することもあります。
スマホの位置情報は複数技術の組み合わせ
現在のスマートフォンでは次の技術が組み合わされています。
・GPS（衛星測位）
・Wi-Fi位置測位
・基地局測位
・加速度センサー
・ジャイロセンサー
これらを組み合わせることで、屋内でも比較的正確な位置情報を取得できるようになっています。
まとめ
スマートフォンの位置情報はGPSだけでなく、複数の技術を組み合わせて測定されています。主な役割は次の通りです。
GPS→ 高精度な位置測定
Wi-Fi→ 屋内や都市部での補助測位
基地局→ おおよその位置特定
A-GPS→ GPS測位の高速化
このような仕組みによって、スマートフォンはより速く、より正確に位置情報を取得できるようになっています。
