初心者が学ぶ無人航空機

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GNSSの衛星測位システムの種類は?GPS・GLONASS・みちびきを整理

ソラタ

「GPSとGNSSって同じじゃないの?GLONASSとかGalileoって何?」各国の衛星測位システムと使い分けを整理します。

この記事の要点

GNSSはGlobal Navigation Satellite Systemの略で、複数の衛星測位システムの総称です。GPSだけがGNSSではありません。

GPS(アメリカ)・GLONASS(ロシア)・Galileo(ヨーロッパ)・BeiDou(中国)・みちびき=QZSS(日本)の各システムがあり、ドローンは複数システムを同時受信することで精度と安定性を高めています。

ドローンが自分の位置を正確に把握するために欠かせないのが、衛星測位システム(GNSS)です。学科試験でも「GNSSとは何か」「GPSとの違いは」「みちびきの特徴は」といった問いが出題されます。

「GPS=ナビ・位置情報」というイメージは日常生活では通じますが、試験では正確な区別が求められます。まずGNSSとGPSの関係を整理するところから始めましょう。

簡単に言えば、GNSSは「衛星ナビシステム全体」を指す言葉で、GPSはそのうちのアメリカのシステムを指します。コンビニが総称で、セブン-イレブンが一種類のブランドに対応するようなイメージです。

GNSSとGPSの違い

GNSS(Global Navigation Satellite System)は、宇宙に打ち上げた人工衛星からの電波を使って地上の位置・速度・時刻を測定する衛星測位システムの総称です。現在、複数の国・地域が独自のGNSSを運用しています。

GPS(Global Positioning System)は、アメリカ国防総省が運用するGNSSの一つです。日本では「GPS=位置情報」という意味で使われることが多いですが、技術的にはGNSSの中のひとつのシステムを指します。

試験では「GNSSとGPSは同じ意味ではない」という理解が重要です。

主要な衛星測位システムの種類と特徴

現在稼働中の主なGNSSを以下にまとめます。

システム名 運用主体 衛星軌道 主な特徴
GPS アメリカ(国防総省) 中軌道(MEO) 世界初のGNSS。最も普及している。民間向けL1・L5信号を提供。
GLONASS ロシア 中軌道(MEO) GPSに次いで歴史が長い。異なる周波数分割で運用。高緯度地域での受信安定性が高い。
Galileo ヨーロッパ(EU) 中軌道(MEO) 民間主導で開発。高精度サービス(HAS)を無償提供。
BeiDou(北斗) 中国 MEO・IGSO・GEO混在 アジア太平洋地域での精度が高い。衛星数が多く急速に整備。
みちびき(QZSS) 日本(内閣府) 準天頂軌道・静止軌道 日本上空に長時間滞在する準天頂軌道を採用。GPSの補完・補強信号を提供。

※ 衛星数や対応信号は変更される場合があります。詳細は内閣府宇宙政策委員会・各運用機関の最新情報でご確認ください。

みちびき(QZSS)の特徴

みちびき(Quasi-Zenith Satellite System:準天頂衛星システム)は、日本が整備・運用するGNSSです。通常の円形軌道ではなく準天頂軌道と呼ばれる楕円軌道を採用しており、日本の上空に長い時間とどまる設計になっています。

みちびきの主な役割は2つあります。

  • 補完信号:GPSと互換性のある信号を送り、受信できる衛星の数を増やす。山間部や都市部ビル街など空が見えにくい場所でも安定した測位を助ける。
  • 補強信号:GPS誤差を補正する情報(センチメートル級測位補強信号:CLAS)を提供する。対応受信機では大幅な測位精度向上が可能。

試験では「みちびきはGPSの代替ではなく、GPSを補完・補強するシステム」という点が問われることがあります。

ドローンが複数のGNSSを使う理由

最新のドローンの多くは、GPSだけでなく複数のGNSSシステムを同時に受信するマルチGNSS受信機を搭載しています。その理由は次の通りです。

  • 受信できる衛星数の増加:複数システムを使うと利用できる衛星の総数が増え、精度が向上する。
  • 通信の安定性向上:一つのシステムの衛星が建物や山で遮られても、他のシステムの衛星で補える。
  • DOP値の改善:衛星の配置が分散するため、測位精度を示す指標(PDOP)が良くなる。

たとえば、都市部のビル街では空が狭くなるため、GPSだけでは受信できる衛星数が減ってしまいます。そこでGLONASSやGalileoも同時受信することで、使える衛星の総数を確保し、ホバリング精度を保ちます。

複数のGNSSシステム(GPS・GLONASS・Galileo・QZSS)を受信することで測位精度・可用性が向上することは、無人航空機の飛行の安全に関する教則(下図)で確認できます。

GNSSと測位精度(GPS・GLONASS・Galileo・QZSS(みちびき))(国土交通省 無人航空機の飛行の安全に関する教則 第4版 p.50):複数衛星システムの受信で精度・可用性が向上
出所:国土交通省「無人航空機の飛行の安全に関する教則 第4版」(2026年2月)p.50 マルチGNSSと測位精度:GPS・GLONASS・Galileo・QZSSなど複数の衛星測位システムを同時受信することで利用可能衛星数が増加し、DOP値が改善・測位精度と可用性が向上する。日本上空でのみちびき(QZSS)の活用も記載。

学科試験で混同しやすいポイント

「GPS」という言葉は日常語として定着していますが、学科試験ではGNSSとGPSを区別した正確な使い方が求められます。また「みちびきはGPSとは別の独立したナビシステム」と誤解されることがありますが、みちびきはGPSと互換性を持ちながらGPSを補完・補強する位置づけです。

混同しやすい用語

GNSSとGPS:GNSSは衛星測位システム全体の総称。GPSはアメリカが運用する個別のシステム。

「GPS=GNSS」は誤り。

みちびきとGPS:みちびきは日本のQZSSであり、GPSを「置き換える」ものではなく「補完・補強する」システム。GPSと互換信号を発信している点が特徴。

学科試験対策|管理人の一言

「GNSSはGPSを含む総称」という関係性を最初に押さえると、あとの問題が解きやすくなります。国名と対応する衛星システム名(米=GPS、露=GLONASS、欧=Galileo、中=BeiDou、日=みちびき)は語呂合わせなどでセットで覚えておきましょう。

みちびきの「補完と補強の違い」は深追いせず「両方を提供している日本のシステム」と頭に入れておけば十分です。

一問一答

Q1. GNSSとGPSの違いを説明してください。

A1. GNSSは衛星測位システム全体の総称であり、GPSはアメリカが運用するGNSSの一つです。GPSはGNSSの代名詞のように使われますが、技術的には別の概念です。

Q2. みちびき(QZSS)の主な役割は何ですか?

A2. GPSの補完信号(衛星数を補う)と補強信号(測位精度を高める補正情報)を提供することです。日本の上空に長時間とどまる準天頂軌道を使っています。

Q3. ドローンがマルチGNSSを採用する主な理由は何ですか?

A3. 受信できる衛星数が増えることで測位精度が向上し、建物や地形で一部の衛星が遮られた場合でも安定した測位を維持できるためです。

まとめ

GNSSはGPSを含む衛星測位システムの総称です。アメリカのGPS、ロシアのGLONASS、ヨーロッパのGalileo、中国のBeiDou、日本のみちびき(QZSS)がそれぞれ運用されています。

ドローンはこれらを同時受信するマルチGNSS機能を活用し、精度と安定性を高めています。学科試験では「GNSSとGPSは別の概念」「みちびきはGPSを補完・補強する」という点を正確に理解しておくことが重要です。

関連記事:地磁気とGNSSの関係 フライトコントローラーとセンサーの仕組み

参考資料

・電波法(昭和25年法律第131号)

・無人航空機の飛行の安全に関する教則(国土交通省 第4版)

・総務省 電波利用ホームページ

この記事を書いた人

ソラタ

30代。二等無人航空機操縦士の技能証明取得を目指して勉強中。学科試験で詰まったポイントを整理してお伝えします。