GPSはどうやって自分の居場所を知っているのか？
スマホの地図アプリを開けば、今いる場所がピタッと表示されますよね。でも、ちょっと待ってください。
GPSはあなたを「見て」いるわけではありません。
カメラで監視しているわけでもないのです。
実はそこには、光の速さを使った壮大な算数トリックが隠されていました。
さあ、捜査開始です！
GPSは「時間のズレ」を測っている
GPSの正体は、とてもシンプルです。
それは――
宇宙から届く電波の“時間のズレ”を測っている
という仕組み。
地球の上空およそ2万kmには、たくさんのGPS衛星が飛んでいます。
その衛星には、原子時計（げんしどけい）という、とんでもなく正確な時計が積まれています。
なんと、
数千万年に1秒しかズレないレベルの正確さ！
衛星はいつもこう叫んでいます。
「私は今ここにいて、今〇時〇分〇秒に信号を送ったよ！」
光の速さを定規にする
ここで重要なのが「光の速さ」。
電波は光と同じスピードで進みます。
1秒で約30万キロ！
スマホはこう考えます。
- 衛星が送った時刻を受け取る
- 今の自分の時刻と比べる
- どれくらい時間がかかったかを計算する
そして、
光の速さ × かかった時間 ＝ 衛星からの距離
を求めているのです。
つまりGPSは、
「時間」から「距離」を計算しているのです。
なぜ衛星は4基も必要なの？
「距離がわかれば、場所もわかるの？」
いい質問です。
1基だけだと？
→ 衛星を中心とした「球」のどこか。
2基だと？
→ 2つの球が交わる「円」の上。
3基だと？
→ 交わる点が2つまで絞られる。
理論上は3基あれば足りそうですよね？
しかし――ここに大問題があります。
スマホの時計は完璧じゃない
GPS衛星には超高性能な原子時計があります。
でも、あなたのスマホには？
残念ながら、普通の電子時計です。
もしスマホの時計が
たった0.001秒ズレただけで…
なんと！
距離は約300キロも狂ってしまう！
0.1秒ズレたら？
→ 3万キロもズレます。
これでは宝探しどころか、大陸をまたいでしまいますね。
4基目の衛星の役割
そこで登場するのが――
4基目の衛星！
4つ目の信号を使うことで、
- スマホの時計のズレを逆算
- 正しい時刻を補正
- 正確な位置を特定
ということを同時にやっています。
つまりGPSは、
場所を探すと同時に、時間の誤差も修正している
超頭脳派システムなのです。
実はアインシュタインも関係している！？
ここでさらに驚きの事実。
宇宙を回る衛星の時計は、
地上の時計よりも
毎日ほんのわずかに速く進みます。
これは、アインシュタインの
相対性理論（そうたいせいりろん）によるもの。
このズレを補正しないと、GPSは毎日どんどん誤差が大きくなってしまいます。
つまり――
あなたがコンビニを探している裏で、
- 原子時計
- 光の速さ
- 三角測量
- 相対性理論
がフル稼働しているのです。
宇宙規模のチームワークですね！
もしGPSが1日だけ消えたら？
ここであなたに質問です。
もしGPSがこの世から1日だけ消えたら、
一番困ることは何ですか？
- 地図アプリ？
- ゲーム？
- 配達サービス？
- SNSの位置情報？
今やGPSは、地図だけでなく、
- 飛行機や船の航行
- 災害対策
- 金融システムの時刻合わせ
など、社会のあらゆる場面で使われています。
私たちは、知らないうちに
宇宙からの時間の信号に支えられているのです。
まとめ
GPSの正体は――
- 衛星の原子時計
- 光の速さを使った距離計算
- 4基による誤差補正
- 相対性理論による時間調整
が組み合わさった、究極の時間ミステリー。
「見られている」のではなく、
計算されているのです。
次に地図アプリを開いたときは、
宇宙から届く電波の“時間のささやき”を思い出してみてください。
それではまた次回の
探偵ロビンの日常ミステリーでお会いしましょう！
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