スマホ内蔵GPSとGPSロガーで記録した走行データを比較する

こんにちは、まっさん(@Tera_Msaki)です。

スマホだけで簡単に使えるGPSロガーアプリとして、
開発したGPS走行記録アプリ（Archive）ですが、
お手軽な反面、精度はどうなの？ということで、
GPS走行解析アプリ（Archive pro）を使用して、
スマホ内蔵GPSとDG-PRO1（GPSレシーバ）の
それぞれで記録した走行データを比較、検証したいと思います。

GPSデータをデバイス本体に保存できる GPSロガーに対して、
GPSレシーバは GPSデータを保存するために別のデバイス（スマホ）が必要です。

GPS について
1. スマホ内蔵GPS
2. DG-PRO1（GPSレシーバ）
走行データの比較
1. DG-PRO1で記録した走行データ
2. スマホ内蔵GPSで記録した走行データ
まとめ
1. GPSレシーバ（または、GPSロガー）の使用方法
2. GPS走行解析アプリ（ Archive pro ）を使用するには

GPS について

GPSとはグローバル・ポジショニング・システム（全地球測位システム）の略称で、
アメリカ合衆国によって運用される衛星測位システム（地球上の現在位置を測定するためのシステム）です。
一般的にGPSとひとくくりで呼称していますが、
GPSはアメリカ、QZSSは日本、GalileoはEU、BeiDouは中国、GLONASSはロシアの
全地球航法衛星システムのことで、精度に違いがあります。

スマホ内蔵GPS

最近の機種の場合、仕様等でGPS対応と書かれていれば、
大抵は内蔵GPSが使用できると思います。
搭載しているGPSチップによって、
GPS、QZSS、Galileo、BeiDou、GLONASSの対応状況の違いがあり、
測位の際に捕捉できる衛星数によって、精度はまちまちです。
測位のサイクルは、最大で1Hz（1秒間に1回）です。

DG-PRO1（GPSレシーバ）

DG-PRO1 は、最大3つのGNSS群（GPS+QZSS, Galileo, GLONASS, BeiDou）を同時に受信でき、
航空機用GPS補強システム（ SBAS ）に対応し、GPS精度を高めています。
測位のサイクルは、最大で18Hz（1秒間に18回）です。
使用にあたり、AndroidアプリDrogger GPSが必要 です。
また、バッテリを内蔵していないので、モバイルバッテリが必要 です。

DG-PRO1S は、DG-PRO1 の後継機種です。

DG-PRO1 は消費電力が少ないため、通常のモバイルバッテリでは給電を自動停止することがあります。
紹介するバッテリ ↓↓↓ は、1日十分に使用できて、給電を停止することがありません。

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走行データの比較

GPS走行解析アプリ（Archive pro）をスマホ内蔵GPS とDG-PRO1 を使って、
それぞれで記録した走行データを比較表示してみました。

DG-PRO1で記録した走行データ

走行データの比較元を DG-PRO1 、比較先をスマホ内蔵GPS で比較表示した結果です。
走行軌跡の比較では、スマホ内蔵GPS はコース全体をある程度トレースできていますが、
速度グラフ、速度と位置情報から計算している加速度のグラフの比較は、
参考にならないレベルで違い があります。

スマホ内蔵GPSで記録した走行データ

走行データの比較元を スマホ内蔵GPS 、比較先をDG-PRO1 で比較表示した結果です。
スマホ内蔵GPSの場合、測位のサイクルが最大で 1Hz のため、
1秒内で変化した位置や速度は、Bスプライン曲線で離散点を補完しています。
補完により生成した曲線は、必ずしも離散点を通るわけではないので、
誤差が生じます。

スマホ内蔵GPSで記録した走行データの特徴として、
①距離は実際より長い
②速度グラフは大きな変化は減衰、小さな変化は増幅されている
③加速度グラフは速度増減の影響を受けている

まとめ

測位の精度という意味では、スマホ内蔵GPS でも遜色ないレベルにありますが、
測位のサイクルが最大で1Hzという部分の影響が大きいように思います。
とくに速度グラフと加速度グラフについては、参考にならないレベルにあるように感じます。

一般道での走行やサーキット走行では、
ある程度使えるレベルとなる可能性はありますが、
ジムカーナ での使用では、
GPSレシーバ（または、GPSロガー）が必要 という結論です。

GPS走行記録アプリ（Archive、Archive＋）も同様です。
GPSタイム計測アプリ（Laps）については、
走行軌跡を使ってタイム計測を行っていますので、
ある程度使えるレベルとなる可能性はあります。
しかし、走行軌跡のズレによって、
計測ラインの通過を判定できない ことがあるので、
GPSレシーバ（または、GPSロガー）の使用を推奨します。

GPSレシーバ（または、GPSロガー）の使用方法

疑似ロケーションアプリを使用して、GPSレシーバ（GPSロガー）と連携します。
GPS位置情報の測位サイクルが5～10Hz（1秒間に5～10回）のため、
速度グラフと走行軌跡の精度が向上します。
GPSレシーバが DG-PRO1S（DG-PRO1）の場合は、
GPSレシーバの購入と、Drogger GPS（専用アプリ） のインストールが必要です。

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GPSロガーが GL-770または、デジスパイスⅣ（デジスパイスⅢ）の場合は、
GPSロガーの購入と、GPSロガー位置情報中継アプリ（MLS）のインストールが必要です。

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