携帯GPS実験(FOMA 903i, KDDI au)

*追記：2007年8月22日
2007年8月22日に関連エントリーを掲載
Google Maps for Mobile (Googleマップモバイル）とKMLによるGPS連動 | FOMA 903i以降

以下より本文

総務省は、2007年以降の携帯電話に原則GPS機能（発信者位置特定機能）を備えるということを提案している（参考：「携帯電話からの緊急通報における発信者位置情報通知機能に係る技術的条件」についての報告書案に対する意見の募集＠総務省」）。GPS搭載携帯はKDDI auが数年前から行って(KDDI au: EZweb > ナビ)おり、決して珍しいものではないが、FOMAの最新機種903iシリーズはNTT Docomoとしては初めてのGPS搭載シリーズとして発売されている。今回GPSで遊んでみようと思いSH903iを購入し、いろいろ実験してみることにした。

GPS(Global Positioning System)は、米国がもともと軍事目的で打ち上げた３次元位置決定用衛星群システムである。GPS衛星は、現在約３０個程度稼働しており、地球上のあらゆる地点、時間において、最低４つは必ず見えるように配置されている。GPSにより位置を決定するためには、最低４つのGPS衛星から電波を受信しなければならない。GPS衛星から観測者に位置を決定する方法については、長くなるので省略する（参考：居場所がわかる測位とは？＠JAXA)

さて、SH903iにGPS受信機が搭載されているため、ちょっとプログラムを組んで位置計測実験をしてみた。大学時代、何千万円もするGPS受信機を使ってGPS実験を行ったが、今や携帯で位置決定ができる時代である。

FOMAのiアプリは、Java(J2ME, CLDC)の１プロファイルであるDoJaと呼ばれるAPI群を使って開発することができる（参考：作ろうiモードコンテンツ：iアプリ | サービス・機能 | NTTドコモ）。SH903iを買う前にDoJaの仕様を確認し、プログラムを作りSH903iの到着を待った（注文して買ったため）。早速iアプリによるGPS取得に失敗した。私の確認が甘かったのだが、GPS受信をするAPIは、トラステッドアプリ（iアプリDX)でないと動作することができなかった。つまり個人の開発プログラムではGPSを扱えず、DOCOMOのiメニューに登録されている公式iアプリじゃないと使えないというのだ。位置情報は確かに個人情報としては極めて危ない情報であるが、この機能を楽しみに機種変したので大変悲しい・・。どうやら、KDDI AUのBREWベースのアプリも同様に公式アプリじゃないと利用できないらしく、同様に自由にプログラムを作ることはできないようだった。そう思っていた矢先、HTTP(GET/POST)アクセスに位置情報（パラメータ）を加えてリダイレクトしてくれる機能をFOMAもAUもSOFTBANKも公開していることがわかった。

作ろうiモードコンテンツ：GPS機能への対応について | NTTドコモ
KDDI au: 技術情報 > 簡易位置情報
ソフトバンク　>　ウェブ技術情報/位置情報について
（softbankは持っていないので試していない。softbankのGPS搭載携帯を持っている人は連絡してください。１時間ファミレスなどでお茶しましょう。その間に開発します）

iアプリでサクサク動くプログラムにしたかったが、使えないよりマシということでその方法でサーバーサイドプログラムを開発し、実験することにした。せっかく位置情報がわかるのであるから、Google Mapsの地図を切り出し連動するシステムを作ってみた。KDDI AUの携帯(PENCK)も持っているため、FOMA, AUの両GPS携帯用システムをつくり両者の比較実験を行うことにした。

https://www.spacewalker.jp/iss/gpstest.html
（GPS機能搭載携帯電話（903iシリーズ、AUの携帯）でアクセスしてください）

*1: FOMA 903i用、KDDI AU(GPS搭載機)用が公開されています。
*2: SOFTBANKのGPS携帯を持っている人は連絡してください。SOFTBANK用も作りたいので、ご協力おねがいします。

条件が良ければ10m程度で位置決めが行われている。今回のHTTP(GET/POST)アクセスのリダイレクト位置決定方式は、一度ウェブアクセスが発生するため、仮にGPS衛星は見えていても、圏外では位置測定ができない。そのため、GPSの位置決定実験では、GPS衛星の状態だけではなく、圏外・電波状況による障害もありうる。

実験１：六本木ヒルズ周辺での位置決定実験

FOMA 903i、AU Penck, Sony GPS-CS1Kによる３種のGPSおよび、ディジタル一眼レフを持って六本木ヒルズの周りを歩き、各所で測定することにした。実験日時は、12/24 午後9時。日付、場所、時間的にもっとも人類のエントロピーが高い時に実験を行ったため、非常に混んでいた。
この実験の意図は、この時間・場所にGPS実験を行うという社会への挑戦ではなく、ヒルズ周辺のような混み合った環境での精度良い位置決めにより、位置情報とのマッシュアップが良好に行えるかの試験である。

クリックするとGoogle Maps上に表示します。
（重いので、ココにGoogle Mapsを引っ張らず画像にしました）

思いの外、この時間にGPS実験を行っている人は居ないような感じであった。たまたまだったのか、少なくとも一人も見かけなかった。
さて、実験結果であるが、高い建物による遮蔽と、マルチパスによる精度の劣化からか、多少ずれている点が多いが、それでも十分の精度は出ていると思う。ヒルズの周りを１週回ったのだが、両機種とも追従できていると思う。SonyのGPSとディジタル一眼レフによる各所の映像を交えてマッシュアップする予定であったが面倒なので省略する。この程度の精度が出ていれば、最寄りの空いているお店など、位置情報を使ったリアルタイムシステムも十分現実的といえる。2007年はこういったサービスがより増えてくるであろう。

実験２：高速移動中による位置計測実験（東京→上田（長野新幹線））

正月に長野県上田市の実家に帰省している。長野新幹線の車内（窓際、進行方向右側）の窓縁にGPS携帯を置き、約５分間隔で位置情報を取得した。この実験の意図は、新幹線という高速移動中における測定精度の確認である。FOMA SH903iとKDDI auの２機種で比較実験も行った。

また右側の窓際に座っていたため、左側は社内の屋根に覆われ、厳密には右半面方向しかGPS衛星を受信できない点を確認しておく。

クリックするとGoogle Maps上に表示します。
（重いので、ココにGoogle Mapsを引っ張らず画像にしました）

*1:赤いライン：FOMA SH903i
*2:青いライン：KDDI au penck

・長野新幹線の速度プロファイルが見つからなかったため体感速度であるが、大宮を超えたあたりが長野新幹線としては最も速度がでている気がしている。この間を積極的に計測したが、全く問題なく計測できた（精度50m以下)
・”正”の字で観測成功・失敗をとり続けていたが最後の方に面倒になり中止。少なくとも９５％以上は精度良く測定できたことを記しておく。

マップ上の軌跡および、測定した感想から、高速移動中であっても全く問題なく測定できることがわかった。GPS衛星のドップラーシフトは、時速２００キロ少しの新幹線程度ではほとんど変化はないし予想通りの結果ではあるが、先述の様に一度ネットに接続があるGPS受信方式であるため、受信失敗が電波圏外による影響である可能性もある。GPSの取得よりも、あれだけ高速移動で携帯電話のアンテナ局をシームレスに切り替えていける技術のほうがよっぽど難しい気がする。とにかく、GPS位置決定に関しては高速移動中でも全く問題ない。飛行機で試したいが、携帯電話の電源が入れられないので難しいだろう。