１）GPSとGNSS
- GPSはアメリカのGlobal Positioning System
- 一方GNSSは、QZSS(日、QZS)、GPS（米）、GLONASS(露、GLO)、GALILEO（欧、GAL）、BEIDOU(中、BDS)などが含まれる。
- 本文はGPSという言葉を使うが、デバイスによって他のGNSSの衛星信号を使う場合もある。
２）GPSの信号（SIGNAL）に含まれるもの
２.１）COARSE/ACQUISITION CODE (C/A code)
- このコードは、PSEUDO RANDOM NUMBER(PRN)であり、各衛星の独自の物、1023bits。
- このコードを持つと、GPS受信機は、どのGNSSのどの衛星から受信しているかはわかる。（ACQUISITION）
- このコードがわかると、次に来るPRECISION CODEがわかる。（例：１２３４５６７８９０）
- このコードは順番継続的に流れてくるので、特定な期間中に、例えば「1234567|8901234567|890123」が受信され、うち|8901234567|がその特定の機関で受信したものとし、期待している「１２３４５６７８９０」とのシフト（３桁）が確認できると、その３桁を送信する時間がわかるので、その時間と光速で、受信機から衛星までの距離はこれでわかる。(この測量方法はやや古くて、今はCarrier Phase Positioningでやっている。)
２.２）NAVIGATION MESSAGE
- GPS DATE/TIME STATUS（エラーになっていないかなど）
（この送信時間と光速でも大まかに距離が測れる、が衛星の時間が完全に正しいわけじゃない。1nano秒は数メートルの誤差をもたらす。） - EPHEMERIS（天体暦） DATA （これで衛星の場所がわかる）
- ALMANAC(現在上空に、同じGNSSシステムの他の衛星の情報が乗っている、それで他の衛星を使えるまでの時間短縮できる。)
３）GPSのCARRIER FREQ（L1、L2）
- L1（1575.42MHz）
- L2（1227.60MHz）
- L5（1176.45MHz）
- L1も、L2も、上記紹介したCOARSE/ACQUISITION CODE、PRECISION CODE、NAVIGATION MESSAGEが含まれる。
- 携帯など、測量級じゃない受信機だと、L1しか受信できない。（SINGLE FREQUENCY RECEIVER）/(DUO FREQ REC)
- L1とL2のFREQが違うので、受信したときに時間差が発生するので、その差はその時点の大気の影響（Ionosphere Error、真上のほど小さく、衛星が地平線になるほど大きくなる、その角度はMasking Angle）が含まれる。それを知ると、位置情報の精度がさらに上がる。
- L1はmレベルの精度を獲得できる。L2も含めるとRTKの補正によりcmレベルの精度が得られる。
- 衛星の本数が多いほど精度が上がる。三枚の場合は水平（Lat,Lon）が得られる、四枚の場合加えて垂直の高度も得られるが、3~5mずれる。（Dilution Of Positionによる物,衛星に発信した時間の誤差や大気にもたらされた誤差で、複数衛星からそのDilutionを徐々に減らしていく。各衛星のと受信機の間の角度が様々であるほど、このDilutionが減る。）
- RTKで衛星の信号を受信する時、L2の相位を使ってさらに精度向上を行っている。
４）GPSとの距離の測量（Carrier Phase Positioning） Static
- 衛星が発送する電磁波の相位と、同じ時間点で受信機が受信した相位との差（PHASE FIGGERENCE）がある。
- その相位（電磁波の波長の小数部分）は確実にわかるが、整数部分（何ウェイブ分、Integer Ambiguity）はわからない。
- それをわかるようにするためには、時間と共に複数回受信して、しかもL1,L2複数波長を使って計算する必要がある。（この辺の数式は省略する）
- 長い時間動かないのでStatic測量という。Static=>2時間以上。Rapid-Static=>１５分以上かかる。
５）RTK（REAL TIME KINEMATIC）測量の特性
- RTKで受信機の位置を矯正するには、BASE STATION（基地局）が必要。
- 基地局の、TRUE POSITION（本当の位置）がわかって、基地局が受信している衛星からの推定位置（Satelite POSITION）がわかると、ズレがわかる、そのズレを補正する信号を周囲の受信機（ROVER）ににBroadcastする。
- 受信機は自分自身のSatelite POSITIONを獲得して、補正情報も獲得すると、正しい補正後の位置情報が獲得する。
- 大気の状態が変わるので、基地局と受信機が10kmごとに離れると、2cmの誤差が発生する。
- 基地局は、物理の基地局（D-RTK）と、NETWORK RTK（VIRTUAL REF STATIONS VRS）がある。
- D-RTKの基地局の精度の高い座標を獲得するには、長い間を待つStatic方式で得るのと、直接既知座標を入力する方式などが挙げられる。
- NETWORK RTKでは、受信機のGPS座標のもとに、周囲の基地局(C.O.R.S Continuously Operating Ref Station)の補正情報を送ったり、周囲の基地局のもとに受信機の一番近いところに仮想基地局を算出してその補正情報を送ったりすることができる。（N-TRIP）
６）RTKの受信状態（測量時のGPSのMODE）
６.１）AUTONOMOUS
- 衛星からのみ受信している（L1,L2両方受信だが、衛星以外の基地局など修正がない）
- ３〜５Mの誤差
６.２）FLOAT
- 基地局の修正が入っているのだが、受信機と基地局が見ている衛星の内、同じ衛星の数が少ない。
- １Mの誤差
６.３）FIXED
- 正しく基地局に修正を受けれる状態。
- 0.02Mの誤差