令和7年度 下期 学科試験 問22 解説 GPSの概要

GPSの基礎知識を整理する

GPSの問題は暗記項目ですが、単なる丸暗記ではなく「地球の周りを回る衛星の動き」と「電波の分類」という2つの視点を持つと忘れにくくなります。

今回の選択肢を選ぶための判断基準は以下の2点です。

・GPS衛星は地球を1日2周するため、公転周期は12時間である。 ・GPS衛星が使用する1.2GHz～1.5GHz帯の周波数は、300MHz～3GHzの範囲に含まれるため、極超短波（UHF）に分類される。

なぜ12時間で地球を一周するのか

GPSは、地球上のどこからでも少なくとも4個以上の衛星が見えるように設計されています。高度約20,000kmの軌道を回る衛星は、地球の自転とは関係なく、約12時間かけて地球を一周します。1日が24時間ですので、ちょうど「1日2周」すると覚えておきましょう。もし公転周期が長すぎると、特定の地域で衛星を捕捉できない時間ができてしまい、安定した測位ができなくなってしまうため、この12時間という周期は非常に重要な数値です。

周波数の分類を理解する

電波の分類は、無線従事者試験において頻出の項目です。以下の周波数区分をセットで押さえておくと、他の問題にも応用が利きます。

・超長波（VLF）：3kHz以下 ・長波（LF）：30～300kHz ・中波（MF）：300kHz～3MHz ・短波（HF）：3～30MHz ・超短波（VHF）：30～300MHz ・極超短波（UHF）：300MHz～3GHz ・マイクロ波（SHF）：3～30GHz

GPSで使用される信号は約1.5GHz帯です。この数値は300MHzと3GHzの間にあるため、迷わず「極超短波（UHF）」と判断します。もしこれが「長波」や「中波」であれば、地球の裏側まで電波を届けることは可能ですが、GPSのような精密な測位には不向きです。UHF帯は直進性が高く、衛星通信に適した性質を持っています。

なぜこの知識が重要なのか

海上特殊無線技士の業務において、GPSは単なる地図アプリの機能ではなく、船舶の安全運航を支える「航海計器」の基盤です。レーダーやAIS（船舶自動識別装置）などの機器とGPSが連携することで、正確な現在位置を特定し、衝突予防や遭難時の救助活動が可能になります。

試験では「GPS＝高度2万km・12時間・UHF」というセットで出題されることがほとんどです。現場では「今の周波数はどの帯域か」「衛星までの距離はどのくらいか」を意識することは少ないかもしれませんが、GPSがどのような物理的制約（衛星の高度や電波の伝搬特性）の上に成り立っているかを知ることは、トラブル時の原因切り分けや、新しい航海計器の仕組みを理解する上で非常に役立ちます。

参考リンク

• 第3級海上特殊無線技士 解説サイト（要点まとめ）
• Raspberry PiとGPSモジュールで現在地を取得してみた（Qiita）
• GPSの仕組みと測位の原理（国土地理院）