海中でGPSが使えないのはなぜ?

3 ビュー

GPS電波は水中では著しく減衰するため、陸上のように位置情報を取得できません。電波の代わりに水中を伝わる超音波を用いた測位システムが、水中での位置特定に利用されています。これは、GPSが電波を使用するのに対し、水中では電波の伝搬が困難なためです。 そのため、水中での精密な位置情報は、別の技術が必要となるのです。

コメント 0 好き

海底の迷子:GPSが使えない理由と水中測位技術の挑戦

私たちは陸上ではGPSのおかげで、スマートフォンで簡単に現在地を確認し、目的地までスムーズに移動できます。しかし、海に潜るとこの便利なツールは役に立たなくなります。深く青い世界では、私たちを導くGPSの電波は届かないのです。一体なぜでしょうか?

その理由は、GPS電波の性質にあります。GPS衛星から送信される電波は電磁波の一種であり、水中では著しく減衰してしまうのです。電磁波は水分子に吸収され、そのエネルギーを失っていきます。特にGPSで使用される周波数帯の電波は、水による吸収が大きく、ほんの数メートル潜っただけでほとんど届かなくなってしまいます。まるで厚い壁に遮られるように、海面がGPS電波を遮断してしまうのです。

陸上では、複数のGPS衛星からの電波を受信することで、受信機の位置を正確に特定できます。しかし、水中では電波が届かないため、この位置特定の方法が使えません。海中でGPSを利用しようと試みても、衛星からの信号を受信できず、位置情報は表示されません。ダイビングコンピュータにGPS機能が搭載されている場合でも、それは水面でのみ機能し、潜水中は動作しません。

では、海中でどのように位置を把握するのでしょうか? GPSの代わりに、水中では音波を利用した測位システムが用いられます。音波は水中では電波よりもはるかに遠くまで伝播できるため、水中での位置特定に適しています。

代表的な水中測位システムとして、「音響測位システム」が挙げられます。これは、海底に設置されたトランスポンダー(音波発信機)と、船舶や潜水艇などに搭載された受信機を用いて位置を特定するシステムです。トランスポンダーから発信された音波を受信機で捉え、音波が伝わるのにかかった時間から距離を計算し、複数のトランスポンダーからの情報をもとに三次元的な位置を特定します。

他にも、水中音響ビーコンや水中ドローン、慣性航法装置などを組み合わせることで、より精度の高い水中測位が可能になっています。近年では、水中での音波伝播特性の研究が進み、より高度な音響測位システムの開発が進められています。例えば、複数の周波数の音波を利用することで、水温や塩分濃度による音速変化の影響を補正し、より正確な位置情報を取得できる技術などが研究されています。

水中での測位は、海洋調査、海底資源探査、水中構造物の建設など、様々な分野で必要不可欠です。GPSが使えない海中という特殊な環境だからこそ、音波を利用した独自の測位技術が進化を続けているのです。そして、将来の技術革新によって、さらに正確で使いやすい水中測位システムが実現されることが期待されています。 まるでSF映画のように、水中でも自由にそして安全に活動できる未来が、すぐそこまで来ているのかもしれません。