磁北と真北の違いは
地軸の北を真北といい地球の磁性の収束する2点を磁極という。磁極の北を磁北という。
真北と磁北はおよそ11度の偏角がある。
東京付近では西に7度偏角である。（偏角、磁極は一定ではなく10年でおよそ10分～20分ずれる）
磁北と真北の違いは
地軸の北を真北といい地球の磁性の収束する2点を磁極という。磁極の北を磁北という。
真北と磁北はおよそ11度の偏角がある。
東京付近では西に7度偏角である。（偏角、磁極は一定ではなく10年でおよそ10分～20分ずれる）
XY座標とは。
平面直角座標系のことで、地球は局面だが、狭い範囲の測量では平面として計算を行ったほうが便利であり大きな誤差も生じないことから、
公共測量のような測量範囲の狭い場合に共通に利用できるよう定めた座標またはこの座標を基とした位置をいう。
わが国では東西130ｋｍ以内を適用範囲とする座標系が「国土交通省告示第９号（平成１４年１月１０日）で１９系定められている。
平面直角座標系
| 系番号 | 座標系原点の経緯度 | 適用区域 | |
| 経度（東経） | 緯度（北緯） | ||
| I | 129度30分0秒0000 | 33度0分0秒0000 | 長崎県 鹿児島県のうち北方北緯32度南方北緯27度西方東経128度18分東方東経130度を境界線とする区域内（奄美群島は東経130度13分までを含む。)にあるすべての島、小島、環礁及び岩礁 |
| II | 131度 0分0秒0000 | 33度0分0秒0000 | 福岡県 佐賀県 熊本県 大分県 宮崎県 鹿児島県（第I系に規定する区域を除く。) |
| III | 132度10分0秒0000 | 36度0分0秒0000 | 山口県 島根県 広島県 |
| IV | 133度30分0秒0000 | 33度0分0秒0000 | 香川県 愛媛県 徳島県 高知県 |
| V | 134度20分0秒0000 | 36度0分0秒0000 | 兵庫県 鳥取県 岡山県 |
| VI | 136度 0分0秒0000 | 36度0分0秒0000 | 京都府 大阪府 福井県 滋賀県 三重県 奈良県 和歌山県 |
| VII | 137度10分0秒0000 | 36度0分0秒0000 | 石川県 富山県 岐阜県 愛知県 |
| VIII | 138度30分0秒0000 | 36度0分0秒0000 | 新潟県 長野県 山梨県 静岡県 |
| IX | 139度50分0秒0000 | 36度0分0秒0000 | 東京都（XIV系、XVIII系及びXIX系に規定する区域を除く。) 福島県 栃木県 茨城県 埼玉県 千葉県 群馬県 神奈川県 |
| X | 140度50分0秒0000 | 40度0分0秒0000 | 青森県 秋田県 山形県 岩手県 宮城県 |
| XI | 140度15分0秒0000 | 44度0分0秒0000 | 小樽市 函館市 伊達市 北斗市 胆振支庁管内のうち有珠郡及び虻田郡 檜山支庁管内 後志支庁管内 渡島支庁管内 |
| XII | 142度15分0秒0000 | 44度0分0秒0000 | 札幌市 旭川市 稚内市 留萌市 美唄市 夕張市 岩見沢市 苫小牧市 室蘭市 士別市 名寄市 芦別市 赤平市 三笠市 滝川市 砂川市 江別市 千歳市 歌志内市 深川市 紋別市 富良野市 登別市 恵庭市 北広島市 石狩市 石狩支庁管内 網走支庁管内のうち紋別郡 上川支庁管内 宗谷支庁管内 日高支庁管内 胆振支庁管内（有珠郡及び虻田郡を除く。) 空知支庁管内 留萌支庁管内 |
| XIII | 144度15分0秒0000 | 44度0分0秒0000 | 北見市 帯広市 釧路市 網走市 根室市 根室支庁管内 釧路支庁管内 網走支庁管内（紋別郡を除く。) 十勝支庁管内 |
| XIV | 142度 0分0秒0000 | 26度0分0秒0000 | 東京都のうち北緯28度から南であり、かつ東経140度30分から東であり東経143度から西である区域 |
| XV | 127度30分0秒0000 | 26度0分0秒0000 | 沖縄県のうち東経126度から東であり、かつ東経130度から西である区域 |
| XVI | 124度 0分0秒0000 | 26度0分0秒0000 | 沖縄県のうち東経126度から西である区域 |
| XVII | 131度 0分0秒0000 | 26度0分0秒0000 | 沖縄県のうち東経130度から東である区域 |
| XVIII | 136度 0分0秒0000 | 20度0分0秒0000 | 東京都のうち北緯28度から南であり、かつ東経140度30分から西である区域 |
| XIX | 154度 0分0秒0000 | 26度0分0秒0000 | 東京都のうち北緯28度から南であり、かつ東経143度から東である区域 |
緯度経度からXY座標への変換は測量地点をポイント登録しポイントデータを出力し変換を行う。
国土地理院のホームページでは1点から座標変換を行うサービスプログラムがある。
http://vldb.gsi.go.jp/sokuchi/surveycalc/transf.html
また、ウエブ上で座標変換プログラムを検索するとフリーで配布しているところがありますので、参考にしてください。
ハンディGPSは緯度経度表示（その他UTM/UPS、MGRS など数種の表示形式）が標準であり、19系XY座標の表示はできない。
以下国土地理院より http://vldb.gsi.go.jp/sokuchi/surveycalc/algorithm/
UTM座標系は、Universal Transverse Mercator systemの和訳で、
各国が大きな縮尺の地図を作成する際、ガウス・クリューゲル図法を用いるに当たり国際的に取り決められた、
１投影面の適用範囲やシステム等の準則があり、それをUTM座標系と呼びます。
地球を経度6 ゜ごとに60 等分したゾーンに分けて投影する。(緯度は北緯84 ゜～南緯80 ゜まで利用できる)
ゾーンは西経180 ゜～174 ゜をNo.1 とし、東周りに6 ゜ずつ順番に番号が付けられている。
日本の例を示すと、126 ゜≦東経＜132 ゜はゾーンNo.52 、
132 ゜≦東経＜138 ゜はゾーンNo.53 、
138 ゜≦東経＜144 ゜はゾーンNo.54 、となる。
各ゾーンの中央の経線を中央子午線(ゾーンNo.53 では132 ゜+3 ゜=135 ゜)とし、
これと赤道との交点をゾーンの原点とする。
座標値は東西方向の座標値(E 、東へ行くほど大きくなる)、南北方向の座標値(N 、北へ行くほど大きくなる)で(x,y)と表し、
単位はm(メートル)を用いる。但し、負の値がないように、原点の座標をシフトする。
原点座標値(500000,0)北半球での原点座標値(500000,10000000)南半球での
例）明石の緯度経度、北緯34 ゜40’00″東経135 ゜00’00″はゾーンNo.53 の中央子午線が通るため (500000.00,3835697.88) 大 阪の緯度経度、
北緯34 ゜40’00″東経135 ゜30’00″は同じくゾーンNo.53 で (545804.82,3835811.57) と なる。
UTMは極地方（北極は緯度66度33分以上とされその上の８０度以上）では使用できないのでUPS（ユニバーサル極ステレオ）を使用する。
以下日本地図センターより
我国の地形図に「投影はUTM図法」と表示してあるのは、UTMの国際的な準則に従っていることの意味と解釈できます。
UTM座標系は、北緯84度（当初は80度でしたが、カナダ等の地域のために現在は84度になっています）から
南緯80度の間の地域に適用し、地球楕円面を経度6度毎の経線により楕円面を南北に輪切りにして、
経度差の等しい60のゾーン（帯）に分割します。
これらのゾーンは、経度180度の線を始発線として西から東に向かって、第1帯、第2帯、・・・第60帯と名付けます。
各帯の中央を通る経線を中央経線とし、中央経線の両側各3度の部分をガウス・クリューゲル図法によって一平面上に投影します。
各ゾーンの原点は、赤道と中央経線の交点とし、赤道を横軸、中央経線を縦軸とします。
この図法によれば、中央経線と赤道は直線となり、その他の経緯線は互いに直交する曲線となります。
縮尺係数（線拡大率）は中央経線上で0.9996とします。
その結果、中央経線より東西に約180kmのところで縮尺係数が1.0000となり、
これより外側は縮尺係数が1よりも大きくなり、1ゾーン内の歪みが6/10000以内に収まるように設計されています。
UTM Zone Number は01から60まで
UTM Zone Designators はCからXまで
GPSを定点に設置して測位したとしても測距誤差（大気、電離層、受信環境などさまざまな要因があり）測位の位置点は散らばります。
これらの散らばりの点の平均位置までの距離を二乗平均して平方根をとったものがDRMS。
平均値の2倍 2DRMSが位置精度の誤差の目安とされています。
10m 2DRMS とは 10mを半径とする円内に95%(*)の測位点が入る
DRMS √σx²+σy²
２DRMS ２√σx²+σy²
３DRMS ３√σx²+σy²
ＲＭＳ（自乗平均平方根）真の測位点から数値で示された半径の中に６３％の確率で存在
ＣＥＰ（確率誤差円）ＣＥＰは５０％の確率で数値に示された半径の中に存在
ＤＲＭＳ ＲＭＳと同じ
*相関係数による
※精度≠正確度
正確度 平均値が真値にどれだけ近いか
精度 散らばりが小さいか
アルマナックデータは軌道上における全ての衛星に関する軌道情報
エフェメリスデータは各衛星の正確な位置情報と信号を発射した時刻情報
GPS受信機はアルマナックデータにより測位に使用できる衛星を確認し、
エフェメリスデータから正確な時刻情報を得て、受信機内部の時計とナノ秒単位
（１ナノ秒は1/１０億分の１秒）で合わせます
そして衛星からの信号が届くまでの時間を計り、それに光の速度をかけて衛星までの距離を求めます。
これをレンジングといい、3機の衛星に対してレンジングを行うと三角交差法により自船の位置
緯度・経度が求められるのです。
ＧＰＳ受信機は電源を切る直前のアルマナックデータとエフェメリスデータを保存しています。
アルマナックデータは１週間程度
エフェメリスデータは１時間半程度
有効です。
このデータと完全に失ってしまった状態を「コールド」
アルマナックデータは失っていない状態を「ウォーム」
エフェメリスデータも失っていない状態を「ホット」
といいます。
アルマナック情報は
US.Coast Guard Navigation Center
http://www.navcen.uscg.gov/Default.htm
より得られます。
NMEAは米国海洋電子機器協会（National Marine Electronics Association）が定めた規格で、受信機とナビゲーション機器の通信に使用されるプロトコル。
中でも、NMEA-0183は、GPS受信機とナビゲーション機器の間をシリアルポートを利用して通信するための規格で、すべての文字がASCIIテキストの「センテンス」で送られる。
$TalkerID、センテンスID、センテンス、チェックサム CR/RL
|
System\Sentence |
GGA |
GLL |
GSA |
GSV |
RMC |
VTG |
|
GPS |
GPGGA |
GPGLL |
GPGSA |
GPGSV |
GPRMC |
GPVTG |
|
GLONASS |
GLGGA |
GLGLL |
GLGSA |
GLGSV |
GLRMC |
GLVTG |
|
GALILEO |
GAGGA |
GAGLL |
GAGSA |
GAGSV |
GARMC |
GAVTG |
|
BEIDOU |
GBGGA |
GBGLL |
GBGSA |
GBGSV |
GBRMC |
GBVTG |
|
GPS+GLONASS+ GALILEO+BEIDOU |
GNGGA
|
GNGLL |
GNGSA |
GPGSV GLGSV GAGSV GBGSV |
GNRMC |
GNVTG |
NMEA-0183 バージョン3.01（4.10）
以下NMEAの代表的なセンテンス（バージョンにより違いがあります。）
GGA – （時刻、緯度経度、標高、測位状態、DGPS基地局番号などの基本情報）
$GPGGA,065137.000,3543.8840,N,13944.3977,E,2,07,1.4,51.5,M,39.3,M,0.8,0000*41
$GPGGA
ID,
GLL – Geographic Position, Latitude and Longitude 位置情報、測位時刻
$GPGLL,3543.8840N,13944.3977,E,065137,A,D*49
ID,
GSA – GNSS DOP and Active Satellites Dop値及び使用衛星
$GPGSA,A,3,08,17,20,28,27,07,32,19,03,,,,1.8,1.0,1.5*30
ID,
GSV – 衛星情報（衛星情報は複数のGSVメッセージに出力）
$GPGSV,2,1,08,04,09,256,14,19,11,109,20,23,08,141,25,17,36,312,20*72
$GPGSV,2,2,08,11,51,054,27,32,53,069,28,28,60,254,29,20,70,132,43*75
ID,
RMC – 時刻位置情報速度方向
$GPRMC,043356.000,A,3543.8999,N,13944.3790,E,0.0,4.3,301109,,,A*62
ID,
VTG 進行方向速度情報
$GPVTG,199.4,T,,M,0.0,N,0.0,K,A*08
ID,
ZDA 時刻情報
$GPZDA,014336.000,08,06,2012,,*5A
ID,
—–Ver 3.01
データは、シリアル非同期、1スタートビット、8データビット、1ストップビット、パリティなしで送信されます。
標準では速度として4800が指定されています。最上位ビットは常にゼロです。
UTC、（GMT-Zulu時間）で日付と時刻を出力します。
GPSの日付と時刻は、1980年1月6日のゼロ秒開始からの週数に週の秒数を加えたものとして表されます。
GPS時刻はうるう秒補正されていませんが、衛星は現在のうるう秒補正もブロードキャストします。国際地球回転基準系サービス（IERS）によって発行
うるう秒補正は、12.5分ごとに1回、多重化衛星サブフレームブロードキャストにのみ含まれます。衛星はGPS受信機にうるう秒を通知しますが、この通知は必ずしもデバイスで正しく処理されるとは限らず、GPS受信機がコールドスタートした直後にはまったく利用できない場合があります。出力されたUTC時間は、コールドスタート又はうるう秒を含むサブフレームを受信するまでは約2秒程度ずれています。
| NMEA 2.0 | 1992-1 | ||
| NMEA 2.01 | 1994-8 | ||
| NMEA 2.10 | 1995-10 | ||
| NMEA 2.20 | 1997-1 | ||
| NMEA 2.30 | 1998-3 | APB,BWC,BWR,GLL,RMA,RMB,RMC,VTG,WCV,XTE | |
| NMEA 3.00 | 2000-7 | GBSエラーセット | |
| NMEA 3.01 | 2002-1 | ||
| NMEA 4.00 | 2008-11 | ||
| NMEA 4.10 | 2012-7 | ||
| NMEA 4.11 | 2018-11 | GNSS (Global Navigation Satellite System) sentences. GPS (US), GLONASS (Russia), GALILEO (Europe), BDS (China), QZSS (Japan), and NavIC ((IRNSS) (India)の各情報が含まれます) |
| BD | BeiDou (中国) |
| CD | Digital Selective Calling VHFデジタル選択呼出(DSC)装置 |
| EC | Electronic Chart Display & Information System (ECDIS)航海援助装置 |
| GA | Galileo Positioning System EU |
| GB | BeiDou (China) |
| GIVE | NavIC, IRNSS (インド) |
| GI | GLONASS, IEIC 61162-1 |
| GN | GNSS (NMEA 0183) |
| GP | GPS |
| GQ | QZSS (日本) |
| II | 総合機器 |
| IN | 総合航海システム |
| LC | Loran-C receiver (obsolete) |
| Pxxx | ベンダー固有 |
| BECAUSE | QZSS (日本) |
| QZ | QZSS (日本) |
| システム | 衛生 | PRN | NMEA-ID |
|---|---|---|---|
| EGNOS | AOR-E | 120 | 33 |
| EGNOS | ARTEMIS | 124 | 37 |
| EGNOS | IOR-W | 126 | 39 |
| MSAS | MTSAT-1 | 129 | 42 |
| EGNOS | IOR-E | 131 | 44 |
| WAAS | AMR | 133 | 46 |
| WAAS | PanAm | 135 | 48 |
| MSAS | MTSAT-2 | 137 | 50 |
| WAAS | Anik | 138 | 51 |
| 1〜32 | GPS |
|---|---|
| 33-54 | SBASシステム（EGNOS、WAAS、SDCM、GAGAN、MSAS） |
| 55-64 | 使用されていません（他のSBAS又QZSSの番号が置き換わる場合があります。NMEAV3.0 以下） |
| 65-88 | GLONASS |
| 89-96 | GLONASS（将来の拡張） |
| 97-119 | 使用されていない |
| 120-151 | 未使用（SBAS PRNがこの範囲を使用） |
| 152-158 | SBASシステム（EGNOS、WAAS、SDCM、GAGAN、MSAS） |
| 159-172 | 使用されていない |
| 173-182 | IMES |
| 193-197 | QZSS |
| 196-200 | QZSS（将来の拡張） |
| 201-235 | BeiDou (u-blox, not NMEA) |
| 301 – 336 | GALILEO |
| 401 – 437 | BeiDou (NMEA) |
緯度（Latitude）は赤道を0°とした南北の角。北極、南極が90°となり、北に+南に－をつける場合がある。180 度
1度＝60分＝3600秒
経度（Longitude）はロンドンの旧グリニッジ天文台跡（本初子午線）を0°とした東西の角度、東に+西に-をつける場合もある。
それぞれ180°まで（全周囲 360度）
・経度は標準時を定める基準となり、日本標準時は明石を通る東経135度の時刻。
・日本の緯度経度原点は東京都港区麻布台にある日本国内の測量の基準点、
経度は東経139度44分28秒8759、緯度は北緯35度39分29秒1572である。
緯度1度の長さは 地球の子午線約40008km÷360＝約111km
緯度1秒では111÷3600＝約 30.9m となる
東京付近（緯度35度） 上の1秒の長さは約30.8mとされている。 赤道上では約30.7m
日本の範囲は
最東端が東京都南鳥島で N24.16.59 E153.59.11 （度.分.秒）
最西端が沖縄与那国島 N24.26.58 E122.56.01
最南端が東京都沖ノ鳥島 N20.25.31 E136.04.11
最北端が北海道択捉島 N45.33.28 E148.45.14
緯度経度を扱う場合以下の表示形式がある。
DMS形式：度分秒.秒 形式(DDDMMss.ss)354354.76
DMM形式：度分.分 形式(DDDmm.mmmm)3543.912666
DEG形式：度.度 形式(dddd.ddddd)35.731877
POT形式：度分秒 (ddd°mm′ss.s″)35’43’54.7
※度分（DMM） 度分秒（DMS）の変換は
N35°43′54″76 は 43分以下の 54秒76を60で割る
54.76÷60=0.91266・・・・・
N35°43.912666
度分秒へは 43分以下に60をかける
0.912666×60=54.75996 ≒ 54.76
N35°43′54″7