GPSによる模型飛行機の飛行記録

   GPS受信機を積んで、セスナ182スカイレーンの7.3分の1モデルを飛ばしました。そのときの記録を公開します。


飛行機仕様 翼長1500mm 全備重量2400g パワーENYA53-4c プロペラ12x5 8500RPM
テイクオフ 2010年8月6日14時48分52秒 
ランディング 同日14時55分25秒
飛行距離 6672m 飛行時間 6分33秒 離陸速度48km/h 着陸速度31km/h 平均速度61.6km/h 最高速度124km/h 最高到達対地高度368m、上昇時間1分07秒 
フルパワーで水平飛行中は7から80kmはでているようです。

  地図がふるいため飛行場は表示されず、地形だけです。軌跡のログによると、離陸地点を中心に滑走路方向へ350m程度を行き来しています。最遠地点では姿勢が見えないというより、回収不能な森林地域のため、それ以上遠くへ行かなかった、というのが実情です。 離陸後まず高度を見極めるため、目いっぱいの上昇率で見失う寸前まで上昇しました。最高高度は370m弱で視界没の不安が出てきたため、パワーを絞り降下させています。夏晴れの青空の下で視界は十分でした。一般的な飛行高度は50〜100mあたりといえるようです。

  今回の搭載機はスパン1.5mの高翼機であり、姿勢の視認はしやすく、自立安定性もよいためシビアな操縦が要求される飛行機ではありませんでした。

  次回は地上からの動画や、ムービーを搭載して同時に再生したら面白いかなと思っています。




GPSに関する薀蓄

  GPSはすでに車載のナビゲーションシステムなどに組み込まれ、われわれの生活に浸透しつつあります。 人工衛星からの電波を受けて、現在位置を正確に把握するシステムで、空の見える場所では、地球上のどこへ行っても、その場所の緯度と経度を測定します。誤差はほぼ10m以内という感じです。高度(標高)も測定しますが、これは100mほどの誤差を含んでいるようです。

  もともとアメリカの国防総省が軍用に開発したシステムで、いま24個の専用の人工衛星が地球を回って、12000マイル上空から電波を送ってきます。このうち3個以上の衛星からの電波を捉え、その信号の相関関係から受信地点の座標を求めるのだそうです。

   軍用として、兵士や航空機に持たせておけば迷子になる心配がないばかりか、ミサイルのセンサーとして搭載すれば誤差10m以内で地上の目標に的中させることができるわけです。当然システムの内容を公開した以上、敵にも利用される可能性があり、報道されていませんがマンハッタンに旅客機を命中させた9.11テロにも使用されていた可能性は高いと思われます。目的地の滑走路の緯度・経度・高度をインプットすれば、飛行機が勝手に飛んでゆく時代です。 ですから、湾岸戦争当時は意識的に誤差を100m〜150mと大きくし、米軍だけに修正情報を別の方法で送り修正して使っていたこともありましたが、クリントンの決定により2000年5月2日にこれをやめ、民間用途にも最高の精度で使えるようにしてくれたのです。自宅の窓辺においておくと、あたかも町内を勝手に彷徨していたGPSが、この日を持って自分の敷地内の散歩に変わったのを体験し感動したものです。

   受信機はガーミンやマゼランといった米国製がおおく、国産ではハンディPCに付加するカード状のものや、携帯電話にはすべて内蔵され販売されています。写真はガーミンのeTrex Summitという登山やスカイスポーツを意識した製品で、単三アルカリ2本で動作し、重さは約160gあります。この機種には高度情報の誤差を補う意味で、気圧高度計が内蔵され、数m程度の誤差に収めています。気圧高度計は大気圧をもとにしていますので、高気圧低気圧といった気象状況によって絶対値は変化します。スタート地点の高度を地図でしらべてインプットすれば大気圧が変動しない間は、正確な高度が読み取れます。

   スカイスポーツでは高度表示のほかにも、対地速度の表示が絶対的威力を発揮します。また進行方位の表示も万一雲の中に入ったときなど有効です。 この機種では1秒ごとに時刻と位置と高度データを30000ポイントまで記憶しており、データを圧縮するため動き方にもよりますが20時間程度の軌跡を記録します。これをパソコンに取り込んで3次元表示することにより軌跡画像が得られます。

   国土地理院が発行している地形データに、地表を50m単位のメッシュで覆い、全交点の標高をデジタルデータにしたものがあります。日本全国が3枚のCDに収められています。

   このデータをもとにパソコンの画面に立体的に地形を描画するフリーソフトがあります。カシミールといって、富士山頂が見える場所を地図上にマークすること(可視見ーる)が最初のきっかけだったようですが、ある地点から見える山の景色が、地形だけでなく、日照や積雪、雲や霞、紅葉具合までも計算して表現する「もんのすごい」無料ソフトです。
   このソフトの画像に、GPSで記録した航跡を重ねて表示することにより、登山ルートの記録や、滑空機では上昇風の出方やその利用の仕方、競技会のパイロンクリアのエビデンスにも使われています。また飛んでいる位置からの視点での景色を描画させると、最近の高速なパソコンならリアルタイムで動きが再現でき、よいフライトをした日は帰宅後のビールがいっそうおいしく飲めるツールでもあります。


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