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iPhone（スマートフォン）のGPS機能は、SIMを挿入しなくても使えるか（検証）
数日前に標題の件で、このサイト訪問者から質問がありました。（質問は、「解約済み、または、未開通SIMでiPhoneのGPSが使えるか」と言う内容でした。）
実は筆者は以前に携帯電波の届かない山の上に住んでいる知人のパーティーに初めて招待されたことがあり、当然、初めてで良く土地勘の無い処へ行くので、iPhoneの「GPSナビ（Motion-X GPS Drive）」アプリ
GPSナビは、iPhone/iPad用GPS、MotionX GPS Driveを使っています。 – 2011年11月23日
を使って行ったのですが、その時の経験から、答えは予想できていました。
ただ、実際に自分の仮定を実証したことが無かったので、今回、質問に答える為に検証をしました。
その結果をここに記録します。
結論を先に書くと、
● iPhone（スマートフォン）は、SIMを挿入していなくとも、GPS（緯度・経度・標高を測定する）機能は、使えます。
● ただし、WiFiか3G（2G、4G）通信で現在地の地図がダウンロードできない場合は、GPSで測定した場所を地図で表示できないので、実用性はありません。（緯度・経度の数字だけ判っても、普通の人にはどうしようもありません。）
● 事前にネット（WiFiまたは2G/3G/4G）に繋がっている時に周辺地図をiPhone（またはスマートフォン）にダウンロードして保存しておき、その「iPhoneに保存した地図を、iPhoneがネットに繋がっていない時でも、保存したローカル地図データで使用できるアプリ」であれば、保存した地図の範囲内では、SIMをiPhoneに挿入していなくとも、「ナビ」として使えます。（ちなみに、地図データを事前にダウンロードして保存する場合、（１）保存する地域の範囲、と、（２）地図の拡大スーケールを何段階保存するか、でデータの容量が違います。それによって、地図データは数十メガバイトから数ギガバイトになります。）
以下、その実証です。
テスト１： GPS機能の実証
まず、
● 3G契約しているiPhone 4S（Sprint）、
● 解約済みAT&TのSIMを挿入した、AT&TにSIMロックされたiPhone 4
● 全くSIMを挿入していない（SIMフリーの）iPhone 4
● 全くSIMを挿入していない（SIMフリーの）Galaxy Nexus
を用意し、この3台のiPhoneを積んで、車で少し離れた場所に移動します。
そしてそれぞれのiPhoneにはGPS機能を使ってiPhoneの緯度・経度を表示出来るiPhoneアプリ、「Motion X GPS」（同じソフト会社のアプリですが、カーナビ専用のMotion X GPS Drive」ではない。）をインストールし、実証に使います。
Galaxy Nexus (アンドロイド 4.0.4）では、「GPS Essentials」というアプリを使用しました。
また、もう一つの条件としては、WiFiは「オフ」に設定します。
（周辺のWiFi信号をiPhoneが勝手に掴んで、SkyHookのデータベースからそのWiFi装置のMacアドレスに相当するGPS位置=緯度・経度位置を検知することを、防ぐためです。）
まず、位置Aに移動し、その後位置Bに移動します。そして、3台のiPhoneで「Motion X GPS」を起動し、そのGPS（緯度・経度・高度）位置A（左）と位置B（右）の表示画面をそれぞれ下に表示します。
（１）3G通信で契約中のSprintの iPhone 4S
（２）解約済みAT&TのSIMを挿入した、AT&TにSIMロックされたiPhone 4
（３）全くSIMを挿入していない（SIMフリーの）iPhone 4
（４）全くSIMを挿入していない（SIMフリーの）Galaxy Nexus
実証の結果、3台のiPhoneおよび1台のSIM無しGalaxy Nexusは、同じ位置では同じ緯度・経度が画面に表示されました。
上記の結果から、iPhoneとGalaxy Nexus（アンドロイド携帯）のGPS（緯度・経度・高度の測定機能）は、3G通信が契約中・契約していないSIMが挿入されている・SIMが挿入されたいない、に関わらず、機能することがわかります。
※ 解約済みSIMまたはSIM無しの場合は、GPS衛星の信号を掴んで位置測定を確定するまで、数10秒～1分の時間が掛かることがあります。（下記、テスト３参照。）
※ 参考までに、高度は固体によって誤差がありますね。
テスト２：GPSが機能しても、地図が無いと役に立たないことの実証
次の実証として、
● 3G契約しているiPhone 4S（Sprint）、
● 全くSIMを挿入していない（SIMフリーの）iPhone 4
を使い、後者にはWiFi接続できる場所（自宅）で「Motion-X GPS」アプリで周辺地図を事前にダウンロードしておきます。
この場合、どちらも現在地と地図が表示されます。
Sprintで3G接続が繋がっている場合：
SIMを挿入していないiPhoneで、事前に周辺地図をiPhoneにダウンロードしている場合：
次に、SIMを挿入していないiPhoneの保存（ダウンロード）した地図を、iPhoneから削除します。
そして、iPhoneのメモリーキャッシュ内の地図データも、アプリ内の設定でクリアします。
そうすると、アプリは地図データが無いし、ネットで必要な地図データもアクセスもできないので、地図の詳細が画面に表示されず、現在地を示すアイコンだけが画面に表示されます。
幾らiPhoneのGPS機能が働いていても、この状態（地図が背景に表示されない状態）では、普通の人には何の役にも立たないですね・・・・
通常、iPhone／スマートフォンの「GPSナビ」アプリでは、データ通信が繋がっている間は移動中の車の進路に合わせて、ある程度の周辺地図データ／目的地までの地図データを「先読み」しています。したがって、実際には目的地よりも前に3G（2G、4G）データ通信ができなくなってしまっても、目的地までの地図が事前にダウンロードされてメモリーキャッシュに保存されているので、目的地まではちゃんと誘導してくれることがあります。
ところが、目的地からの帰路の際に「GPSナビ」アプリの出発地点（現在地）と目的地との設定を変えた途端にメモリーキャッシュはリセットされ、周辺の地図がiPhoneから消えてしまい、データ通信ができないので新しい地図情報がダウンロードされず、地図が表示されない！・・・という状態になります。（実際に筆者はこの状態を、経験しました。）
つまり、携帯電波の届かないような過疎地域（国立公園、などの自然の中）にドライブに行く場合には、地図データを全部装置にローカル・メモリー（ハードディスク）で保存している「従来型のGPSナビ」がまだ必要な時がある・・・・と言うことです。
筆者は「従来型のGPSナビ」は持っていないのですが、・・・どうしようかな・・・
しかし、それを使うような状況が、これから何度発生するか（対、そのコスト）・・・・次第ですね・・・・
テスト３：A-GPSは、データ（パケット）通信を使っているのか？
GPS衛星信号だけを使った通常のGPS位置測定システムは、衛星の位置情報を受信し、使用する衛星を確定し、それから位置を計算するのに時間が掛かります。（数10秒～1分。）
そこで、iPhoneやスマートフォンにはA-GPSというチップが内蔵されていて、GPS衛星からの信号で位置情報測定が確定される前に、携帯の基地局からデータ信号を受信して「大まかな位置」を決定し、それを「暫定位置」として地図アプリなどに表示する機能があります。
ここで疑問は、
１．A-GPSは、データ（パケット）通信なの？ それとも、音声・テキストメッセージと同じ通信チャンネルを使っているの？
２．iPhoneやスマートフォンに解約済みSIMを挿入すると、SIM無しよりもGPS位置決定が早くなるの？
そこで、以下の実験をして見ました。
（１） Galaxy Nexusにデータ通信契約中のSIMを挿入し、3Gデータ通信を有効にして、GPS測定をする。
（２） Galaxy Nexusにデータ通信契約中のSIMを挿入し、3Gデータ通信を無効（使用しない）にして、GPS測定をする。
（３） Galaxy Nexusに解約済みSIMを挿入し、3Gデータ通信を有効にして、GPS測定をする。（解約済みSIMのため、この設定でもデータ通信はされないはず。）
（４） Galaxy NexusにSIMを挿入せずに、3Gデータ通信を有効にして、GPS測定をする。（SIMが挿入されていないため、この設定でもデータ通信はされないはず。）
また、この実験中、WiFi設定は一貫して「オフ」にします。
使用したアプリは、上のアプリと同じく「GPS Essentials」で、
そのメインメニューから「Dashboard」アイコンをタップし、
緯度・経度が「0/0」から、現在地の緯度・経度に表示が変わるまでの時間をiPhoneのストップウォッチで測定しました。
前のデータ（特にGPS衛星データや一データ）が携帯内部のメモリーに残っていないように、それぞれの実験が終了したらGalaxy Nexusを完全に電源を落とし、再度電源を入れ、次の実験に備えます。
結果は、
（１）契約中のSIMを使用して3Gデータ通信を有効にした場合は、「Dashboard」アイコンをタップしてから0（瞬間）～3秒以内に緯度・経度が表示される。⇒「GPS Essentials／Dashboard」画面でGPS衛星の認知数が増えていき、約1分後に実際に位置確定に使用されたGPS衛星数が表示され、緯度・経度の数字が若干変わります。
⇒ 
（２）契約中のSIMを使用して3Gデータ通信を無効にした場合は、「Dashboard」アイコンをタップしてから50数秒～1分数秒後、緯度・経度が表示される。
（３）解約済みSIMを挿入した場合は、「Dashboard」アイコンをタップしてから50数秒～1分数秒後、緯度・経度が表示される。
（４）何もSIMを挿入しなかった場合も、「Dashboard」アイコンをタップしてから50数秒～1分数秒後、緯度・経度が表示される。
ここで判ったことは、
● A-GPSの「A-（Assisted-）」の部分は、携帯の基地局からデータ（パケット）通信を介して、概算位置がほぼ瞬間的に携帯画面に表示されるように働く。
● 従ってA-GPS機能を使うと、（地図データのダウンロード以外に）パケット料金が課金されるはず。
● データ通信が有効化されていないか、データ通信契約がされていないと、携帯データ通信の「A-（Assisted-）」の機能が使えないので、GPS衛星信号のみを使った従来のGPSナビ装置と同じように位置測定の初期化（衛星データの初期化）に1分ぐらいの時間が掛かる。
● 従って、「解約済みSIM」を挿入しても、「SIM無しの状態」に比べて、A-GPS（GPS）のパーフォーマンスは何も変わらない。