JP2015014473A - 車載器、及びスプーフィング検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】衛星測位システムを利用する車載器におけるスプーフィングの検出を可能とする。
【解決手段】本発明の一実施形態において、車載器は、人工衛星から受信した測位信号に基づいて、車両の現在位置を示す測位結果を出力する測位部と、測位結果を時刻と対応付けて格納する測位結果記憶部と、測位結果記憶部に格納された過去の測位結果と、測位部が測定した現在の測位結果とを用いて、車両の運動が所定の基準を満たすか否かの判定に基づいてスプーフィングの有無を判定する処理部とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した車載器に関する。

人工衛星が発信する信号を用いて地球上の車両等の位置を推定する衛星測位システムが用いられている。そのような技術として、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＧＬＯＮＡＳＳ、ガリレオシステム等のＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）が知られている。

衛星測位システムを用いる事により、例えば、有料道路として設定された領域内を走行する車両に対して、人工衛星による車両位置の測位結果に基づいて課金処理を行うことができる。

特表２００８−５１０１３８号公報 シンガポール特許第１７１５７１号公報

衛星測位システムにおいて、人工衛星が発信する測位用の信号を偽装することによって、推定位置を現実の位置と異なる位置に誤認させるスプーフィングと呼ばれる技術が知られている。有料道路における車両の課金処理などを正当に行うために、スプーフィングの検知を可能とする技術が望まれる。特許文献１、２は、スプーフィングに対処するための技術の例である。

本発明の一実施形態において、車載器は、人工衛星から受信した測位信号に基づいて、車両の現在位置を示す測位結果を出力する測位部と、測位結果を時刻と対応付けて格納する測位結果記憶部と、測位結果記憶部に格納された過去の測位結果と、測位部が測定した現在の測位結果とを用いて、車両の運動が所定の基準を満たすか否かの判定に基づいてスプーフィングの有無を判定する処理部とを備える。

本発明の一実施形態において、車載器のスプーフィング検知方法は、人工衛星から受信した測位信号に基づいて、車両の現在位置を示す測位結果を出力する工程と、測位結果を時刻と対応付けて記憶装置に格納する工程と、測位結果記憶部に格納された過去の測位結果と、測位部が測定した現在の測位結果とを用いて、車両の運動が所定の条件を満たすか否かの判定に基づいてスプーフィングの有無を判定する工程とを備える。

本発明により、スプーフィング検知を可能とする技術が提供される。

図１は、衛星測位システムの構成を示す。 図２は、車載器の構成を示す。 図３は、スプーフィング検知部の構成を示す。 図４は、車載器の動作を示す。 図５は、車載器の動作を示す。 図６は、衛星測位システムの構成を示す。 図７は、車載器の構成を示す。 図８は、スプーフィング検知部の構成を示す。 図９は、車載器の動作を示す。 図１０は、車載器の動作を示す。 図１１は、車載器の動作を示す。 図１２は、基地局ＩＤテーブルを示す。

（第１実施形態）
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の第１実施形態における衛星測位システムの構成を示す。衛星測位システムにおいては、複数のＧＮＳＳ衛星１２が発信する測位信号であるＧＮＳＳ衛星情報を用いて、車両１の位置が推定される。

ユーザの車両１に車載器２が搭載される。車載器２は、ＧＮＳＳ衛星情報をＧＮＳＳアンテナ６によって受信する。車載器２が備えるＧＮＳＳチップ７は、受信したＧＮＳＳ衛星情報に基づいて車両１の地球上の三次元的な現在位置を推定し、測位結果として出力する。車載器２は更に、ＧＮＳＳチップ７から出力される測位結果を用いて課金処理等を行う計算機である処理部３を備える。処理部３は、測位結果を、記憶装置に用意された測位結果記憶領域５に格納する。

車両１はバッテリを備え、バッテリから車載器２に車両電源電圧１７を供給する。車両電源電圧１７は、車載器２が備える電源回路４に供給される。車両１は更に、イグニッションキーがオンの方向に回されエンジンがオンされたか、オフの方向に回されエンジンがオフされたかを示すイグニッションＯＮ／ＯＦＦ信号１８を車載器２に出力する。イグニッションＯＮ／ＯＦＦ信号１８は電源回路４を経由して処理部３にイグニッションＯＮ／ＯＦＦ信号１９として送信される。

処理部３は、車両１のイグニッションがオンされたことを示すイグニッションＯＮ／ＯＦＦ信号１９に応じて、車載器２の電源をオンすることを指令する車載器電源電圧ＯＮ／ＯＦＦ信号２０を電源回路４に出力する。電源回路４は、その車載器電源電圧ＯＮ／ＯＦＦ信号２０に応答して、車両１から供給される車両電源電圧１７を必要に応じて電力変換して車載器電源電圧２１を出力する。車載器２が備える各種回路は、車載器電源電圧２１によって駆動する。

図２は、車載器２の構成を示す。車載器２は、ＧＮＳＳアンテナ６、ＧＮＳＳチップ７、測位結果保存部３２、測位結果記憶領域５、メイン処理部３４、及びスプーフィング検知部３１を備える。これらのうち、測位結果保存部３２、メイン処理部３４、及びスプーフィング検知部３１が、図１の処理部３に相当する。処理部３に含まれるこれらの各部は、ＣＰＵが実行するソフトウェアによって実現してもよいし、それぞれの機能を有する別個の装置によってハードウェア的に実現してもよい。ＧＮＳＳチップ７が測位結果３５を出力すると、測位結果保存部３２はその測位結果３５を現在時刻と共に測位結果記憶領域５に格納する。測位結果記憶領域５には、測位結果３５が測位時刻と対応づけられて格納される。

ＧＮＳＳチップ７が出力する測位結果３６は更に、スプーフィング検知部３１に入力される。スプーフィング検知部３１は、測位結果３６と、測位結果記憶領域５に格納された過去の測位結果３５及び測位時刻とに基づいて、スプーフィングが行われているか否かの判定結果３９を出力する。メイン処理部３４は、ＧＮＳＳチップ７が出力する測位結果３８と、スプーフィング検知部３１が出力する判定結果３９とに基づいて、車両１が有料道路を走行した際の課金処理などを実行する。

図３は、スプーフィング検知部３１が備える機能ブロックを示す。スプーフィング検知部３１は、判定部４１、閾値設定部４２、及びエンジン情報収集部４３を備える。本実施形態においては、判定部４１が用いられる。これらの機能ブロックは、車載器２が備えるメインＣＰＵが記憶装置に格納されたプログラムを読み出し、そのプログラムに記載された手順に従って動作することによって実現することができる。

次に、図４を参照して、本実施形態におけるスプーフィング検知部３１の動作について説明する。まず、車両１のエンジンが起動し、車載器２がオンとなっているとき、ＧＮＳＳチップ７は、ＧＮＳＳ衛星情報に基づいて、車両１の地球上での三次元的な位置を示すデータである測位結果３５、３６、３８を出力する。測位結果保存部３２は、現在時刻を示す測位時刻と共に、測位結果３５を測位結果記憶領域５に格納する（ステップＡ１）。

判定部４１は、ＧＮＳＳチップ７が出力した現在の測位結果３６と、測位結果記憶領域５に格納された過去の測位結果とを比較する。この比較は、例えば、予め時間のずれ量を設定し、測位結果記憶領域５から、設定されたずれ量だけ過去の（例えば１０秒前の）測位結果を読み出し、現在の測位結果３６と比較することによって実行される（ステップＡ２）。

判定部４１は、過去の測位結果と現在の測位結果の差異と、予め設定された閾値との大小関係を判定する。この閾値としては、ステップＡ２で用いられた設定されたずれ量の間に、車両１がそれ以上運動するのは不自然だと思われる距離が設定される。例えば、時間のずれ量を１０秒に設定し、閾値を５００メートルに設定すると、１０秒前の測位結果と現在の測位結果が５００メートル以上である場合は、不自然な運動であると判断される。

判定部４１は、差異が閾値以上でない場合は（ステップＡ３ＮＯ）、スプーフィングが無く、測位が正常に行われているものと判定する（ステップＡ５）。差異が閾値以上である場合は（ステップＡ３ＹＥＳ）、スプーフィングが行われたと判定する（ステップＡ４）。

判定部４１は、スプーフィングの有無に関する判定結果３９を出力する（ステップＡ６）。メイン処理部３４は、測位結果３８に基づいて課金等の処理を行う際に、判定結果３９も考慮に入れて処理を行う。例えば、スプーフィングが行われていると判定されたときは、通常の課金処理を中止し、その判定結果３９を示すデータを記憶装置に格納する。

以上の処理により、スプーフィングが行われた結果、ＧＮＳＳ衛星情報に基づく測位結果が不自然な飛躍を示した場合に、スプーフィング情報に依拠した課金処理を避けることができる。

以上のスプーフィング検知処理に加えて、衛星測位システムにおける測位誤差の原因となるマルチパスを検出する手段を用意してもよい。マルチパスによる測位誤差の場合は、例えば、衛星測位に基づく車両の運動経路が一時的に不自然な飛躍を示し、再び元の正しい測位結果に戻る。従って、ステップＡ３で判定した、距離の差異が閾値以上である期間が所定期間以下であるときは、マルチパス等による測位誤差の可能性があると判定して、スプーフィングと判定しないという処理を行ってもよい。

以上に説明した手段によるスプーフィング検知は、車載器２への実装が容易であるという利点を有する。以下に、その利点について説明する。

衛星測位システムにおいては、専用のＧＮＳＳチップが車載器に搭載される。スプーフィング検知機能を実装するために、ＧＮＳチップの内部に、ＧＮＳＳ衛星から受信するデータを検証する機能を追加することも考えられる。しかしながら、実装の容易さの観点からは、ＧＮＳＳチップに変更を加える必要が無く、ＧＮＳＳチップが出力する信号を用いたスプーフィング検知を可能とする技術が望ましい。

ＧＮＳＳチップが出力する信号は、ＮＭＥＡ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍａｒｉｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）などによって規格が定められている。そのような規格に定められた出力信号に基づいてスプーフィング検知を行うことができれば、どの種類のチップを採用することもでき、チップ選定の自由度が高い。

図４に示したスプーフィング検知処理においては、衛星測位システムが生成するデータとして、ＧＮＳＳチップ７が出力する車両１の推定位置が用いられる。このような推定位置は、どのような種類のＧＮＳＳチップ７でも出力することが規格に定められている。そして、各ＧＮＳＳ衛星の軌道情報などの、ＧＮＳＳチップ７が必ずしも出力するとは限らない詳細な情報は、図４のスプーフィング検知においては必要とされない。そのため、図４に示したスプーフィング検知処理は、ＧＮＳＳチップ７自身に変更を加えること無く実行でき、更に、ＧＮＳＳチップ７の種類を問わずに実行することができるという利点を有する。このような利点は、以下に説明する本発明の他の実施形態も同様に有する。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態においては、図１、図２に示される構成は第１実施形態と同様であるが、図３の判定部４１に加えて、閾値設定部４２の動作によって、スプーフィング判定処理が行われる。

図５は、本発明の第２実施形態におけるスプーフィング検知部３１の動作を示すフローチャートである。図４のステップＡ１と同様に、ＧＮＳＳチップ７が測位結果３５、３６、３８を出力する。測位結果保存部３２は、現在時刻を示す測位時刻と共に、測位結果３５を測位結果記憶領域５に格納する（ステップＡ１１）。

次に、閾値設定部４２は、車載器２内の記憶装置に格納された閾値データベース５０を参照して、閾値を設定する。車両１の位置変化は、例えば高速道路を走行中には速く、市街地を走行中には遅い。従って、車両１の現在位置に応じて、異なる移動速度の閾値を設定することによって、車両１の測位結果３５、３６、３８の時系列的な変化が不自然か否かを判定することができる。

そのような判定を行うため、閾値データベース５０は、地図上の領域と、閾値とを対応づけて格納する。例えば、高速道路を示す領域に対しては速度の閾値が大きく設定され、市街地を示す領域に対しては速度の閾値が小さく設定される。閾値設定部４２は、ＧＮＳＳチップ７が出力した測位結果３６に示された車両１の現在位置に対応する閾値を閾値データベース５０から抽出して、スプーフィング検知用の閾値として設定する。このような閾値は、例えば車両の速度、加速度、角速度などについてそれぞれ設定することができる（ステップＡ１２）。

判定部４１は、ＧＮＳＳチップ７から入力した測位結果３６と、測位結果記憶領域５に格納された過去の測位結果と測位時刻の履歴に基づいて、車両１の現在の速度、加速度、及び角速度を算出する（ステップＡ１３）。

判定部４１は、算出された車両１の速度と、閾値設定部４２が設定した速度の閾値Ｖｔｈとの大小関係を判定する。車両１の速度が閾値よりも小さい場合は（ステップＡ１４ＹＥＳ）、ステップＡ１５の処理に進む。車両１の速度が閾値以上の場合には（ステップＡ１４ＮＯ）、スプーフィングが行われた疑いがあると判定される（ステップＡ１８）。

判定部４１は、算出された車両１の加速度と、閾値設定部４２が設定した加速度の閾値Ａｔｈとの大小関係を判定する。車両１の加速度が閾値よりも小さい場合は（ステップＡ１５ＹＥＳ）、ステップＡ１６の処理に進む。車両１の加速度が閾値以上の場合には（ステップＡ１５ＮＯ）、スプーフィングが行われた疑いがあると判定される（ステップＡ１８）。

判定部４１は、算出された車両１の角速度と、閾値設定部４２が設定した角速度の閾値Ａｔｈとの大小関係を判定する。車両１の角速度が閾値よりも小さい場合は（ステップＡ１６ＹＥＳ）、ステップＡ１７の処理に進む。車両１の加速度が閾値以上の場合には（ステップＡ１６ＮＯ）、スプーフィングが行われた疑いがあると判定される（ステップＡ１８）。この処理により、車両の方向の変化率が不自然な程大きいときに、スプーフィング疑いがあると判定することができる。

ステップＡ１４〜Ａ１６の処理は、任意に順序を入れ替えて実行してもよいし、これら３種類の処理のうち１又は２種類のみ実行してもよい。これらの処理の全てにおいて、車両の運動を示す量（速度、加速度、角速度）が閾値を下回った場合には、スプーフィングが発生していないと判定される（ステップＡ１７）。

本実施形態において、スプーフィング検知部３１は、図５に示す動作に加えて、図４に示した第１実施形態における過去と現在の測位結果の比較に基づくスプーフィング検知動作を行うこともできる。その場合には、ステップＡ１４〜Ａ１６に加えて、ステップＡ３の動作においてもスプーフィング無しと判定された場合にのみ、スプーフィング無しと判定される。

スプーフィング疑いがあると判定された場合、ステップＡ１８において、ＧＮＳＳチップ７が出力する現在時刻と対応づけて、スプーフィング疑いの履歴がスプーフィング候補データベース５１に登録される。

判定部４１は、スプーフィング疑いが発生した場合、過去のスプーフィング疑いの履歴をスプーフィング候補データベース５１から抽出する。スプーフィング疑いが継続した期間が所定の閾値より短かった場合は（ステップＡ１９ＮＯ）、マルチパス等による短期的な測位誤差であり、スプーフィングが発生しなかったと判定する（ステップＡ１７）。スプーフィング疑いが継続した期間が所定の閾値以上であった場合は（ステップＡ１９ＹＥＳ）、スプーフィングが発生したと判定する（ステップＡ２０）。

判定部４１は、ステップＡ１７において生成されたスプーフィングなし、又はステップＡ２０において生成されたスプーフィングありを示す判定結果３９を出力する（ステップＡ２１）。メイン処理部３４は、ＧＮＳＳチップ７が出力する測位結果３８に基づいて課金処理等を実行する際に、第１実施形態と同様に、判定結果３９を考慮に入れる。

（エンジンの起動状態を用いたスプーフィング判定）
以上の処理に加えて、図３のエンジン情報収集部４３の動作によるスプーフィング判定を追加してもよい。通常、車両１のエンジンが停止している場合は、車両１の位置は変化しない。もし車両１のエンジンが停止中に、衛星測位システムによって推定された位置がある程度以上変化した場合には、スプーフィングの疑いがあると考えられる。

そうしたスプーフィング疑いを検知するため、図３に示すエンジン情報収集部４３は、イグニッションＯＮ／ＯＦＦ信号１９を監視する。エンジン情報収集部４３は、イグニッションＯＮ／ＯＦＦ信号１９に基づいて、車両１のエンジンが停止された（イグニッションキーがオフ状態とされた）と判定した場合、ＧＮＳＳチップ７がそれ以前に出力した最後の測位結果３６を、エンジン停止時測位結果として、車載器２の内部の記憶装置に保存する。

エンジン情報収集部４３が、イグニッションＯＮ／ＯＦＦ信号１９がオフからオンに変わったことを認識したとき、ＧＮＳＳチップ７が出力する最初の測位結果３６が、エンジン起動時測位結果として、エンジン停止時測位結果と共に、判定部４１に受け渡される。判定部４１は、エンジン停止時測位結果と、エンジン起動時測位結果の差を算出する。判定部４１は、その差が所定の閾値より小さかった場合は正常であると判定し、所定の閾値以上であった場合はスプーフィングが発生したと判定する。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図６は、第３実施形態における衛星測位システムの構成を示す。図７は、本実施形態における車載器２の構成を示す。本実施形態においては、以下の処理が行われる。
（１）過去と現在のＧＮＳＳ測位結果に基づくスプーフィング検知。
（２）ＧＮＳＳ時刻とＤＳＲＣ時刻（又はセルラ通信時刻）との比較に基づくスプーフィング検知。
（３）ＧＮＳＳ測位結果とＤＳＲＣ路側機の位置（又はセルラ基地局の通信領域）との比較に基づくスプーフィング検知。
これらのうち、（１）については、第１実施形態又は第２実施形態に示した処理が行われる。本実施形態においては更に、（２）と（３）の処理が追加される。それらの処理のために、本実施形態においては、セルラ通信網と、路側システムとが用いられる。

セルラ通信は、移動体通信の方式の一つとして一般的に用いられている方式である。以下に概略を説明する。セルラ通信においては、通信地域が多数の小さいセルに分けられ、各セルに基地局が設置される。セルのサイズは、典型的には基地局を中心とする数キロメートルから十数キロメートル程度の範囲だが、それより小さいマイクロセルに分割する方式も用いられている。各基地局の電波の出力は、その基地局が属するセルを通信範囲としてカバーする程度の大きさである。すなわち、各基地局は、他の基地局に対して、電波干渉を起こさない程度に離れて設置される。そのため、異なる基地局で同じ周波数を使い回すことが可能であり、周波数の有効利用が可能である。

セルラ通信網は、センタシステム１４と、複数のセルラ基地局１３とを備える。車載器２は、セルラ通信アンテナ８と、セルラ通信チップ９とを備える。セルラ通信網は、ＧＮＳＳによる車両１の位置推定結果を用いた有料道路の課金システムの一部として使用することができる。ＧＮＳＳチップ７は、ＧＮＳＳ衛星１２から受信するＧＮＳＳ衛星情報に基づいて、車両１の位置を推定して測位結果として出力する。セルラ通信チップ９は、その測位結果をセルラ通信アンテナ８から発信する。測位結果は、車両１の近くのセルラ基地局１３を介してセンタシステム１４に送信される。車載器２とセルラ通信網とが双方向に通信することにより、車両１の測位結果を用いた課金等の処理が行われる。

路側システム１６は、車両が走行する道路や駐車場などの路側に設置される複数のＤＳＲＣアンテナ１５に接続される。車載器２は、ＤＳＲＣアンテナ１５と双方向の狭域専用通信（ＤＳＲＣ、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を行うためのＤＳＲＣアンテナ１０と、ＤＳＲＣ通信処理部１１とを備える。

（ＤＳＲＣによる時刻情報の取得）
図７に示すように、本実施形態における車載器２は、リアルタイムクロック３３を備える。ＧＮＳＳチップ７がＧＮＳＳ衛星情報に基づいて生成する情報の中には、現在時刻を示す時刻情報３７（ＧＮＳＳ時刻情報）が含まれる。ＧＮＳＳチップ７は時刻情報３７を車載器２の内部のリアルタイムクロック３３に出力する。リアルタイムクロック３３は、車載器２内の処理においてでタイムスタンプ等として利用できるように時刻情報３７を出力する。

路側システム１６は、現在時刻を示すＤＳＲＣ時刻情報を常に生成している。ＤＳＲＣ通信処理部１１は、ＤＳＲＣアンテナ１０を介してそのＤＳＲＣ時刻情報を受信し、スプーフィング検知部３１に受け渡す。

（ＤＳＲＣによる位置情報の取得）
路側システム１６は、ＤＳＲＣアンテナ１５（路側装置）の位置を示すＤＳＲＣ位置情報を発信する。ＤＳＲＣ通信処理部１１は、ＤＳＲＣアンテナ１０が受信したＤＳＲＣ位置情報を、ＤＳＲＣ測位結果としてスプーフィング検知部３１に受け渡す。

（スプーフィング検知部の構成）
スプーフィング検知部３１には、ＧＮＳＳチップ７が出力する測位結果３６と、リアルタイムクロック３３が出力するＧＮＳＳ時刻情報とが入力される。スプーフィング検知部３１は、測位結果３６と、ＧＮＳＳ時刻情報と、ＤＳＲＣ時刻情報とに基づいて、スプーフィングが行われているか否かの判定結果３９を出力する。

スプーフィング検知部３１は更に、ＧＮＳＳチップ７が出力する測位結果３６（ＧＮＳＳ測位結果）と、ＤＳＲＣ測位結果とに基づいて、スプーフィングが行われているか否かの判定結果３９を出力する。メイン処理部３４は、ＧＮＳＳチップ７が出力する測位結果３８と、スプーフィング検知部３１が出力する判定結果３９とに基づいて、車両１が有料道路を走行した際の課金処理などを実行する。

図８は、スプーフィング検知部３１が備える機能ブロックを示す。本実施形態におけるスプーフィング検知部３１は、図３に示す第１実施形態に加えて更に、時刻情報取得部４４と、位置情報取得部４５とを備える。これらの機能ブロックは、車載器２が備えるメインＣＰＵが記憶装置に格納されたプログラムを読み出し、そのプログラムに記載された手順に従って動作することによって実現することができる。

（ＤＳＲＣ時刻情報を用いたスプーフィング検知部の動作）
次に、本実施形態におけるスプーフィング検知部３１の動作について説明する。図９は、既述の以下の処理、
（２）ＧＮＳＳ時刻とＤＳＲＣ時刻（又はセルラ通信時刻）との比較に基づくスプーフィング検知。
を示すフローチャートである。

まず、車両１のエンジンが起動し、車載器２がオンとなっているとき、ＧＮＳＳチップ７は、ＧＮＳＳ衛星情報に基づいて、現在時刻を示す時刻情報３７を出力する。リアルタイムクロック３３は、その時刻情報３７をＧＮＳＳ時刻情報として、ほぼリアルタイムでスプーフィング検知部３１に出力する（ステップＢ１）。時刻情報取得部４４は、ＤＳＲＣ通信処理部１１からＤＳＲＣ時刻情報をほぼリアルタイムで取得する（ステップＢ２）。

判定部４１は、ＧＮＳＳ時刻情報とＤＳＲＣ時刻情報とを比較する（ステップＢ３）。判定部４１は、ＧＮＳＳ時刻情報とＤＳＲＣ時刻情報との差が所定の閾値より小さい場合は（ステップＢ４ＮＯ）、スプーフィングが発生していないと判定する（ステップＢ６）。判定部４１は、ＧＮＳＳ時刻情報とＤＳＲＣ時刻情報との差が所定の閾値以上である場合は（ステップＢ４ＹＥＳ）、スプーフィングが発生したと判定する（ステップＢ５）。

判定部４１は、スプーフィングの有無に関する判定結果３９を出力する（ステップＢ７）。メイン処理部３４は、測位結果３８に基づいて課金等の処理を行う際に、判定結果３９も考慮に入れて処理を行う。例えば、スプーフィングが行われていると判定されたときは、通常の課金処理を中止し、その判定結果３９を示すデータを記憶装置に格納する。

スプーフィングの手法の一つとして、過去の衛星測位システムによる測位結果のデータを、現在の車両の位置データであるかのように偽装して使用することが考えられる。そのような場合、スプーフィング用の情報に含まれる時刻情報が現在時刻とは異なっている可能性がある。本実施形態における処理により、そのような場合に、衛星測位システムによる時刻を、路側システム１６が提供する時刻と比較して検証することによって、スプーフィングの発生を検知することができる。

（セルラ通信網時刻情報を用いたスプーフィング検知）
図９に示したスプーフィング検知の変形例として、路側システム１６に替えて、セルラ通信を用いてもよい。本変形例において、セルラ通信網は、現在時刻を示すセルラ通信時刻情報を生成する。セルラ通信時刻情報は、セルラ基地局１３から車載器２に送信される。セルラ通信チップ９は、セルラ通信アンテナ８を介して受信したセルラ通信時刻情報をスプーフィング検知部３１にほぼリアルタイムで受け渡す。

本変形例において、スプーフィング検知部３１は、図９のステップＢ２におけるＤＳＲＣ時刻情報の入力に替えて、セルラ通信時刻情報を入力する。それ以外の処理は、図９と同じである。このような衛星測位システムにおいては、ＤＳＲＣの路側装置が設置されていない領域においても、セルラ通信網から供給される時刻を用いてＧＮＳＳ時刻情報の信頼性を検証することにより、スプーフィング検知を行うことができる。

（ＤＳＲＣ位置情報を用いたスプーフィング検知部の動作）
次に、図１０を参照して、既述の以下の処理、
（３）ＧＮＳＳ測位結果とＤＳＲＣ路側機の位置（又はセルラ基地局の通信領域）との比較に基づくスプーフィング検知。
におけるスプーフィング検知部３１の動作について説明する。

まず、車両１のエンジンが起動し、車載器２がオンとなっているとき、ＧＮＳＳチップ７は、ＧＮＳＳ衛星情報に基づいて、車両１の地球上での三次元的な位置を示すデータである測位結果３６、３８を出力する（ステップＣ１）。位置情報取得部４５は、ＤＳＲＣ通信処理部１１からＤＳＲＣ測位結果をほぼリアルタイムで入力する（ステップＣ２）。

判定部４１は、ＧＮＳＳチップ７が出力した現在の測位結果３６（ＧＮＳＳ測位結果）と、ＤＳＲＣ測位結果とを比較する（ステップＣ３）。判定部４１は、ＧＮＳＳ測位結果が示す位置とＤＳＲＣ測位結果が示す位置との差異（両者間の距離）と、予め設定された閾値との大小関係を判定する。この閾値としては、ＤＳＲＣの路側機の通信範囲と同程度か、それより大きい距離が設定される。判定部４１は、差異が閾値より小さい場合（ステップＣ４ＮＯ）、ステップＣ５の処理に進み、差異が閾値以上であった場合（ステップＣ４ＹＥＳ）、ステップＣ６の処理に進む。

ステップＣ４においてＹＥＳの判定がなされると、判定部４１は、スプーフィングの疑いがあると判定する（ステップＣ６）。スプーフィング疑いがあると判定された場合、現在時刻と対応づけて、スプーフィング疑いの履歴がスプーフィング候補データベース５１に登録される。

判定部４１は、スプーフィング疑いが発生した場合、過去のスプーフィング疑いの履歴をスプーフィング候補データベース５１から抽出する。スプーフィング疑いが継続した期間が所定の閾値より短かった場合は（ステップＣ７ＮＯ）、マルチパス等による短期的な測位誤差であり、スプーフィングが発生しなかったと判定する（ステップＣ５）。スプーフィング疑いが継続した期間が所定の閾値以上であった場合は（ステップＣ７ＹＥＳ）、スプーフィングが発生したと判定する（ステップＣ８）。

判定部４１は、ステップＣ５において生成されたスプーフィングなし、又はステップＣ８において生成されたスプーフィングありを示す判定結果を出力する（ステップＣ９）。メイン処理部３４は、ＧＮＳＳチップ７が出力する測位結果３８に基づいて課金処理等を実行する際に、判定結果３９を考慮に入れる。例えば、スプーフィングが行われていると判定されたときは、通常の課金処理を中止し、その判定結果３９を示すデータを記憶装置に格納する。

以上の処理により、スプーフィングが行われた結果、ＧＮＳＳ衛星情報に基づく測位結果が通信を行っているＤＳＲＣ路側機の位置から不自然に離れていた場合に、スプーフィングの発生を検知することができる。

（セルラ基地局位置情報を用いたスプーフィング検知部の動作）
図１０に示したＤＳＲＣ位置情報に替えて、セルラ基地局１３の位置（通信範囲）に基づいてスプーフィング検知を行うことも可能である。セルラ通信網は、セルラ基地局１３を介して車載器２と課金処理等のための通信を行う際に、車載器２と通信中のセルラ基地局１３を特定する識別子を車載器２に送信する。その識別子によって、車両１が位置する位置を概略的に認識し、第１実施形態におけるＤＳＲＣ測位結果の代わりに用いることができる。

図１２は、本実施形態におけるスプーフィング検知部３１に予め登録される基地局ＩＤテーブル５２を示す。基地局ＩＤテーブル５２は、複数の基地局の各々を特定する識別子である基地局ＩＤ５３と、各セルラ基地局１３によってカバーされる通信範囲を示す情報である領域５４とを対応付ける。

図１１は、本実施形態におけるスプーフィング検知部３１の動作を示す。図１０のステップＣ１と同様に、衛星測位システムによる測位結果３６がスプーフィング検知部３１に入力される（ステップＣ１１）。セルラ通信チップ９は、セルラ通信アンテナ８を介してセルラ基地局１３から受信する信号の中から、通信中のセルラ基地局１３を特定する基地局ＩＤ５３を抽出する。位置情報取得部４５は、セルラ通信チップ９から基地局ＩＤ５３を入力する（ステップＣ１２）。位置情報取得部４５は、セルラ通信チップ９から取得した基地局ＩＤ５３に対応する領域５４を基地局ＩＤテーブル５２から検索する（ステップＣ１３）。

判定部４１は、ＧＮＳＳ測位結果が示す位置と、基地局ＩＤテーブル５２から検索された領域５４（セルラ基地局通信範囲）とを比較する（ステップＣ１４）。判定部４１は、ＧＮＳＳ測位結果がセルラ基地局通信範囲に入っていた場合（ステップＣ１５ＮＯ）、ステップＣ１６の処理に進み、入っていなかった場合（ステップＣ１５ＹＥＳ）、ステップＣ１７の処理に進む。それ以降のステップＣ１６〜Ｃ２０の処理は、図１０のステップＣ５〜Ｃ９とそれぞれ同じである。

本実施形態において、スプーフィング検知部３１は、図１０に示した動作におけるＤＳＲＣ測位結果に替えて、通信中のセルラ基地局１３の位置を用いてスプーフィング検知を行う。このような衛星測位システムにおいては、ＤＳＲＣの路側装置が設置されていない領域においても、スプーフィング検知を行うことができる。

スプーフィング検知部３１が図４又は図５に示した処理に加えて、図９に示した処理と、図１０に示した処理とを行うことによって、以下の３通りのスプーフィング検知結果が得られる。
（１）過去と現在のＧＮＳＳ測位結果に基づくスプーフィング検知。
（２）ＧＮＳＳ時刻とＤＳＲＣ時刻（又はセルラ通信時刻）との比較に基づくスプーフィング検知。
（３）ＧＮＳＳ測位結果とＤＳＲＣ路側機の位置（又はセルラ基地局の通信領域）との比較に基づくスプーフィング検知。
スプーフィング検知部３１は、これらの３通りのスプーフィング検知方法のうちの少なくとも１つにおいて「スプーフィングあり」と判定されたときに、総合的にスプーフィングありとの判定結果３９を出力する。あるいは、スプーフィング検知部３１は、これらの３通りのスプーフィング検知方法のうち少なくとも２つにおいて「スプーフィングあり」と判定されたときに、総合的にスプーフィングありとの判定結果３９を出力する多数決方式を採用してもよい。あるいは、第１実施形態と同じ（１）の方法に加えて、（２）と（３）のいずれか一方のみの方法を採用することもできる。その場合は、二通りのスプーフィング検知のうち、少なくとも一方がスプーフィングを検知した場合に、総合的にスプーフィングありとの判定結果３９を出力する。あるいは、両者がスプーフィングを検知した場合に、総合的にスプーフィングありとの判定結果３９を出力してもよい。

１ 車両
２ 車載器
３ 処理部
４ 電源回路
５ 測位結果記憶領域
６ ＧＮＳＳアンテナ
７ ＧＮＳＳチップ
８ セルラ通信アンテナ
９ セルラ通信チップ
１０ ＤＳＲＣアンテナ
１１ ＤＳＲＣ通信処理部
１２ ＧＮＳＳ衛星
１３ セルラ基地局
１４ センタシステム
１５ ＤＳＲＣアンテナ
１６ 路側システム
１７ 車両電源電圧
１８ イグニッションＯＮ／ＯＦＦ信号
１９ イグニッションＯＮ／ＯＦＦ信号
２０ 車載器電源電圧ＯＮ／ＯＦＦ信号
２１ 車載器電源電圧
３１ スプーフィング検知部
３２ 測位結果保存部
３３ リアルタイムクロック
３４ メイン処理部
３５ 測位結果
３６ 測位結果
３７ 時刻情報
３８ 測位結果
３９ 判定結果
４１ 判定部
４２ 閾値設定部
４３ エンジン情報収集部
４４ 時刻情報取得部
４５ 位置情報取得部
５１ スプーフィング候補ＤＢ
５２ 基地局ＩＤテーブル
５３ 基地局ＩＤ
５４ 領域

Claims (8)

1. 人工衛星から受信した測位信号に基づいて、車両の現在位置を示す測位結果を出力する測位部と、
   前記測位結果を時刻と対応付けて格納する測位結果記憶部と、
   前記測位結果記憶部に格納された過去の前記測位結果と、前記測位部が測定した現在の前記測位結果とを用いて、前記車両の運動が所定の条件を満たすか否かの判定に基づいてスプーフィングの有無を判定する処理部と
   を具備する車載器。
2. 請求項１に記載された車載器であって、
   前記所定の条件は、前記車両の速度が所定の閾値以上の場合にスプーフィングであると判定する条件である
   車載器。
3. 請求項２に記載された車載器であって、
   前記処理部は、前記車両が存在する地図上の領域に応じて前記所定の閾値を設定する
   車載器。
4. 請求項１に記載された車載器であって、
   前記処理部は、前記車両の加速度が所定の閾値以上の場合にスプーフィングであると判定する
   車載器。
5. 請求項１に記載された車載器であって、
   前記処理部は、前記車両の角速度が所定の閾値以上の場合にスプーフィングであると判定する
   車載器。
6. 請求項１から５のいずれかに記載された車載器であって、
   前記処理部は、前記車両のエンジンが起動しているか否かを示す起動情報を収集し、前記エンジンが起動していないと前記起動情報に示されており、前記車両が運動していることが前記測位結果に示されていたときに、スプーフィングであると判定する
   車載器。
7. 請求項１から６のいずれかに記載された車載器であって、
   前記処理部は、前記車両の運動が前記所定の基準を満たさないときにスプーフィング疑いが有ると判定し、前記スプーフィング疑いが所定の期間以上継続したときにスプーフィングであると判定する
   車載器。
8. 人工衛星から受信した測位信号に基づいて、車両の現在位置を示す測位結果を出力する工程と、
   前記測位結果を時刻と対応付けて記憶装置に格納する工程と、
   前記測位結果記憶部に格納された過去の前記測位結果と、前記測位部が測定した現在の前記測位結果とを用いて、前記車両の運動が所定の条件を満たすか否かの判定に基づいてスプーフィングの有無を判定する工程と
   を具備する車載器のスプーフィング検知方法。

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