JP2015148520A - 航法メッセージ認証型測位装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ホットスタート時やウォームスタート時において、同一のGPS衛星2についての、第1車載機200の電源オフ前に認証成立済みであった航法メッセージと、再起動後に受信した航法メッセージとに、経過時間に応じた整合性がある場合に、測位用のGPS衛星2として選択する。
【選択図】図3
Description
図1に示すように、実施形態1における航法メッセージ認証システム1は、モニタステーション110、認証センタ120、マスタコントロールステーション130、第1車載機200、及び第2車載機300を含む。第1車載機200を用いる車両を車両A、第2車載機300を用いる車両を車両Bとする。第1車載機200及び第2車載機300が請求項の航法メッセージ認証型測位装置に相当する。
モニタステーション110は、衛星測位システムの一つであるGPSが備えるGPS衛星2a〜2fが発信するGPS電波を受信する。GPS衛星2a〜2fが請求項の人工衛星に相当する。以降では、GPS衛星2a〜2fの個々を区別しない場合にはGPS衛星2と表現する。周知のように、GPS電波には航法メッセージが含まれている。モニタステーション110は、受信したGPS電波を復調して航法メッセージを抽出し、認証センタ120へ送る。複数のGPS衛星2からGPS電波を受信した場合には、それぞれのGPS電波から航法メッセージを抽出して、認証センタ120へ送る。
図2に示すように、認証センタ120は、制御部122、データ記憶部124、通信部126を備える。
QZS衛星3が放送した航法メッセージは、第1車載機200の通信部210が備える受信部211に受信される。図3に示すように、この第1車載機200は、通信部210、制御部220、衛星受信機230を備える。
ここで、第1車載機200の制御部220での認証関連処理について、図4に示すフローチャートを用いて説明を行う。図4のフローチャートは、例えば、GPS衛星2から衛星受信機230で受信した航法メッセージの出力を制御部220が受けたときに開始する構成とすればよい。ここでは、1周期分の出力時に、複数のGPS衛星2の航法メッセージが出力され、この複数のGPS衛星2の航法メッセージについて認証を行うように処理を繰り返すものとして説明を行う。
また、第1車載機200の制御部220は、衛星受信機230から出力された直近の航法メッセージに含まれる情報と、その航法メッセージについての前述の認証関連処理での認証結果(以下、NMA認証情報)とをメモリ220aに一時的に保存する一時保存処理を行う。衛星受信機230からの1周期分の出力時に、複数のGPS衛星2の航法メッセージが出力される場合には、この複数の航法メッセージが全て直近の航法メッセージに該当することになる。
続いて、第1車載機200の制御部220での再起動方法選択処理について、図6に示すフローチャートを用いて説明を行う。図6のフローチャートは、例えば、第1車載機200の電源が一旦オフになった後、第1車載機200の電源が再度オンになったときに開始する構成とすればよい。
続いて、第1車載機200の制御部220での初期測位関連処理について、図7に示すフローチャートを用いて説明を行う。図7のフローチャートは、例えば、再起動方法選択処理でホットスタート及びウォームスタートのいずれかを選択したときに開始する構成とすればよい。
また、第1車載機200の制御部220は、測位を行った場合に、その測位に用いたGPS衛星2について、NMA認証成立済みか否かを示す前述のNMA認証情報と、みなし認証成立済みか否かを示す情報(以下、みなし認証情報)を含む認証情報リストをメモリ220aに保存する認証情報保存処理を行う。
続いて、第1車載機200の制御部220での測位情報送信処理について、図9に示すフローチャートを用いて説明を行う。図9で示す測位情報送信処理は、例えば一定の周期で開始する構成とすればよい。
続いて、図10を用いて、第1車載機200から送信された測位情報を受信する側の第2車載機300についての説明を行う。第2車載機300は、図10に示すように、通信部310、制御部320、衛星受信機330を備える。通信部310は、第1車載機200が備える通信部210と無線通信を行う。
実施形態1によれば、ホットスタート時やウォームスタート時において、同一のGPS衛星2についての、第1車載機200の電源オフ前に認証成立済みであった航法メッセージと、再起動後に受信した航法メッセージとに、経過時間に応じた整合性がある場合に、測位用のGPS衛星2として選択する。前述したように、経過時間に応じた整合性があると判定した航法メッセージは正規のものである可能性が高いので、その航法メッセージの発信元のGPS衛星2から再起動後に受信する航法メッセージを用いれば、信頼度のより高い測位を行うことが可能と言える。従って、実施形態1によれば、ホットスタート時やウォームスタート時において、信頼度のより高い初期測位を行うことが可能となる。
第1車載機200での初期測位関連処理において、メモリ220aに保存しておいたNMA認証成立済みの航法メッセージの発信時刻と、NMA認証前の航法メッセージの発信時刻との発信時刻差と、両者の航法メッセージをそれぞれ受信した受信時刻差との差が閾値未満である場合に、整合性があると判定する構成について説明したが、必ずしもこれに限らない。例えば、NMA認証成立済みの航法メッセージと、NMA認証前の航法メッセージとの間で、航法メッセージの発信時刻と受信時刻とから定まる擬似距離が閾値未満である場合に整合性があると判定する構成(以下、変形例1)としてもよい。
ここで、変形例1における第1車載機200の制御部220での初期測位関連処理について、図11に示すフローチャートを用いて説明を行う。図11のフローチャートは、図7のフローチャートからS36の処理のみを入れ替えたものであって、S36の処理と入れ替えたステップS36a〜ステップS36cの処理の部分を抜き出して示している。
前述したように、NMA認証成立済みの航法メッセージと、NMA認証前の航法メッセージとの間で、航法メッセージの発信時刻と受信時刻とから定まる擬似距離が一致する場合には、航法メッセージは正規のものである可能性が高い。変形例1では、このような条件を満たす場合に、NMA認証前の航法メッセージを発信したGPS衛星2を測位用のGPS衛星2として選択する。よって、変形例1によっても、信頼度のより高い測位を実現しながらも、ホットスタート時やウォームスタート時における測位開始時間の遅れを抑えることが可能になる。
変形例1の構成は、第2車載機300での初期測位関連処理に適用する構成としてもよい。
実施形態1では、第1車載機200から送信した測位情報を、第2車載機300が受信する場合について説明を行ったが、必ずしもこれに限らない。例えば、第1車載機200から狭域通信機能により送信した測位情報を、路側機が受信する構成(以下、変形例3)としてもよい。
変形例3によれば、第1車載機200で測位した位置を路側機に送信する場合に、測位に用いたGPS衛星2についてのNMA認証情報及びみなし認証情報といった認証情報も付与して送信する。よって、路側機では、この認証情報を用いて、第1車載機200での測位の信頼性がどの程度高いのかを判断することが可能になる。その結果、判断した信頼性の高さをもとに、位置情報利用処理の必要とする信頼性の高さに応じて、第1車載機200から送信される位置を利用して所定のサービスを提供する処理を実行するか否かを判断することが可能になる。
また、第1車載機200でのNMA認証の結果を利用して、第2車載機300でみなし認証を行った結果が正しかったことを確認する構成(以下、変形例4)としてもよい。
まず、第1車載機200の制御部220での認証確認用情報送信処理について、図12に示すフローチャートを用いて説明を行う。図12で示す認証確認用情報送信処理は、例えば一定の周期で開始する構成とすればよい。
続いて、第2車載機300の制御部320での確認処理について、図14に示すフローチャートを用いて説明を行う。図14で示す確認処理は、例えば、第1車載機200から送信されてきた認証確認用情報を受信部311で受信したときに開始する構成とすればよい。
変形例4によれば、みなし認証が適切であったと判断されたもの以外のGPS衛星2については、NMA認証を行うことで信頼性を確認することができるので、第2車載機300において信頼度のより高い測位を行うことが可能となる。また、みなし認証が適切であったと判断されたGPS衛星2については、確認処理によって信頼性が確認できているので、この点からも、第2車載機300において信頼度のより高い測位を行うことが可能となる。
変形例4では、認証確認用情報にみなし認証情報や認証済み証を含む構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、認証確認用情報にみなし認証情報や認証済み証を含まない構成(以下、変形例5)としてもよい。認証確認用情報に認証済み証を含まない構成とした場合には、図14のフローチャートのS77〜S79の処理を省略し、S76でYESの場合にS80に移る構成とすればよい。
前述の実施形態では、第1車載機200は、車車間通信によって測位情報や認証確認用情報を第2車載機300に送信する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、路側機を中継することで、路車間通信によって測位情報や認証確認用情報を第1車載機200から第2車載機300に送信する構成としてもよい。他にも、公衆通信回線網を利用して、測位情報や認証確認用情報を第1車載機200から第2車載機300に送信する構成としてもよい。
前述の実施形態では、GPS衛星2から受信した航法メッセージのみを測位に用いた場合の例を挙げて説明を行ったが、QZS衛星3から受信した航法メッセージを測位に用いる構成としてもよい。この場合、QZS衛星3から受信した航法メッセージの認証についても、GPS衛星2の場合と同様にして行う構成とすればよい。
前述の実施形態で説明した航法メッセージ認証型の認証方法はあくまで一例であり、認証機関へのアクセスが必要な認証方法であれば、他の認証方法を用いる構成としてもよい。
前述の実施形態では、車両で用いられる第1車載機200及び第2車載機300を例に挙げて説明を行ったが、必ずしもこれに限らない。例えば、第1車載機200や第2車載機300と同様の航法メッセージ受信装置を、ユーザに携帯される携帯端末等に適用する構成としてもよい。
Claims (5)
- 衛星測位システムで用いられる人工衛星からの航法メッセージを受信する衛星受信機(230、330)と、
前記人工衛星から受信した航法メッセージに応じた認証用情報を、認証センタから取得する認証用情報取得部(S5)と、
前記認証用情報取得部で取得した前記認証用情報を用いて、前記衛星受信機で受信した前記航法メッセージが正規のものであることの認証を行う認証部(S9〜S11)と、
前記衛星受信機で複数の前記人工衛星から受信した前記航法メッセージをもとに自装置の位置を測位する測位部(S42)とを備える航法メッセージ認証型測位装置(200,300)であって、
前記衛星受信機が受信した前記航法メッセージのうちの、前記人工衛星の軌道情報を少なくとも含む情報である衛星情報と、その航法メッセージについての前記認証部での認証結果とを、自装置の電源オフの間も保存しておく保存部(220a、330a)と、
自装置の再起動時に、前記保存部に保存しておいた前記軌道情報を利用して、前記人工衛星の捕捉を行う捕捉部(S24、S27)と、
前記保存部に保存しておいた前記認証結果が認証成立であった前記航法メッセージが存在した場合、前記保存部に保存しておいたその航法メッセージの前記衛星情報に含まれる情報を用いて、その航法メッセージと、その航法メッセージの発信元の前記人工衛星から再起動後に受信した航法メッセージとに整合性があるか否かを判定する整合性判定部(S36、S36c)と、
前記整合性判定部で整合性があると判定した場合には、整合性があると判定した前記航法メッセージの発信元の前記人工衛星を、前記測位部での測位に用いる人工衛星として選択する選択部(S38)とを備え、
前記測位部は、前記捕捉部で捕捉した前記人工衛星のうちの、前記選択部で選択した前記人工衛星から受信した前記航法メッセージを用いて自装置の位置を測位することを特徴とする航法メッセージ認証型測位装置。 - 請求項1において、
前記保存部は、前記衛星情報として、前記衛星受信機が受信した前記航法メッセージのうちの、その航法メッセージが前記人工衛星から発信された発信時刻も保存するものであり、
前記整合性判定部(S36)は、
前記保存部に保存しておいた前記航法メッセージの発信時刻と、その航法メッセージの発信元の前記人工衛星から再起動後に受信した前記航法メッセージに含まれる発信時刻との時刻差と、両者の航法メッセージをそれぞれ受信した時刻差との差が閾値未満である場合に、前記整合性があると判定することを特徴とする航法メッセージ認証型測位装置。 - 請求項1において、
前記保存部は、前記衛星情報として、前記衛星受信機が受信した前記航法メッセージのうちの、その航法メッセージが前記人工衛星から発信された発信時刻も保存するものであり、
前記整合性判定部(S36c)は、
前記保存部に保存しておいた前記航法メッセージの発信時刻とその航法メッセージを受信した時刻とから定まる擬似距離と、その航法メッセージの発信元の前記人工衛星から再起動後に受信した前記航法メッセージに含まれる発信時刻と前記再起動後に前記航法メッセージを受信した時刻とから定まる擬似距離との差が閾値未満である場合に、前記整合性があると判定することを特徴とする航法メッセージ認証型測位装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項において、
前記測位部は前記認証部で認証が成立した前記航法メッセージの発信元の前記人工衛星から受信した前記航法メッセージも前記測位に用いることが可能なものであり、
前記測位部で測位した位置を、自装置の外部に送信する測位位置送信処理部(S53)を備え、
前記測位位置送信処理部は、
前記測位部で測位した位置に、この位置の測位に用いた前記人工衛星についての、前記認証部で認証が成立した前記航法メッセージの発信元の前記人工衛星か否か、及び前記測位部での測位に用いる人工衛星として前記選択部で選択された前記人工衛星か否かを示す情報を、付与して送信することを特徴とする航法メッセージ認証型測位装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項において、
前記測位部は、前記認証部で認証が成立した前記航法メッセージの発信元の前記人工衛星から受信した前記航法メッセージも前記測位に用いることが可能なものであり、
前記人工衛星についての、その人工衛星を識別できる識別情報、及び前記認証部で認証が成立した前記航法メッセージの発信元の前記人工衛星か否かを示す認証情報を、自装置の外部に送信する認証情報送信処理部(S63)と
自装置以外の前記航法メッセージ認証型測位装置である他装置の前記認証情報送信処理部から送信されてくる、前記識別情報及び前記認証情報を受信する認証情報受信処理部(S71)と、
前記認証情報受信処理部で受信した前記識別情報及び前記認証情報をもとに、前記測位部での測位に用いる人工衛星として自装置の前記選択部で選択されたものが、前記他装置の前記認証部で認証が成立した前記航法メッセージの発信元の前記人工衛星と同一の人工衛星であると特定できる場合に、自装置の前記選択部で選択されたその人工衛星が、前記測位に用いる人工衛星として適切であったと判断する確認部(S80)とを備えることを特徴とする航法メッセージ認証型測位装置。
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