JP2022179962A - 測位装置、スプーフィング検知方法及び測位プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】民生信号へのスプーフィングを判定する。【解決手段】測位装置１００は、スプーフィング耐性のある測位信号により測位して概略位置Ａを取得する概略位置Ａ取得部５１と、前回位置Ｐに対し速度ベクトルの時間積分をして概略位置Ｂを計算する概略位置Ｂ計算部５２と、概略位置Ａを基準として概略位置Ｂの良否判定をする概略位置Ｂ判定部５３と、概略位置Ｂの良否判定結果に応じて、概略位置Ａと概略位置Ｂとのいずれかを概略自己位置として記憶装置に格納する自己位置決定部５４と、民生信号から民生信号の観測データ・民生信号のみによる測位位置等の民生信号情報を取得する信号情報取得部５５と、概略自己位置の信号情報に対して民生信号情報の良否判定をする信号情報判定部５６と、民生信号情報の良否判定結果に応じて、民生信号へのスプーフィングを判定するスプーフィング判定部５７とを備えた。【選択図】図２

Description

本開示は、測位装置、測位信号のスプーフィング検知方法及び測位プログラムに関する。

ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）に代表される全地球衛星測位システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）において民生用の測位信号（以下、「民生信号」と呼ぶ）は数が多く、精度の良い測位をするには民生信号が必要となる。しかし、民生信号はインタフェース仕様が公開されていることから、スプーフィング（なりすまし）信号による欺瞞が容易であり、測位位置の信頼性を担保するにはスプーフィングの検知が課題である。
スプーフィング検知の手法としては、複数のアンテナを設ける手法（特許文献１参照）や、慣性航法システム（ＩＮＳ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した手法（特許文献２参照）等が提案されている。

米国特許第１０９０８２９３号明細書 米国特許出願公開第２０１９０３０２２７２号明細書

従来の手法では、アンテナを複数搭載が必要、又は、ＩＮＳの搭載が必要等、システムが大型化又は複雑化する課題がある。また、アンテナを複数搭載する手法では、複数衛星からスプーフィング信号を配信される等、ＧＮＳＳの信号方向とスプーフィングの信号方向を分離が困難な場合、スプーフィングの検知が難しいという課題がある。ＩＮＳを利用した手法では、ＩＮＳのセンサ誤差が蓄積し、スプーフィングによる誤差とセンサ誤差の分離が難しいという課題がある。

この開示は、測位信号のスプーフィング検知が可能な測位装置を提供する。

本開示の測位装置は、
概略自己位置を記憶装置に格納する自己位置決定部と、
スプーフィング耐性がない測位信号を含む複数の測位信号から測位信号情報を取得する信号情報取得部と、
前記概略自己位置の信号情報に対して前記測位信号情報の良否判定をする信号情報判定部と、
前記測位信号情報の良否判定結果に応じて、前記スプーフィング耐性がない測位信号へのスプーフィングを判定するスプーフィング判定部と
を備えた。

本開示によれば、測位信号のスプーフィング検知が可能になる。

実施の形態１における測位システム構成図。 実施の形態１における測位装置１００の構成図。 実施の形態１におけるスプーフィング検知方法を示すフローチャート。 実施の形態２における測位装置１００の構成図。 実施の形態２におけるスプーフィング検知方法を示すフローチャート。 実施の形態３における測位装置１００の構成図。 実施の形態３におけるスプーフィング検知方法を示すフローチャート。

実施の形態１．
＊＊＊測位システムの構成の説明＊＊＊
図１に基づいて、測位システムの構成を説明する。
測位システムは、スプーフィング耐性のある測位信号と、スプーフィング耐性がない測位信号を利用する。
スプーフィング耐性のある測位信号は、スプーフィング耐性がない測位信号よりスプーフィング耐性があるが、スプーフィング耐性がない測位信号より測位精度が劣ることが想定される。
スプーフィング耐性がない測位信号は、スプーフィング耐性がある測位信号よりスプーフィング耐性が劣るが、スプーフィング耐性がある測位信号より測位精度が良いことが想定される。
スプーフィング耐性のある測位信号の具体例は、準天頂衛星（ＱＺＳ：Ｑｕａｓｉ－Ｚｅｎｉｔｈ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ）から配信される公共用の測位信号（公共信号）、ＧＰＳ衛星から配信される軍用信号、又は、認証等によりスプーフィング耐性を持つ信号である。
スプーフィング耐性がない測位信号の具体例は、スプーフィング耐性のある測位信号以外の民生用の測位信号（民生信号）であり、ＧＮＳＳ衛星が配信する民生用の測位信号である。

図１に示す測位システムは、ＧＮＳＳ衛星（準天頂衛星を含む）と移動体とを有する。
図１に示すＧＮＳＳ衛星は、民生信号を配信する。
民生信号は、ＰＲＮコード（Ｐｓｅｕｄｏ Ｒａｎｄｏｍ Ｎｏｉｓｅ ｃｏｄｅ）と航法情報の仕様が公開されているためスプーフィング耐性の特性を持たない。
図１に示す準天頂衛星は、民生信号だけでなく公共信号も配信する。
公共信号は、ＰＲＮコードが非公開のためスプーフィング耐性の特性を持つ。

移動体は、測位装置１００を搭載している。
移動体は、船舶、飛行機又は自動車等である。
移動体は、測位装置１００により自己位置を測位する。
測位装置１００は、民生信号に含まれる民生信号情報と公共信号に含まれる公共信号情報とを使用して、自己位置を算出する。

正体不明の物体（干渉源）からスプーフィング信号が配信された場合、測位装置１００は、スプーフィング信号を使用して測位する可能性があり、正しい測位ができなくなる。

前回位置Ｐは、測位装置１００がアンテナ５０の自己位置として直前に採用した自己位置であり、半径Ｐｒの誤差範囲を有する。
概略位置Ａは、スプーフィング耐性のある測位信号により測位した概略自己位置のことであり、半径Ａｒの誤差範囲を有する。
概略位置Ｂは、前回位置Ｐに対し速度ベクトルの時間積分をして計算した概略自己位置のことであり、半径Ｂｒの誤差範囲を有する。
ここで「概略」とは、誤差範囲を有していることを意味している。
「概略自己位置」とは、自己位置として採用される可能性がある候補位置（自己位置の候補位置）であることを意味している。
すなわち、概略位置Ａは、半径Ａｒの誤差範囲を有する候補位置のことである。
また、概略位置Ｂは、半径Ｂｒの誤差範囲を有する候補位置のことである。

＊＊＊測位装置１００の構成の説明＊＊＊
図２に基づいて、測位装置１００の構成を説明する。
測位装置１００は、以下の構成を有する。
・複数の衛星からスプーフィング耐性のある測位信号とスプーフィング耐性がない測位信号とを受信する１つのみのアンテナ５０、
・スプーフィング耐性のある測位信号により測位して概略位置Ａを取得する概略位置Ａ取得部５１、
・前回位置Ｐに対し速度ベクトルの時間積分をして概略位置Ｂを計算する概略位置Ｂ計算部５２と、
・概略位置Ａを基準として概略位置Ｂの良否判定をする概略位置Ｂ判定部５３、
・概略位置Ｂの良否判定結果に応じて、概略位置Ａと概略位置Ｂとのいずれかを概略自己位置として記憶装置に格納する自己位置決定部５４、
・スプーフィング耐性がない測位信号を含む複数の測位信号から測位信号情報を取得する信号情報取得部５５と、
・概略自己位置の信号情報に対して測位信号情報の良否判定をする信号情報判定部５６、
・測位信号情報の良否判定結果に応じて、スプーフィング耐性がない測位信号へのスプーフィングを判定するスプーフィング判定部５７。

＊＊＊測位装置１００のハードウエアとソフトウエア＊＊＊
測位装置１００は、プロセッサと、主記憶メモリと、記憶装置と、入出力インタフェースと、ストレージとを備えるコンピュータと、コンピュータで実行される測位プログラムとで実現することができる。

プロセッサは、オペレーティングシステム、ネットワークドライバ及びストレージドライバを実行しながら、測位プログラムを実行する。
記憶装置に記憶されている測位プログラム、オペレーティングシステム、ネットワークドライバ及びストレージドライバは、主記憶メモリに読み込まれ、プロセッサによって実行される。

測位プログラムにより利用、処理又は出力される前回位置Ｐ、概略位置Ａ、概略位置Ｂ、概略自己位置、信号情報、判定結果、速度情報、測位データ、測位情報、信号値、積分値及び変数値は、主記憶メモリ、記憶装置、又は、プロセッサ内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。

測位装置１００の各部の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えてもよい。また、測位装置１００の各処理の「処理」を「プログラム」、「プログラムプロダクト」又は「プログラムを記録したコンピュータが読取可能な記憶媒体」に読み替えてもよい。
測位プログラムは、測位装置１００の各部の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程を、コンピュータに実行させる。
スプーフィング検知方法は、測位装置１００がプログラムを実行することにより行われる方法である。
測位プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよい。また、測位プログラムは、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

また、測位装置１００は、全て又は一部が、ロジックＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＧＡ（Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）といった処理回路により実現されてもよい。

また、プロセッサと、プロセッサとメモリの組合せと、処理回路との上位概念を、プロセッシングサーキットリという。つまり、プロセッサと、プロセッサとメモリの組合せと、処理回路とは、それぞれプロセッシングサーキットリの具体例である。

＊＊＊概略動作の説明＊＊＊
準天頂衛星から配信される公共信号はＰＲＮコード非公開のためスプーフィング耐性の特性を持つ。そこで、スプーフィング耐性のある測位信号である公共信号をスプーフィング検知に利用する。また、ＧＰＳ衛星から配信される軍用コードを含む軍用信号もＰＲＮコード非公開の測位信号であるため、スプーフィング検知に利用可能である。ＰＲＮコードが公開された民生信号においても、認証等によりスプーフィング耐性を持つのであればスプーフィング検知に利用可能である。

スプーフィング耐性のある測位信号から概略自己位置を算出し、概略自己位置に対し、スプーフィング耐性のある測位信号と比べてスプーフィング耐性がないがスプーフィング耐性のある測位信号と比べて精度の良い測位をすることができる測位信号から得られた測位信号情報の良否を判定する。
具体的には、スプーフィング耐性のある測位信号から概略自己位置を算出し、概略自己位置に対し、民生信号から得られた民生信号情報（民生信号により求められた自己位置又は擬似距離・搬送波位相・ドップラー周波数・信号強度・時刻又は航法情報等の各民生信号の観測データ）の良否を判定する。

スプーフィング耐性がないが精度の良い測位をすることができる測位信号（民生信号）の良否判定の結果、スプーフィング有りと検知した場合、スプーフィング汚染の有る民生信号の情報を棄却する。現在の自己位置は、スプーフィング汚染の無い測位信号のみにより測位する。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図３に基づいて、スプーフィング検知方法について説明する。
測位装置１００のアンテナ５０の前回位置Ｐ及び前回位置Ｐの各種信号情報（例えば前回位置Ｐの時刻）は、記憶装置に格納されているものとする。
測位装置１００は、公共信号の受信機と民生信号の受信機とを個別に有しているものとする。
民生信号は、すべてスプーフィング耐性がない測位信号であるものとする。
公共信号は、すべてスプーフィング耐性がある測位信号であるものとする。
スプーフィング検知に利用する概略自己位置の算出方法は、以下に述べるパターン１とパターン２との２パターンが考えられ、各自己位置の算出方法にはパターンによってメリット・デメリットが存在する。

●ステップＳ１１
・パターン１：スプーフィング耐性のある測位信号により単独測位する方法
概略位置Ａ取得部５１は、公共信号の受信機が受信した公共信号等のスプーフィング耐性のある測位信号により単独測位する。
概略位置Ａ取得部５１は、スプーフィング耐性のある測位信号のみ利用して測位する。概略位置Ａ取得部５１がスプーフィング耐性のある測位信号のみ利用し毎回測位することにより、スプーフィング汚染の無い概略自己位置を得ることができる。
しかし、スプーフィング耐性のある測位信号は時間や地点によっては使用可能な信号数が少なく、スプーフィング汚染の判定に十分な精度が得られない場合がある。

●ステップＳ１２
概略位置Ａ取得部５１は、概略位置Ａを記憶装置に格納する。
また、概略位置Ａ取得部５１は、概略位置Ａの各種信号情報（例えば概略位置Ａの時刻）を記憶装置に格納する。

●ステップＳ１３
・パターン２：スプーフィング耐性のある測位信号のドップラー周波数を利用する方法
概略位置Ｂ計算部５２は、公共信号等のスプーフィング耐性のある測位信号のドップラー周波数から移動体の速度ベクトルを検出する。

●ステップＳ１４
概略位置Ｂ計算部５２は、記憶装置に格納されている前回位置Ｐに対し速度ベクトルの時間積分をして、移動体の概略位置Ｂを計算する。
一般的にドップラー周波数から求められる速度ベクトルは精度が良いことが知られている。前回位置Ｐがスプーフィングを受けておらず精度が良かった場合、スプーフィング耐性のある測位信号のドップラー周波数から求めた速度ベクトルを前回位置Ｐに対して時間積分した方が、パターン１で求められる位置と比較して精度が良いことが期待できる。
スプーフィング検知に利用する概略自己位置の精度が良い程、測位誤差とスプーフィングによる誤差を分離しやすく、スプーフィングをより早い段階で検知することが期待できる。
しかし、前回位置Ｐの決定時点でスプーフィングによって小さな位置誤差が蓄積するような場合、ドップラー周波数から求めた速度ベクトルの時間積分では、スプーフィング検知が困難である。
概略位置Ｂ計算部５２は、記憶装置に格納されている前回位置Ｐの時刻に対して前回位置Ｐの時刻からの経過時間（積分した時間）を加算して概略位置Ｂの時刻を計算する。

●ステップＳ１５
概略位置Ｂ計算部５２は、概略位置Ｂと概略位置Ｂの時刻とを記憶装置に格納する。

●ステップＳ１６
概略位置Ｂ判定部５３は、概略位置Ａを基準として概略位置Ｂの良否を判定する。
概略位置Ｂ判定部５３は、スプーフィング検知に利用する概略自己位置の２つの算出方法（パターン１、パターン２）のメリット・デメリットを統合する。可能な限り精度の良い概略自己位置を取得するため、かつ、徐々に位置誤差が蓄積する場合のスプーフィング汚染に対処するため、概略位置Ｂ判定部５３は、パターン１の概略位置Ａを基準とし、パターン２の概略位置Ｂの良否を判定する。

●ステップＳ１７
自己位置決定部５４は、概略位置Ｂの良否判定の合否を判定する。
概略位置Ａに対して概略位置Ｂが閾値の範囲内の場合、概略位置Ｂをスプーフィング検知に利用する概略自己位置として採用する。
概略位置Ａに対して概略位置Ｂが閾値の範囲外の場合、概略位置Ａをスプーフィング検知に利用する概略自己位置として採用する。
閾値の具体例は、概略位置Ａの誤差範囲Ａｒである。
例えば、自己位置決定部５４は、概略位置Ｂが概略位置Ａの誤差範囲Ａｒ内であれば概略位置Ｂを概略自己位置として採用し、概略位置Ｂが概略位置Ａの誤差範囲Ａｒ外であれば概略位置Ａを概略自己位置として採用する。

●ステップＳ１８
自己位置決定部５４は、概略位置Ｂの良否判定が合格の場合、概略位置Ｂをスプーフィング検知に使用する概略自己位置として採用する。

●ステップＳ１９
自己位置決定部５４は、概略位置Ｂの良否判定が不合格の場合、概略位置Ａをスプーフィング検知に使用する概略自己位置として採用する。

●ステップＳ２０
信号情報取得部５５は、民生信号の受信機が受信した民生信号のみ（スプーフィング耐性がない測位信号のみ）から測位信号情報を取得する。
具体的には、信号情報取得部５５は、民生信号から民生信号情報を取得する。

民生信号情報とは、民生信号のみによる観測データ又は民生信号のみの測位位置などであり、民生信号から観測された民生信号情報（測位信号情報）の具体例は以下のとおりである。
スプーフィング耐性のない測位信号（民生信号）のみにより求められた自己位置
スプーフィング耐性のない測位信号（民生信号）の擬似距離
スプーフィング耐性のない測位信号（民生信号）の搬送波位相
スプーフィング耐性のない測位信号（民生信号）のドップラー周波数
スプーフィング耐性のない測位信号（民生信号）の信号強度
スプーフィング耐性のない測位信号（民生信号）の時刻
スプーフィング耐性のない測位信号（民生信号）の航法情報
なお、受信機が公共信号と民生信号とを受信できる受信機である場合には、信号情報取得部５５は、受信機が受信した公共信号と民生信号とから測位信号情報を取得してもよい。この場合は、信号情報取得部５５は、スプーフィング耐性がない測位信号とスプーフィング耐性がある測位信号とを含む複数の測位信号から測位信号情報を取得する。

●ステップＳ２１、Ｓ２２
スプーフィング判定部５７は、測位信号情報の良否判定結果に応じて、スプーフィング耐性がない測位信号へのスプーフィングを判定する。
スプーフィング判定部５７は、民生信号情報の良否判定の合否を判定する。
スプーフィング判定部５７の民生信号の良否判定の例として以下を挙げる。

●例１：民生信号の測位結果を良否判定する場合
例１では、少なくとも自己位置と時刻とのいずれかを比較する。
＊自己位置のみを比較する場合
自己位置決定部５４が決定した概略自己位置に対し、民生信号のみにより求められた自己位置が閾値（例えば、概略自己位置の誤差範囲）の範囲外の場合、スプーフィング汚染有りを検知。
＊時刻のみを比較する場合
自己位置決定部５４が決定した概略自己位置の時刻に対し、民生信号から得られた時刻を比較し、閾値（例えば、概略自己位置の時刻の誤差範囲）の範囲外であればスプーフィング汚染有りを検知。
＊自己位置と時刻の組み合わせで比較する場合
自己位置決定部５４が決定した概略自己位置と概略自己位置の時刻とに対し、民生信号のみにより求められた自己位置と時刻が両方とも閾値の範囲外の場合、スプーフィング汚染有りを検知。
＊自己位置と時刻の組み合わせで比較する場合
自己位置決定部５４が決定した概略自己位置と概略自己位置の時刻とに対し、民生信号のみにより求められた自己位置と時刻が片方でも閾値の範囲外の場合、スプーフィング汚染有りを検知。
例１では、複数衛星の民生信号を利用した測位結果の良否を判定しているので、スプーフィング汚染を検知した場合、全ての民生信号の情報を棄却する。すなわち、１衛星でもスプーフィング汚染されていた場合、全ての民生信号の情報を棄却する。

●例２：民生信号の観測データを個別に良否判定する場合
例２では、少なくとも距離と搬送波位相とドップラー周波数とのいずれかを比較する。
＊距離を比較する場合
自己位置決定部５４が決定した概略自己位置と各民生信号の航法情報とから各民生信号の幾何学距離を求め、各民生信号のみから観測された擬似距離が各民生信号の幾何学距離に対して閾値の範囲外の場合、スプーフィング汚染有りを検知。
＊搬送波位相を比較する場合
自己位置決定部５４が決定した概略自己位置と各民生信号の航法情報とから各民生信号の搬送波位相を求め、各民生信号のみから観測された搬送波位相が各民生信号の搬送波位相に対して閾値の範囲外の場合、スプーフィング汚染有りを検知。
＊ドップラー周波数を比較する場合
自己位置決定部５４が決定した概略自己位置への前回位置Ｐからの移動情報（前回位置Ｐからの移動方向、前回位置Ｐからの移動距離、又は、前回位置Ｐからの移動方向と移動距離との両方）と、各民生信号の航法情報とから、想定される想定ドップラー周波数を求め、各衛星から観測されたドップラー周波数が想定ドップラー周波数に対して閾値の範囲外の場合、スプーフィング汚染有りを検知。
＊組み合わせで比較する場合
前述した距離と搬送波位相とドップラー周波数のいずれか２つ以上の比較をして、すべて閾値の範囲外の場合、スプーフィング汚染有りを検知。
＊組み合わせで比較する場合
前述した距離と搬送波位相とドップラー周波数のいずれか２つ以上の比較をして、いずれか１つでも閾値の範囲外の場合、スプーフィング汚染有りを検知。
＊組み合わせで比較する場合
前述した距離と搬送波位相とドップラー周波数のすべてを比較して、閾値の範囲外の数と閾値の範囲内の数との多数決によりスプーフィング汚染有りを検知。
例２では、民生信号の観測データを個別に良否判定しているので、一部の衛星だけスプーフィング汚染されていた場合、スプーフィング汚染された衛星の信号情報のみ棄却し、健全な衛星の信号情報は測位に利用可能である。

●ステップＳ２３
スプーフィング判定部５７は、民生信号情報の良否判定が合格の場合、民生信号の情報を信頼して、民生信号へのスプーフィングはないものと判定し、民生信号を利用して自己位置を測位する。

●ステップＳ２４
スプーフィング判定部５７は、民生信号情報の良否判定が不合格の場合、民生信号のみから得られた情報を信頼せず、民生信号へのスプーフィングを検知したものと判定する。

●ステップＳ２５
スプーフィング判定部５７は、スプーフィング汚染された測位信号を棄却して、スプーフィング汚染のない測位信号とスプーフィング耐性のある測位信号（例えば、公共信号）の情報を用いて自己位置を測位する。

●ステップＳ２６
スプーフィング判定部５７は、自己位置を前回位置Ｐとして記憶装置に格納する。
スプーフィング判定部５７は、前回位置Ｐとともに前回位置Ｐの各種信号情報（例えば前回位置Ｐの時刻）を記憶装置に格納する。
なお、前述した例１において、民生信号の測位結果の良否を判定するために、前回位置Ｐの時刻を使用しないの場合には、前回位置Ｐの時刻を、記憶装置に格納しなくてもよい。

●動作例１：
現在の時刻ｔ１で全ての民生信号に対してスプーフィング攻撃が開始され、時刻ｔ１の前の時刻ｔ０ではスプーフィング攻撃をまだ受けていなかったとする。
前の時刻ｔ０の時の測位位置を前回位置Ｐとする。
また、現在の時刻ｔ１で、アンテナ５０は取得可能な公共信号と取得可能な民生信号とをすべて取得するものとする。
時刻ｔ０では、準天頂衛星から配信される公共信号と、ＧＮＳＳ衛星等から配信される民生信号により精度よく測位が可能である。この測位位置を測位結果として採用するとともに、前回位置Ｐとして格納する。
時刻ｔ１において、概略位置Ａ取得部５１は、公共信号のみ使用し単独測位を実施し、単独測位解を概略位置Ａとして格納する。
次に、概略位置Ｂ計算部５２は、公共信号のドップラー周波数を利用して速度ベクトルを求め、前回位置Ｐに対し速度ベクトルを時間積分する。速度ベクトルの時間積分により求められた位置を概略位置Ｂとして格納する。
自己位置決定部５４は、概略位置Ｂが概略位置Ａに対して閾値の範囲内の場合、概略位置Ｂをスプーフィング検知に利用する概略自己位置として採用する。
自己位置決定部５４は、概略位置Ｂが概略位置Ａに対して閾値の範囲外の場合、概略位置Ａをスプーフィング検知に利用する概略自己位置として採用する。
信号情報取得部５５は、時刻ｔ１に取得した民生信号から民生信号情報を取得する。
信号情報判定部５６は、時刻ｔ１に取得した民生信号の民生信号情報の内、民生信号から求められた自己位置を、概略自己位置を用いて良否判定する。
スプーフィング判定部５７は、概略自己位置に対して民生信号のみから求められた自己位置が閾値を超えて異なっていた場合、スプーフィング汚染有りと判定し、時刻ｔ１に取得した民生信号の情報をすべて棄却する。
このとき、時刻ｔ１に取得した公共信号の情報しか残存していないため、スプーフィング判定部５７は、公共信号の情報を用いて時刻ｔ１の自己位置を測位する。時刻ｔ１に取得した公共信号の情報から自己位置を求めることができない場合は、その他の方法で自己位置を求める。

●動作例２：
時刻ｔ０から全ての民生信号に対してスプーフィング攻撃が開始されていたが、スプーフィングによる誤差が小さかったためスプーフィング攻撃が検知できておらず、現在の時刻ｔ１でも継続して全ての民生信号に対してスプーフィング攻撃されているとする。
時刻ｔ１において、概略位置Ａ取得部５１は、公共信号のみ使用し単独測位を実施し、概略位置Ａとして格納する。概略位置Ａはスプーフィングの影響を受けないという特徴を持つ。
次に、概略位置Ｂ計算部５２は、公共信号のドップラー周波数を利用して速度ベクトルを求め、前回位置Ｐに対し速度ベクトルを時間積分し、概略位置Ｂとして格納する。前回位置Ｐはスプーフィング汚染されていたため、概略位置Ｂも誤った位置となる。
概略位置Ｂ判定部５３が、概略位置Ｂが概略位置Ａに対して閾値の範囲外であると判定した場合、自己位置決定部５４は、概略位置Ｂはスプーフィング汚染有りと判定し、概略位置Ａをスプーフィング検知に利用する概略自己位置として採用する。
その後、民生信号の良否判定以降は、前述した動作例１と同様に実施する。

＊＊＊実施の形態１の特徴＊＊＊
実施の形態１の測位装置１００は、
１つのみのアンテナ５０と、
スプーフィング耐性のある測位信号により測位して概略位置Ａを取得する概略位置Ａ取得部５１と、
前回位置Ｐに対し速度ベクトルの時間積分をして概略位置Ｂを計算する概略位置Ｂ計算部５２と、
概略位置Ａを基準として概略位置Ｂの良否判定をする概略位置Ｂ判定部５３と、
概略位置Ｂの良否判定結果に応じて、概略位置Ａと概略位置Ｂとのいずれかを概略自己位置として記憶装置に格納する自己位置決定部５４と、
民生信号情報を取得する信号情報取得部５５と、
概略自己位置に対して民生信号情報の良否判定をする信号情報判定部５６と、
民生信号情報の良否判定結果に応じて、民生信号へのスプーフィングを判定するスプーフィング判定部５７と
を備えた。

実施の形態１の測位装置１００は、スプーフィング耐性を持つ測位信号（スプーフィング耐性を持つのであれば民生信号も可）を利用することにより、スプーフィング汚染の無い概略自己位置を取得し、民生信号から即位された概略位置と比較して、スプーフィング汚染された民生信号を検知する。

実施の形態１の測位装置１００は、スプーフィング耐性を持つ測位信号のドップラー周波数から求められた速度ベクトルを前回位置Ｐに対して時間積分することにより、スプーフィング耐性を持つ測位信号のみによる単独測位解より精度の良い概略自己位置を取得する。

実施の形態１の測位装置１００は、スプーフィング耐性を持つ測位信号のみによる単独測位解を基準として、概略自己位置を判定することにより、前回位置Ｐがスプーフィングにより誤差蓄積が発生していたと検知する。

実施の形態１の測位装置１００は、スプーフィング耐性を有するＧＮＳＳ信号（公共信号）による概略位置とそれ以外のＧＮＳＳ信号（民生信号）による概略位置と比較によりスプーフィング検出をする。

＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
実施の形態１の測位装置１００によれば、準天頂衛星から配信される公共信号等のスプーフィング耐性を持つ測位信号を利用することにより、民生信号に対するスプーフィングを検知可能である。

実施の形態１の測位装置１００によれば、ＩＮＳを搭載せず、かつ、１つのアンテナで民生信号のスプーフィング検知を実現することができる。また、複数衛星からスプーフィング信号が配信される等により、ＧＮＳＳの信号方向とスプーフィングの信号方向が分離困難な場合においても、民生信号のスプーフィング汚染が検知可能である。

なお、実施の形態１の測位装置１００は、ＩＮＳの搭載、又は、複数のアンテナの搭載を排除するものではなく、実施の形態１の測位装置１００は、ＩＮＳ、又は、複数のアンテナとともに動作することができる。

実施の形態２．
以下、実施の形態１と異なる点について説明する。

＊＊＊測位装置１００の構成の説明＊＊＊
図４に基づいて、測位装置１００の構成を説明する。
測位装置１００は、実施の形態１の測位装置１００から、概略位置Ｂ計算部５２と、概略位置Ｂ判定部５３を削除したものである。
自己位置決定部５４は、概略位置Ａを概略自己位置とする。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図５に基づいて、スプーフィング検知方法について説明する。
図５のスプーフィング検知方法は、実施の形態１の図３のスプーフィング検知方法から、ステップＳ１３からＳ１８と、ステップＳ２６とを削除したものである。
ステップＳ１９において、自己位置決定部５４は、常に概略位置Ａを概略自己位置とする。
ステップＳ２０において、信号情報判定部５６は、概略自己位置（概略位置Ａ）に対して民生信号情報の良否判定をする。
ステップＳ２１からＳ２５は、実施の形態１と同じ動作をする。

＊＊＊実施の形態２の特徴＊＊＊
実施の形態２の測位装置１００は、スプーフィング耐性を有するＧＮＳＳ信号による概略自己位置（概略位置Ａ）とそれ以外のＧＮＳＳ信号（スプーフィング耐性を有していないＧＮＳＳ信号、例えば民生信号）による概略位置と比較によりスプーフィング検出をする。

＊＊＊実施の形態２の効果＊＊＊
実施の形態２の測位装置１００は、スプーフィング耐性を有するＧＮＳＳ信号（公共信号）から取得した信号情報とスプーフィング耐性を有していないＧＮＳＳ信号（民生信号）から得られた信号情報と比較によりスプーフィング検出をすることができる。

実施の形態３．
以下、実施の形態１と異なる点について説明する。

＊＊＊測位装置１００の構成の説明＊＊＊
図６に基づいて、測位装置１００の構成を説明する。
測位装置１００は、実施の形態１の測位装置１００から、概略位置Ａ取得部５１と概略位置Ｂ判定部５３を削除し、測位信号取得部５８を追加したものである。
測位信号取得部５８は、測位信号から測位信号情報を取得して、民生信号から民生信号情報を取得して出力する。
自己位置決定部５４は、概略位置Ｂを概略自己位置とする。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図７に基づいて、スプーフィング検知方法について説明する。
図７のスプーフィング検知方法は、実施の形態１の図３のスプーフィング検知方法から、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１６、Ｓ１７、及び、Ｓ１９を削除したものである。
ステップＳ１８において、自己位置決定部５４は、常に概略位置Ｂを概略自己位置とする。
ステップＳ２０において、信号情報判定部５６は、概略自己位置（概略位置Ｂ）に対して民生信号情報の良否判定をする。
ステップＳ２１からＳ２６は、実施の形態１と同じ動作をする。

＊＊＊実施の形態３の特徴＊＊＊
実施の形態３の測位装置１００は、前回位置Ｐによる概略自己位置（概略位置Ｂ）とそれ以外のＧＮＳＳ信号（スプーフィング耐性を有していないＧＮＳＳ信号、例えば民生信号）による概略位置と比較によりスプーフィング検出をする。

＊＊＊実施の形態３の効果＊＊＊
実施の形態３の測位装置１００は、前回位置Ｐによる概略自己位置（概略位置Ｂ）の情報とスプーフィング耐性を有していないＧＮＳＳ信号（民生信号）から得られた信号情報と比較によりスプーフィング検出をすることができる。

上記実施の形態１，２，３では、自己位置決定部５４が概略位置Ａ又は概略位置Ｂのいずれかを概略自己位置とする場合について説明したが、自己位置決定部５４は、ＩＮＳなどの他の方法により求めた概略位置Ｃを常時概略自己位置と決定してもよいし、自己位置決定部５４は、異なる方法で求めた複数の概略位置Ａ、Ｂ、Ｃの比較により概略自己位置を決定してもよい。

以上、実施の形態について説明したが、各実施の形態の一部を組み合わせて実施しても構わない。

５０ アンテナ、５１ 概略位置Ａ取得部、５２ 概略位置Ｂ計算部、５３ 概略位置Ｂ判定部、５４ 自己位置決定部、５５ 信号情報取得部、５６ 信号情報判定部、５７ スプーフィング判定部、５８ 測位信号取得部、１００ 測位装置、Ａ 概略位置、Ｂ 概略位置、Ｐ 前回位置。

Claims (13)

1. 概略自己位置を記憶装置に格納する自己位置決定部と、
   スプーフィング耐性がない測位信号を含む複数の測位信号から測位信号情報を取得する信号情報取得部と、
   前記概略自己位置の信号情報に対して前記測位信号情報の良否判定をする信号情報判定部と、
   前記測位信号情報の良否判定結果に応じて、前記スプーフィング耐性がない測位信号へのスプーフィングを判定するスプーフィング判定部と
   を備えた測位装置。
2. スプーフィング耐性のある測位信号により測位して概略位置Ａを取得する概略位置Ａ取得部を備え、
   前記自己位置決定部は、前記概略位置Ａを前記概略自己位置として記憶装置に格納する請求項１に記載の測位装置。
3. 前回位置Ｐに対し速度ベクトルの時間積分をして概略位置Ｂを計算する概略位置Ｂ計算部を備え、
   前記自己位置決定部は、前記概略位置Ｂを前記概略自己位置として記憶装置に格納する請求項１に記載の測位装置。
4. スプーフィング耐性のある測位信号により測位して概略位置Ａを取得する概略位置Ａ取得部と、
   前回位置Ｐに対し速度ベクトルの時間積分をして概略位置Ｂを計算する概略位置Ｂ計算部と、
   前記概略位置Ａを基準として前記概略位置Ｂの良否判定をする概略位置Ｂ判定部と
   を備え、
   前記自己位置決定部は、前記概略位置Ｂの良否判定結果に応じて、前記概略位置Ａと前記概略位置Ｂとのいずれかを前記概略自己位置として記憶装置に格納する請求項１に記載の測位装置。
5. スプーフィング耐性のある測位信号により測位して概略位置Ａを取得する概略位置Ａ取得部と、
   前回位置Ｐに対し速度ベクトルの時間積分をして概略位置Ｂを計算する概略位置Ｂ計算部と、
   前記概略位置Ａを基準として前記概略位置Ｂの良否判定をする概略位置Ｂ判定部と、
   前記概略位置Ｂの良否判定結果に応じて、前記概略位置Ａと前記概略位置Ｂとのいずれかを概略自己位置として記憶装置に格納する自己位置決定部と
   を備えた測位装置。
6. スプーフィング耐性がない測位信号を含む複数の測位信号から測位信号情報を取得する信号情報取得部と、
   前記概略自己位置の信号情報に対して前記測位信号情報の良否判定をする信号情報判定部と、
   前記測位信号情報の良否判定結果に応じて、前記スプーフィング耐性がない測位信号へのスプーフィングを判定するスプーフィング判定部と
   を備えた請求項５に記載の測位装置。
7. 前記スプーフィング耐性のある測位信号は、準天頂衛星から配信される公共信号、ＧＰＳ衛星から配信される軍用信号、又は、認証によりスプーフィング耐性を持つ信号を含み、
   スプーフィング耐性がない測位信号は、前記スプーフィング耐性のある測位信号以外の民生信号を含む請求項１又は６に記載の測位装置。
8. 前記信号情報取得部は、前記信号情報として、前記民生信号により求められた自己位置を取得し、
   前記スプーフィング判定部は、前記概略自己位置に対し、前記民生信号により求められた自己位置が閾値の範囲外の場合、スプーフィング汚染有りを検知し、全ての信号情報を棄却する請求項７に記載の測位装置。
9. 前記信号情報取得部は、前記信号情報として、前記民生信号により求められた時刻を取得し、
   前記スプーフィング判定部は、前記概略自己位置の時刻に対し、前記民生信号により求められた時刻が閾値の範囲外の場合、スプーフィング汚染有りを検知し、全ての信号情報を棄却する請求項７に記載の測位装置。
10. 前記信号情報取得部は、前記信号情報として、各民生信号の航法情報を取得し、
    前記スプーフィング判定部は、前記自己位置決定部が決定した前記概略自己位置と各民生信号の航法情報とから各民生信号の幾何学距離又は搬送波位相を求め、各衛星から観測された擬似距離又は搬送波位相が各民生信号の幾何学距離又は搬送波位相に対して閾値の範囲外の場合、スプーフィング汚染有りを検知し、スプーフィング汚染された衛星の信号情報のみ棄却する請求項７に記載の測位装置。
11. 前記信号情報取得部は、前記信号情報として、各民生信号の航法情報を取得し、
    前記スプーフィング判定部は、前記概略自己位置への前回位置Ｐからの移動情報と、各民生信号の航法情報とから、想定される想定ドップラー周波数を求め、各衛星から観測されたドップラー周波数が前記想定ドップラー周波数に対して閾値の範囲外の場合、スプーフィング汚染有りを検知し、スプーフィング汚染された衛星の信号情報のみ棄却する請求項７に記載の測位装置。
12. 概略自己位置を記憶装置に格納し、
    スプーフィング耐性がない測位信号を含む複数の測位信号から測位信号情報を取得し、
    前記概略自己位置の信号情報に対して前記測位信号情報の良否判定をし、
    前記測位信号情報の良否判定結果に応じて、前記スプーフィング耐性がない測位信号へのスプーフィングを判定するスプーフィング検知方法。
13. コンピュータに、
    概略自己位置を記憶装置に格納する自己位置決定処理と、
    スプーフィング耐性がない測位信号を含む複数の測位信号から測位信号情報を取得する信号情報取得処理と、
    前記概略自己位置の信号情報に対して前記測位信号情報の良否判定をする信号情報良否判定処理と、
    前記測位信号情報の良否判定結果に応じて、前記スプーフィング耐性がない測位信号へのスプーフィングを判定するスプーフィング判定処理と
    を実行させる測位プログラム。

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