JP2023165985A - スプーフィング検出および阻止 - Google Patents
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Abstract
【課題】スプーフィング検出および阻止の提供。【解決手段】アンテナを有する全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デバイスにおいて、信号のセットを受信することと、信号のセット内の疑わしい信号を識別することと、信号のセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットを含み、サブセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号の最小数を満たし、疑わしい信号を含んでいないという判定に従って、有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットに基づいて、ＧＮＳＳデバイスのおおよその位置を計算することとを含む、スプーフィング検出および阻止を実施するためのシステムおよび方法。【選択図】図６
Description
（関連出願への相互参照）
本願は、その全内容が、あらゆる目的のために、本明細書に参照することによって本明細書に組み込まれる、２０１７年１１月２０日に出願され、「ＳＰＯＯＦ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＪＥＣＴＩＯＮ」と題された、米国仮出願第６２／５８８，８２８号の優先権を主張する。
本願は、その全内容が、あらゆる目的のために、本明細書に参照することによって本明細書に組み込まれる、２０１７年１１月２０日に出願され、「ＳＰＯＯＦ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＪＥＣＴＩＯＮ」と題された、米国仮出願第６２／５８８，８２８号の優先権を主張する。
（分野）
本開示は、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デバイスに関し、より具体的には、偽信号が受信されるときにＧＮＳＳデバイスを使用して正確な測位を判定することに関する。
本開示は、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デバイスに関し、より具体的には、偽信号が受信されるときにＧＮＳＳデバイスを使用して正確な測位を判定することに関する。
（背景）
ＧＰＳまたはＧＬＯＮＡＳＳ（以降、集合的に「ＧＮＳＳ」と称される）等の全地球ナビゲーション衛星システムを使用するナビゲーション受信機は、受信機の位置の高度に正確な判定を可能にする。しかしながら、正確度は、位置が、位置およびある場合には時間における誤った場所をもたらす、スプーフィングされた衛星信号に基づいて判定されると、損なわれ得る。
ＧＰＳまたはＧＬＯＮＡＳＳ（以降、集合的に「ＧＮＳＳ」と称される）等の全地球ナビゲーション衛星システムを使用するナビゲーション受信機は、受信機の位置の高度に正確な判定を可能にする。しかしながら、正確度は、位置が、位置およびある場合には時間における誤った場所をもたらす、スプーフィングされた衛星信号に基づいて判定されると、損なわれ得る。
（要約）
下記に、スプーフィング検出および阻止を実施するための種々の実施形態が、説明される。いくつかの実施形態では、スプーフィング信号を検出および阻止するための方法は、アンテナを有する全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デバイスにおいて、信号のセットを受信することと、信号のセット内の疑わしい信号を識別することと、信号のセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットを含み、サブセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号の最小数を満たし、疑わしい信号を含んでいないという判定に従って、有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットに基づいて、ＧＮＳＳデバイスのおおよその位置を計算することとを含む。
下記に、スプーフィング検出および阻止を実施するための種々の実施形態が、説明される。いくつかの実施形態では、スプーフィング信号を検出および阻止するための方法は、アンテナを有する全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デバイスにおいて、信号のセットを受信することと、信号のセット内の疑わしい信号を識別することと、信号のセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットを含み、サブセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号の最小数を満たし、疑わしい信号を含んでいないという判定に従って、有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットに基づいて、ＧＮＳＳデバイスのおおよその位置を計算することとを含む。
本実施形態の種々の実施例が、検討される。いくつかの実施例では、本方法は、おおよその位置に基づいて、疑わしい信号が有効化されるかどうかを判定することと、有効化された信号に基づいて、ＧＮＳＳデバイスの精密な位置を計算することとを含む。いくつかの実施例では、有効なＧＮＳＳ衛星信号の最小数は、４つの有効なＧＮＳＳ衛星信号である。いくつかの実施例では、本方法は、信号のセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットを含んでいないという判定に従って、スプーフィング信号が検出されている警告を発することと、スプーフィングが検出されているスプーフィングされたエリアから外へナビゲートするためのガイダンスを提供することとを含む。
いくつかの実施例では、疑わしい信号を識別することは、１つを上回るピークを有する信号を識別すること、アルマナックデータに基づいて、ＧＮＳＳデバイスによって受信されるはずではない信号を識別すること、最大信号対雑音比（ＳＮＲ）を超える、または他の検出されるＳＮＲと一貫しないＳＮＲを有する信号を識別すること、類似するＳＮＲを有する複数の信号内のある信号を識別することであって、複数の信号は、異なる擬似ランダム雑音（ＰＲＮ）コードと関連付けられる、こと、完全な多周波数信号を発生させない衛星と関連付けられる信号を識別すること、Ｃ／Ａコード信号である信号を識別すること、ならびに／もしくは最大信号電力または閾値背景雑音レベルを超える信号電力を有する信号を識別することを含む。
いくつかの実施例では、本方法は、ＧＮＳＳ衛星信号エネルギーが最小レベルに到達する方向を検出することによって、疑わしい信号の源の方向を判定することを含む。信号のセットが、アンテナが第１の配向にある間に、アンテナを介してＧＮＳＳデバイスにおいて受信されるいくつかの実施例では、本方法は、アンテナが第１の配向と異なる第２の配向にある間に、アンテナを介してＧＮＳＳデバイスにおいて信号の第２のセットを受信することと、信号のセットおよび信号の第２のセットに基づいて、疑わしい信号の源の方向を判定することとを含む。
さらに、いくつかの実施例では、ＧＮＳＳデバイスは、複数の衛星から複数の信号を受信するための複数のチャネルを含み、本方法は、複数の衛星の衛星毎に、衛星と関連付けられるＰＲＮコードを使用して、複数のチャネルからの複数のチャネルを衛星に割り当てることと、複数のチャネルにおいて、信号のセットを受信することであって、信号のセットの各信号は、その源衛星と関連付けられるＰＲＮコードを含む、こととを含む。いくつかの実施例では、有効なＧＮＳＳ信号のサブセットは、ＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＢｅｉＤｏｕ、ＱＺＳＳ、ＳＢＡＳ、およびＩＲＮＳＳナビゲーションシステムのうちの少なくとも１つから受信される信号を含む。いくつかの実施例では、本方法は、ＧＮＳＳデバイスと関連付けられるユーザ入力デバイスにおいて、手動で入力されたおおよその位置を受信することと、手動で入力されたおおよその位置に基づいて、信号のセットがスプーフィング信号を含むかどうかを判定することとを含む。
いくつかの実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、１つ以上のプログラムを記憶する。１つ以上のプログラムは、アンテナを有するＧＮＳＳデバイスデバイスによって実行されると、本デバイスに、本明細書に説明される方法のいずれかを実施させる命令を含む。
いくつかの実施形態では、ＧＮＳＳデバイスは、アンテナと、１つ以上のプロセッサと、メモリと、１つ以上のプログラムであって、１つ以上のプログラムは、メモリ内に記憶され、１つ以上のプロセッサによって実行されるように構成され、本明細書に説明される方法のいずれかを実施するための命令を含む、１つ以上のプログラムとを含む。
いくつかの実施形態では、ＧＮＳＳデバイスは、本明細書に説明される方法のいずれかを実施するための手段を含む。
いくつかの実施形態では、システムおよび方法は、アンテナを有する全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デバイスにおいて、信号のセットを受信することと、信号のセットが疑わしい信号を含むかどうかを判定することであって、判定は、以下の属性：（ａ）信号が１つを上回る相関ピークを含有すること、（ｂ）信号がアルマナックデータに基づいて受信されるはずではないこと、（ｃ）信号が所定の信号対雑音比を超えること、（ｄ）信号が所定の信号電力を超えること、または（ｅ）信号が所定の雑音レベルを超えることのうちの１つ以上に基づく、ことと、信号のセットが疑わしい信号を含むという判定に従って、ＧＮＳＳデバイスにおいて、疑わしい信号が受信されたというインジケーションを出力することとを含む。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
スプーフィング信号を検出および阻止するための方法であって、
アンテナを有する全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デバイスにおいて、信号のセットを受信することと、
前記信号のセット内の疑わしい信号を識別することと、
前記信号のセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットを含み、前記サブセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号の最小数を満たし、前記疑わしい信号を含んでいないという判定に従って、前記有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットに基づいて、前記ＧＮＳＳデバイスのおおよその位置を計算することと
を含む、方法。
（項目２）
前記おおよその位置に基づいて、前記疑わしい信号が有効化されるかどうかを判定することと、
前記有効化された信号に基づいて、前記ＧＮＳＳデバイスの精密な位置を計算することと
をさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
さらに、前記有効なＧＮＳＳ衛星信号の最小数は、４つの有効なＧＮＳＳ衛星信号である、項目１－２のいずれかに記載の方法。
（項目４）
前記信号のセットが前記有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットを含んでいないという判定に従って、
スプーフィング信号が検出されている警告を発することと、
前記スプーフィングが検出されているスプーフィングされたエリアから外へナビゲートするためのガイダンスを提供することと
をさらに含む、項目１－３のいずれかに記載の方法。
（項目５）
さらに、前記疑わしい信号を識別することは、１つを上回るピークを有する信号を識別することを含む、項目１－４のいずれかに記載の方法。
（項目６）
さらに、前記疑わしい信号を識別することは、アルマナックデータに基づいて、前記ＧＮＳＳデバイスによって受信されるはずではない信号を識別することを含む、項目１－５のいずれかに記載の方法。
（項目７）
さらに、前記疑わしい信号を識別することは、最大信号対雑音比（ＳＮＲ）を超える、または他の検出されるＳＮＲと一貫しないＳＮＲを有する信号を識別することを含む、項目１－６のいずれかに記載の方法。
（項目８）
さらに、前記疑わしい信号を識別することは、類似するＳＮＲを有する複数の信号内のある信号を識別することを含み、前記複数の信号は、異なる擬似ランダム雑音（ＰＲＮ）コードと関連付けられる、項目１－７のいずれかに記載の方法。
（項目９）
さらに、前記疑わしい信号を識別することは、完全な多周波数信号を発生させない衛星と関連付けられる信号を識別することを含む、項目１－８のいずれかに記載の方法。
（項目１０）
さらに、前記疑わしい信号を識別することは、Ｃ／Ａコード信号である信号を識別することを含む、項目１－９のいずれかに記載の方法。
（項目１１）
さらに、前記疑わしい信号を識別することは、最大信号電力または閾値背景雑音レベルを超える信号電力を有する信号を識別することを含む、項目１－１０のいずれかに記載の方法。
（項目１２）
ＧＮＳＳ衛星信号エネルギーが最小レベルに到達する方向を検出することによって、前記疑わしい信号の源の方向を判定することをさらに含む、項目１－１１のいずれかに記載の方法。
（項目１３）
さらに、前記信号のセットは、前記アンテナが第１の配向にある間に、前記アンテナを介して前記ＧＮＳＳデバイスにおいて受信され、前記方法はさらに、
前記アンテナが前記第１の配向と異なる第２の配向にある間に、前記アンテナを介して前記ＧＮＳＳデバイスにおいて信号の第２のセットを受信することと、
前記信号のセットおよび前記信号の第２のセットに基づいて、前記疑わしい信号の源の方向を判定することと
を含む、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
さらに、前記ＧＮＳＳデバイスは、複数の衛星から複数の信号を受信するための複数のチャネルを含み、前記方法はさらに、
前記複数の衛星の衛星毎に、前記衛星と関連付けられるＰＲＮコードを使用して、前記複数のチャネルからの複数のチャネルを前記衛星に割り当てることと、
前記複数のチャネルにおいて、前記信号のセットを受信することであって、前記信号のセットの各信号は、その源衛星と関連付けられる前記ＰＲＮコードを含む、ことと
を含む、項目１－１３のいずれかに記載の方法。
（項目１５）
さらに、前記有効なＧＮＳＳ信号のサブセットは、ＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＢｅｉＤｏｕ、ＱＺＳＳ、ＳＢＡＳ、およびＩＲＮＳＳナビゲーションシステムのうちの少なくとも１つから受信される信号を含む、項目１－１４のいずれかに記載の方法。
（項目１６）
前記ＧＮＳＳデバイスと関連付けられるユーザ入力デバイスにおいて、手動で入力されたおおよその位置を受信することと、
前記手動で入力されたおおよその位置に基づいて、前記信号のセットがスプーフィング信号を含むかどうかを判定することと
をさらに含む、項目１－１５のいずれかに記載の方法。
（項目１７）
１つ以上のプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体であって、前記１つ以上のプログラムは、アンテナを有するＧＮＳＳデバイスによって実行されると、前記デバイスに、項目１－１６に記載の方法のいずれかを実施させる命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体。
（項目１８）
ＧＮＳＳデバイスであって、
アンテナと、
１つ以上のプロセッサと、
メモリと、
１つ以上のプログラムであって、前記１つ以上のプログラムは、前記メモリ内に記憶され、前記１つ以上のプロセッサによって実行されるように構成され、項目１－１６に記載の方法のいずれかを実施するための命令を含む、１つ以上のプログラムと
を備える、ＧＮＳＳデバイス。
（項目１９）
項目１－１６に記載の方法のいずれかを実施するための手段を備える、ＧＮＳＳデバイス。
（項目２０）
スプーフィング信号を識別するための方法であって、
アンテナを有する全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デバイスにおいて、信号のセットを受信することと、
前記信号のセットが疑わしい信号を含むかどうかを判定することであって、前記判定は、以下の属性：（ａ）前記信号が１つを上回る相関ピークを含有すること、（ｂ）前記信号がアルマナックデータに基づいて受信されるはずではないこと、（ｃ）前記信号が所定の信号対雑音比を超えること、（ｄ）前記信号が所定の信号電力を超えること、または（ｅ）前記信号が所定の雑音レベルを超えることのうちの１つ以上に基づく、ことと、
前記信号のセットが疑わしい信号を含むという判定に従って、前記ＧＮＳＳデバイスにおいて、前記疑わしい信号が受信されたというインジケーションを出力することと
を含む、方法。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
スプーフィング信号を検出および阻止するための方法であって、
アンテナを有する全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デバイスにおいて、信号のセットを受信することと、
前記信号のセット内の疑わしい信号を識別することと、
前記信号のセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットを含み、前記サブセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号の最小数を満たし、前記疑わしい信号を含んでいないという判定に従って、前記有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットに基づいて、前記ＧＮＳＳデバイスのおおよその位置を計算することと
を含む、方法。
（項目２）
前記おおよその位置に基づいて、前記疑わしい信号が有効化されるかどうかを判定することと、
前記有効化された信号に基づいて、前記ＧＮＳＳデバイスの精密な位置を計算することと
をさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
さらに、前記有効なＧＮＳＳ衛星信号の最小数は、４つの有効なＧＮＳＳ衛星信号である、項目１－２のいずれかに記載の方法。
（項目４）
前記信号のセットが前記有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットを含んでいないという判定に従って、
スプーフィング信号が検出されている警告を発することと、
前記スプーフィングが検出されているスプーフィングされたエリアから外へナビゲートするためのガイダンスを提供することと
をさらに含む、項目１－３のいずれかに記載の方法。
（項目５）
さらに、前記疑わしい信号を識別することは、１つを上回るピークを有する信号を識別することを含む、項目１－４のいずれかに記載の方法。
（項目６）
さらに、前記疑わしい信号を識別することは、アルマナックデータに基づいて、前記ＧＮＳＳデバイスによって受信されるはずではない信号を識別することを含む、項目１－５のいずれかに記載の方法。
（項目７）
さらに、前記疑わしい信号を識別することは、最大信号対雑音比（ＳＮＲ）を超える、または他の検出されるＳＮＲと一貫しないＳＮＲを有する信号を識別することを含む、項目１－６のいずれかに記載の方法。
（項目８）
さらに、前記疑わしい信号を識別することは、類似するＳＮＲを有する複数の信号内のある信号を識別することを含み、前記複数の信号は、異なる擬似ランダム雑音（ＰＲＮ）コードと関連付けられる、項目１－７のいずれかに記載の方法。
（項目９）
さらに、前記疑わしい信号を識別することは、完全な多周波数信号を発生させない衛星と関連付けられる信号を識別することを含む、項目１－８のいずれかに記載の方法。
（項目１０）
さらに、前記疑わしい信号を識別することは、Ｃ／Ａコード信号である信号を識別することを含む、項目１－９のいずれかに記載の方法。
（項目１１）
さらに、前記疑わしい信号を識別することは、最大信号電力または閾値背景雑音レベルを超える信号電力を有する信号を識別することを含む、項目１－１０のいずれかに記載の方法。
（項目１２）
ＧＮＳＳ衛星信号エネルギーが最小レベルに到達する方向を検出することによって、前記疑わしい信号の源の方向を判定することをさらに含む、項目１－１１のいずれかに記載の方法。
（項目１３）
さらに、前記信号のセットは、前記アンテナが第１の配向にある間に、前記アンテナを介して前記ＧＮＳＳデバイスにおいて受信され、前記方法はさらに、
前記アンテナが前記第１の配向と異なる第２の配向にある間に、前記アンテナを介して前記ＧＮＳＳデバイスにおいて信号の第２のセットを受信することと、
前記信号のセットおよび前記信号の第２のセットに基づいて、前記疑わしい信号の源の方向を判定することと
を含む、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
さらに、前記ＧＮＳＳデバイスは、複数の衛星から複数の信号を受信するための複数のチャネルを含み、前記方法はさらに、
前記複数の衛星の衛星毎に、前記衛星と関連付けられるＰＲＮコードを使用して、前記複数のチャネルからの複数のチャネルを前記衛星に割り当てることと、
前記複数のチャネルにおいて、前記信号のセットを受信することであって、前記信号のセットの各信号は、その源衛星と関連付けられる前記ＰＲＮコードを含む、ことと
を含む、項目１－１３のいずれかに記載の方法。
（項目１５）
さらに、前記有効なＧＮＳＳ信号のサブセットは、ＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＢｅｉＤｏｕ、ＱＺＳＳ、ＳＢＡＳ、およびＩＲＮＳＳナビゲーションシステムのうちの少なくとも１つから受信される信号を含む、項目１－１４のいずれかに記載の方法。
（項目１６）
前記ＧＮＳＳデバイスと関連付けられるユーザ入力デバイスにおいて、手動で入力されたおおよその位置を受信することと、
前記手動で入力されたおおよその位置に基づいて、前記信号のセットがスプーフィング信号を含むかどうかを判定することと
をさらに含む、項目１－１５のいずれかに記載の方法。
（項目１７）
１つ以上のプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体であって、前記１つ以上のプログラムは、アンテナを有するＧＮＳＳデバイスによって実行されると、前記デバイスに、項目１－１６に記載の方法のいずれかを実施させる命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体。
（項目１８）
ＧＮＳＳデバイスであって、
アンテナと、
１つ以上のプロセッサと、
メモリと、
１つ以上のプログラムであって、前記１つ以上のプログラムは、前記メモリ内に記憶され、前記１つ以上のプロセッサによって実行されるように構成され、項目１－１６に記載の方法のいずれかを実施するための命令を含む、１つ以上のプログラムと
を備える、ＧＮＳＳデバイス。
（項目１９）
項目１－１６に記載の方法のいずれかを実施するための手段を備える、ＧＮＳＳデバイス。
（項目２０）
スプーフィング信号を識別するための方法であって、
アンテナを有する全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デバイスにおいて、信号のセットを受信することと、
前記信号のセットが疑わしい信号を含むかどうかを判定することであって、前記判定は、以下の属性：（ａ）前記信号が１つを上回る相関ピークを含有すること、（ｂ）前記信号がアルマナックデータに基づいて受信されるはずではないこと、（ｃ）前記信号が所定の信号対雑音比を超えること、（ｄ）前記信号が所定の信号電力を超えること、または（ｅ）前記信号が所定の雑音レベルを超えることのうちの１つ以上に基づく、ことと、
前記信号のセットが疑わしい信号を含むという判定に従って、前記ＧＮＳＳデバイスにおいて、前記疑わしい信号が受信されたというインジケーションを出力することと
を含む、方法。
本願は、同様の部分が同様の番号によって参照され得る、付随の図面と併せて検討される、下記に説明される図を参照することによって最も深く理解されることができる。
（詳細な説明）
以下の説明は、当業者が種々の実施形態を作製および使用することを可能にするために提示される。具体的デバイス、技法、および用途の説明が、実施例としてのみ提供される。本明細書に説明される実施例の種々の修正が、当業者に容易に明白となり、本明細書に定義される一般的原理は、請求されるような技術の精神および範囲から逸脱することなく、他の実施例および用途にも適用され得る。したがって、種々の実施形態は、本明細書に説明され、示される実施例に限定されることを意図しておらず、請求項と一貫する範囲を与えられるものである。
以下の説明は、当業者が種々の実施形態を作製および使用することを可能にするために提示される。具体的デバイス、技法、および用途の説明が、実施例としてのみ提供される。本明細書に説明される実施例の種々の修正が、当業者に容易に明白となり、本明細書に定義される一般的原理は、請求されるような技術の精神および範囲から逸脱することなく、他の実施例および用途にも適用され得る。したがって、種々の実施形態は、本明細書に説明され、示される実施例に限定されることを意図しておらず、請求項と一貫する範囲を与えられるものである。
全地球ナビゲーション衛星システム（「ＧＮＳＳ」）デバイスは、偽のＧＮＳＳのような「スプーフィング」信号（本明細書では、「スプーフィングされた」信号または「スプーファ」信号とも称される）が受信されると、誤った場所または時間解を提供するように欺かれ得る。例えば、スプーフィング信号が、偽信号が受信されたことを認識していないＧＮＳＳデバイスにおいて受信されると、デバイスは、その位置および時間を計算する際に偽信号を使用するように進み得る。しかしながら、偽信号から導出される位置および時間は、不正確であり、多くの場合、誤っている。
本開示は、そのような問題に対処し、関連する利点を提供することを意図している。具体的には、本開示は、スプーフィング検出および阻止を実施するためのシステムおよび方法を提供する。いくつかの実施例では、本明細書に説明されるシステムおよび方法は、スプーフィング信号を検出し、スプーフィング信号が存在することをアラートするアラームまたは他の警告を発する。いくつかの実施例では、本明細書に説明されるシステムおよび方法は、スプーフィング信号が発信する方向を判定する。
単に実施例として、誤った信号をブロードキャストするスプーファシステム（以降、「スプーファ」とも称される）は、３つの一般的な方法を使用する。１つの方法では、スプーファは、ＧＮＳＳデバイスによって使用されると、間違った位置および時間解を生成する、間違った測距情報を提供する偽のＧＮＳＳのような信号をブロードキャストする。ある場合には、本スプーフィング方法は、本物の衛星信号の相関ピークを無視し、スプーファ信号の相関ピークを使用するようにＧＮＳＳデバイスを騙す。下記にさらに議論されるように、本明細書に説明されるスプーフィング検出および阻止のためのシステムおよび方法は、本方法の攻撃を防御する。例えば、本明細書に説明されるシステムおよび方法は、その本物のピークおよび任意のスプーファピーク等の各衛星信号のピークを受信および追跡するために各衛星信号に１つを上回るチャネルを割り当て、位置および時間計算から１つを上回る相関ピークを有する信号を除外する。
別のスプーフィング方法では、スプーファは、スプーフィングされたエリアにおける地平線の下方にある衛星または存在していない衛星に関する誤った信号をブロードキャストする。そのような信号は、この場合、スプーファピークであり得る１つのみの相関ピークを有し得る。下記にさらに議論されるように、本明細書に説明されるスプーフィング検出および阻止のためのシステムおよび方法は、本方法の攻撃を防御する。例えば、スプーフィング検出および阻止を採用するＧＮＳＳデバイスは、ミッションの前に衛星のステータスおよびそれらの可視性を取得するために、既知のソース（例えば、既知のウェブサイト）から有効な証明されたアルマナックデータをダウンロードする。そのようなアルマナックデータは、数週間にわたって使用され、必要に応じてＧＮＳＳデバイスにおいて更新されることができる。ＧＮＳＳデバイスは、アルマナックデータに従って受信されるはずではない信号を識別し、そのような信号を位置および時間計算から除外することができる。
さらに別の方法では、スプーファは、雑音で可視衛星の実際の衛星信号をカバーし、ある場合には、雑音および実際の衛星信号の上部に偽信号を追加し、より多くの電力を伴う。下記にさらに議論されるように、本明細書に説明されるスプーフィング検出および阻止のためのシステムおよび方法は、不合理な信号電力および／または背景雑音を有する信号を認識する、ならびに／もしくはそれにフラグを付けることによって、本方法の攻撃を防御する。そのようなフラグ付き信号は、位置および時間計算から除外される、ならびに／もしくは続けて、精密な位置および時間を判定する際に任意の検証された有効な信号を使用することに先立って、既知の位置および時間に基づいて、真または偽の信号として検証される。
ここで図１に目を向けると、図１は、本明細書に説明される種々の実施形態および実施例による、スプーフィング検出および阻止を実施するためにＧＮＳＳデバイス内で使用され得る例示的全地球ナビゲーション衛星システム（「ＧＮＳＳ」）受信機１００を図示する。ＧＮＳＳ受信機１００は、ＧＮＳＳアンテナ１０１を介して、ＧＰＳまたはＧＬＯＮＡＳＳ信号等のＧＮＳＳ信号１０２を受信してもよい。ＧＮＳＳ信号１０２は、ＧＮＳＳ受信機の位置を判定するためにＧＮＳＳ受信機１００によって使用され得る、直交搬送波成分上に存在する２つの擬似雑音（「ＰＮ」）コード成分である、粗コードおよび精密コードを含有してもよい。例えば、典型的なＧＮＳＳ信号１０２は、２つのＰＮコード成分によって変調される搬送波信号を含んでもよい。搬送波信号の周波数は、衛星特有であってもよい。したがって、各ＧＮＳＳ衛星は、異なる周波数においてＧＮＳＳ信号を伝送してもよい。
ＧＮＳＳ受信機１００はさらに、低雑音増幅器１０４と、基準発振器１２８と、周波数合成器１３０と、ダウンコンバータ１０６と、自動利得制御装置（ＡＧＣ）１０９と、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）１０８とを含んでもよい。これらのコンポーネントは、増幅、フィルタ処理、周波数逓降変換、およびサンプリングを実施してもよい。基準発振器１２８および周波数合成器１３０は、ＧＮＳＳ信号１０２を、受信機周波数計画設計全体および利用可能な電子コンポーネントに依存するベースバンドまたは中間周波数に逓降変換するための周波数信号を発生させてもよい。ＡＤＣ１０８は、次いで、ＧＮＳＳ信号１０２の複数の繰り返しをサンプリングすることによって、ＧＮＳＳ信号１０２をデジタル信号に変換してもよい。
ＧＮＳＳ受信機１００はさらに、チャネル１１２および１１４等の複数のＧＮＳＳチャネルを含んでもよい。任意の数のチャネルが、任意の数の衛星からＧＮＳＳ信号１０２を受信および復調するために提供され得ることを理解されたい。ＧＮＳＳチャネル１１２および１１４は、それぞれ、ＡＤＣ信号１０９内に含有されるＧＮＳＳ ＰＮコードを復調するための復調器と、ＰＮコード基準ジェネレータと、ＰＮコードジェネレータならびに搬送波周波数復調器（例えば、位相固定ループ－ＰＬＬの位相検出器）を駆動するための数値制御発振器（コードＮＣＯ）と、基準搬送波周波数および位相（搬送波ＮＣＯ）を形成するための数値制御発振器とを含有してもよい。一実施例では、チャネル１１２および１１４の数値制御発振器（コードＮＣＯ）は、入力としてコード周波数／位相制御信号１５８を受信してもよい。さらに、チャネル１１２および１１４の数値制御発振器（搬送波ＮＣＯ）は、入力として搬送波周波数／位相制御信号１５９を受信してもよい。
一実施例では、ＧＮＳＳチャネルのための処理回路は、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）チップ１１０内に常駐してもよい。対応する周波数が検出されると、適切なＧＮＳＳチャネルは、衛星からの受信機の距離を判定するために、埋込ＰＮコードを使用してもよい。本情報は、それぞれ、チャネル出力ベクトル１１３および１１５を通してＧＮＳＳチャネル１１２および１１４によって提供されてもよい。チャネル出力ベクトル１１３および１１５は、それぞれ、２つのベクトルを形成する４つの信号、すなわち、位相ループ弁別器（復調器）出力の平均化信号である同相Ｉおよび四相位相Ｑならびにコードループ弁別器（復調器）出力の平均化信号である同相ｄＩおよび四相位相ｄＱを含有してもよい。
いくつかの実施例では、コンピューティングシステム１５０が、ＧＮＳＳ受信機１００から位置情報（例えば、チャネル出力ベクトル１１３および１１５または任意の他の位置の表現の形態における）を受信するために結合されてもよい。コンピューティングシステム１５０は、メモリ１４０内に記憶される、スプーフィング検出および阻止を実施するための（例えば、図６のプロセス６００を実施するための）プロセッサ実行可能命令を含んでもよい。命令は、ＣＰＵ１５２等の１つ以上のプロセッサによって実行可能であってもよい。しかしながら、当業者はまた、他のコンピュータシステムまたはアーキテクチャを使用して本技術を実装する方法を認識するであろう。ＣＰＵ１５２は、例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または他の制御論理等の汎用もしくは専用処理エンジンを使用して実装されてもよい。本実施例では、ＣＰＵ１５２は、バス１４２または他の通信媒体に接続される。
メモリ１４０は、ＣＰＵ１５２のための静的情報および命令を記憶するためのバス１４２に結合される読取専用メモリ（「ＲＯＭ」）または他の静的記憶デバイスを含んでもよい。メモリ１４０はまた、情報およびＣＰＵ１５２によって実行されるべき命令を記憶するためのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または他の動的メモリを含んでもよい。メモリ１４０はまた、ＣＰＵ１５２によって実行されるべき命令の実行の間に一時変数または他の中間情報を記憶するために使用されてもよい。
コンピューティングシステム１５０はさらに、バス１４２に結合される情報記憶デバイス１４４を含んでもよい。情報記憶デバイスは、例えば、メディアドライブ（図示せず）およびリムーバブル記憶インターフェース（図示せず）を含んでもよい。メディアドライブは、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、磁気テープドライブ、光学ディスクドライブ、ＣＤまたはＤＶＤドライブ（ＲまたはＲＷ）、もしくは他のリムーバブルまたは固定メディアドライブ等の固定またはリムーバブル記憶媒体をサポートするためのドライブまたは他の機構を含んでもよい。記憶媒体は、例えば、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気テープ、光学ディスク、ＣＤまたはＤＶＤ、もしくはメディアドライブによって読み取られ、それによって書き込まれる他の固定またはリムーバブル媒体を含んでもよい。これらの実施形態が例証するように、記憶媒体は、特定のコンピュータソフトウェアまたはデータをその中に記憶している、非一過性コンピュータ可読記憶媒体を含んでもよい。
他の実施例では、情報記憶デバイス１４４は、コンピュータプログラムまたは他の命令もしくはデータがコンピューティングシステム１５０にロードされることを可能にするための他の類似する手段を含んでもよい。そのような手段は、例えば、プログラムカートリッジおよびカートリッジインターフェース、リムーバブルメモリ（例えば、フラッシュメモリまたは他のリムーバブルメモリモジュール）およびメモリスロット、ならびにソフトウェアおよびデータがリムーバブル記憶ユニットからコンピューティングシステム１５０に転送されることを可能にする他のリムーバブル記憶ユニットおよびインターフェース等のリムーバブル記憶ユニット（図示せず）およびインターフェース（図示せず）を含んでもよい。
コンピューティングシステム１５０はさらに、通信インターフェース１４６を含んでもよい。通信インターフェース１４６は、ソフトウェアおよびデータがコンピューティングシステム１５０と外部デバイスとの間で転送されることを可能にするために使用されてもよい。通信インターフェース１４６の実施例は、モデム、ネットワークインターフェース（イーサネット（登録商標）または他のＮＩＣカード等）、通信ポート（例えば、ＵＳＢポート等）、ＰＣＭＣＩＡスロットおよびカード等を含んでもよい。ソフトウェアおよびデータは、通信インターフェース１４６を介して転送される。通信インターフェース１４６のいくつかの実施例は、電話回線、携帯電話リンク、ＲＦリンク、ネットワークインターフェース、ローカルエリアまたは広域ネットワーク、および他の通信チャネルを含む。
いくつかの実施例では、ＧＮＳＳアンテナ１０１、ＧＮＳＳ受信機１００、およびコンピューティングシステム１５０は、２０１０年８月３０日に出願され、米国特許第８，１２５，３７６号として発行され、本願の譲受人に譲渡された、米国特許出願第１２／８７１，７０５号（あらゆる目的のために、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるものと類似する、または同じであるハンドヘルドＧＮＳＳデバイス内に含まれてもよい。例えば、ハンドヘルドＧＮＳＳデバイスは、ＧＮＳＳ受信機１００および／またはコンピューティングシステム１５０に結合される、ディスプレイ、配向センサ、距離センサ、カメラ、コンパス、および同等物を含んでもよい。いくつかの実施例では、ＧＮＳＳデバイスは、高度計、コンパス、および／またはジャイロスコープ（図示せず）等の他のセンサもしくは検出器を含む。
図２は、本技術の種々の側面（例えば、ＧＮＳＳデバイス、ＧＮＳＳ受信機１００、マイクロプロセッサ１３２、コンピューティングシステム１５０、ＣＰＵ１５２、アクティビティデータ論理／データベース、それらの組み合わせ、および同等物として）に関する処理機能性を実装するために採用され得る、別の例示的コンピューティングシステム２００を図示する。いくつかの実施例では、コンピューティングシステム２００は、図１のコンピューティングシステム１５０と同一または類似してもよく、図１のＧＮＳＳデバイスの例示的コンポーネントに加えて、および／またはその代替として使用されてもよい。当業者はまた、他のコンピュータシステムまたはアーキテクチャを使用して本技術を実装する方法を認識するであろう。コンピューティングシステム２００は、例えば、所与の用途または環境に関して望ましい、もしくは適切であり得るようなデスクトップ、モバイル電話、測地デバイス等のユーザデバイスを表してもよい。コンピューティングシステム２００は、プロセッサ２０４等の１つ以上のプロセッサを含むことができる。プロセッサ２０４は、例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または他の制御論理等の汎用もしくは専用処理エンジンを使用して実装されることができる。本実施例では、プロセッサ２０４は、バス２０２または他の通信媒体に接続される。
コンピューティングシステム２００はまた、情報およびプロセッサ２０４によって実行されるべき命令を記憶するためのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または他の動的メモリ等の主要メモリ２０８を含むことができる。主要メモリ２０８はまた、プロセッサ２０４によって実行されるべき命令の実行の間に一時変数または他の中間情報を記憶するために使用されてもよい。コンピューティングシステム２００は同様に、プロセッサ２０４のための静的情報および命令を記憶するためのバス２０２に結合される読取専用メモリ（「ＲＯＭ」）または他の静的記憶デバイスを含んでもよい。
コンピューティングシステム２００はまた、例えば、メディアドライブ２１２およびリムーバブル記憶インターフェース２２０を含み得る、情報記憶機構２１０を含んでもよい。メディアドライブ２１２は、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、磁気テープドライブ、光学ディスクドライブ、ＣＤまたはＤＶＤドライブ（ＲまたはＲＷ）、もしくは他のリムーバブルまたは固定メディアドライブ等の固定またはリムーバブル記憶媒体をサポートするためのドライブまたは他の機構を含んでもよい。記憶媒体２１８は、例えば、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気テープ、光学ディスク、ＣＤまたはＤＶＤ、もしくはメディアドライブ２１４によって読み取られ、それによって書き込まれる他の固定またはリムーバブル媒体を含んでもよい。これらの実施形態が例証するように、記憶媒体２１８は、特定のコンピュータソフトウェアまたはデータをその中に記憶している、コンピュータ可読記憶媒体を含んでもよい。
代替実施形態では、情報記憶機構２１０は、コンピュータプログラムまたは他の命令もしくはデータがコンピューティングシステム２００にロードされることを可能にするための他の類似する手段を含んでもよい。そのような手段は、例えば、プログラムカートリッジおよびカートリッジインターフェース、リムーバブルメモリ（例えば、フラッシュメモリまたは他のリムーバブルメモリモジュール）およびメモリスロット、ならびにソフトウェアおよびデータがリムーバブル記憶ユニット２１８からコンピューティングシステム２００に転送されることを可能にする他のリムーバブル記憶ユニット２２２およびインターフェース２２０等のリムーバブル記憶ユニット２２２およびインターフェース２２０を含んでもよい。
コンピューティングシステム２００はまた、通信インターフェース２２４を含むことができる。通信インターフェース２２４は、ソフトウェアおよびデータがコンピューティングシステム２００と外部デバイスとの間で転送されることを可能にするために使用されることができる。通信インターフェース２２４の実施例は、モデム、ネットワークインターフェース（イーサネット（登録商標）または他のＮＩＣカード等）、通信ポート（例えば、ＵＳＢポート等）、ＰＣＭＣＩＡスロットおよびカード等を含むことができる。通信インターフェース２２４を介して転送されるソフトウェアおよびデータは、通信インターフェース２２４によって受信されることが可能な電子、電磁、光学、または他の信号であり得る信号の形態にある。これらの信号は、チャネル２２８を介して通信インターフェース２２４に提供される。本チャネル２２８は、信号を搬送してもよく、無線媒体、ワイヤまたはケーブル、光ファイバ、もしくは他の通信媒体を使用して実装されてもよい。チャネルのいくつかの実施例は、電話回線、携帯電話リンク、ＲＦリンク、ネットワークインターフェース、ローカルエリアまたは広域ネットワーク、および他の通信チャネルを含む。
本書では、用語「コンピュータプログラム製品」および「コンピュータ可読記憶媒体」は、概して、例えば、メモリ２０８、記憶デバイス２１８、または記憶ユニット２２２等の媒体を指すために使用され得る。コンピュータ可読媒体のこれらおよび他の形態が、実行のためにプロセッサ２０４に１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを提供することに関与してもよい。概して、「コンピュータプログラムコード」と称されるそのような命令（コンピュータプログラムまたは他のグループ化の形態においてグループ化され得る）は、実行されると、コンピューティングシステム２００が本技術の実施形態の特徴または機能を実施することを可能にする。
要素がソフトウェアを使用して実装される実施形態では、ソフトウェアは、例えば、リムーバブル記憶ドライブ２１４、ドライブ２１２、または通信インターフェース２２４を使用して、コンピュータ可読媒体内に記憶され、コンピューティングシステム２００にロードされてもよい。制御論理（本実施例では、ソフトウェア命令またはコンピュータプログラムコード）は、プロセッサ２０４によって実行されると、プロセッサ２０４に、本明細書に説明されるような技術の機能を実施させる。
ここで図３Ａ－３Ｅに目を向けると、スプーフィング検出および阻止を採用するＧＮＳＳデバイスによって提供される種々のユーザインターフェースの実施例が、図示される。そのようなユーザインターフェースは、ＧＮＳＳデバイスにおけるディスプレイ（例えば、タッチスクリーン）において、および／またはＧＮＳＳデバイスと動作可能に通信する外部ディスプレイにおいて提供されてもよい。下記に説明されるように、いくつかの実施例では、ＧＮＳＳデバイスによって提供されるユーザインターフェースは、受信されている衛星信号に関連する情報を表示し、スプーフィング信号が検出されているときをユーザにリアルタイムおよび／またはほぼリアルタイムで示す。スプーファが検出されているときをユーザに示す利点は、ＧＮＳＳデバイスが、潜在的に偽の場所および時間解をユーザに通知する、本デバイスの動作モードの変更（例えば、衛星ベースのナビゲーションから他のセンサタイプベースのナビゲーションへの変更）に関してユーザに警告する、本デバイスにおける改変された動作モードに関するさらなるユーザ入力を促す（例えば、スプーファの方向または源の判定）、および／またはナビゲーションのために（例えば、スプーフィングされたエリアから外へナビゲートするために）コンパスならびに高度計等の他のセンサを使用するようにユーザを誘導し得ることである。
図３Ａ－３Ｃにおける例示的ユーザインターフェースは、ＧＮＳＳデバイスにおいて受信および測定される衛星信号に関する情報を表示する表を提供する。図３Ａは、いかなるスプーフィング信号もＧＮＳＳデバイスにおいて受信されていない、または別様に検出されていないことを示す、例示的ユーザインターフェースを図示する。具体的には、図３Ａにおけるユーザインターフェースは、５つのナビゲーションシステム、すなわち、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＢｅｉＤｏｕ、およびＱＺＳＳから受信される信号を示す。ユーザインターフェースはさらに、衛星に関するアルマナックデータを示す。例えば、アルマナックデータによると、８つのＧＰＳ衛星、９つのＧＬＯＮＡＳＳ衛星、３つのＧａｌｉｌｅｏ衛星、７つのＢｅｉＤｏｕ衛星、および１つのＱＺＳＳ衛星が、その時点で可視であった（または可視であるはずである）。さらに、ユーザインターフェース表は、ＧＮＳＳデバイスによって受信および追跡される衛星信号を示す。例えば、ユーザインターフェース内の第１の行は、ＧＰＳ衛星から、雑音レベルがＣ／Ａ帯域（例えば、周波数帯域）内で２％であった間に８つのＣ／Ａ信号が追跡され、雑音レベルがＰ１帯域内で０％であった間に６つのＰ１信号が追跡され、雑音レベルがＰ２帯域内で０％であった間に６つのＰ２信号が追跡され、雑音レベルが２Ｃ帯域内で０％であった間に６つの２Ｃ信号が追跡され、雑音レベルがＬ５帯域内で２％であった間に２つのＬ５信号が追跡されたことを示す。
図３Ａにおけるユーザインターフェース内の他の入力も、類似する方式で解釈され得ることを理解されたい。単にさらなる実施例として、図３Ａにおけるユーザインターフェースは、Ｇａｌｉｌｅｏ衛星に関して、雑音レベルがＥ１帯域内で０％であった間に３つのＥ１信号が追跡され、雑音レベルが５Ｂ帯域内で２３％であった間に３つの５Ｂ信号が追跡され、雑音レベルが５Ａ帯域内で２％であった間に３つの５Ａ信号が追跡されたことを示す。ユーザインターフェースは、信号に関する検出された雑音レベルが最大雑音レベルを超えるとき等、高い雑音レベルが検出されるときを示す、そのときにフラグを付ける、アラームを発する、または別様に警告してもよい。例えば、図３Ａにおいて、ユーザインターフェースは、高い２３％雑音レベルが５Ｂ帯域内で検出された間に３つのＧａｌｉｌｅｏ ５Ｂ信号が検出されたことを強調する。
上記に説明される図３Ａと異なり、図３Ｂ－３Ｃは、スプーフィング信号がＧＮＳＳデバイスにおいて受信されている、または別様に検出されていることを示す、警告する、または別様にアラームを発する、例示的ユーザインターフェースを図示する。例えば、図３Ｂにおいて、ユーザインターフェースは、９つのＧＰＳ衛星がアルマナックデータに従って可視であり、雑音レベルがＣ／Ａ帯域内で２％であった間に６つのＧＰＳ Ｃ／Ａ信号が追跡されたが、それらの６つのＧＰＳ Ｃ／Ａ信号のうちの５つがスプーフィングされた信号であったことを示す。そのようなスプーフィングされた信号は、本明細書に説明される方法に従って、例えば、下記の図６におけるプロセス６００において検出される。各帯域内で受信されたスプーフィングされた信号の数は、異なる色のフォント（例えば、他の情報に関する黒色の通常のフォントと比較して、赤色の太字フォント）等の異なる表示フォーマットによって示されることができる。図３Ｂでは、数値フォーマット凡例が、追跡に関するフォーマット対スプーフィング表示フォーマットを示すように表示される。図３Ｂにおけるユーザインターフェースは、４つの５Ｂ Ｇａｌｉｌｅｏ信号が受信されたときに２４％の高雑音レベルが５Ｂ Ｇａｌｉｌｅｏ帯域内で検出されたことを強調することにさらに留意されたい。
図３Ｃは、スプーフィング信号がＧＮＳＳデバイスにおいて受信されたことを示す、ユーザインターフェースの別の実施例を示す。例えば、図３Ｃにおいて、ユーザインターフェースは、１０個のＧＰＳ衛星がアルマナックデータに従って可視であり、雑音レベルがＣ／Ａ帯域内で０％であった間に９つのＧＰＳ Ｃ／Ａ信号が追跡されたが、それらの９つのＧＰＳ Ｃ／Ａ信号のうちの６つがスプーフィングされた信号であったことを示す。ここでは、スプーフィングされた信号の数（例えば、「６」）は、受信された信号の数（例えば、黒色の通常のフォントにおいて示される「９」）と異なる表示フォーマット（例えば、赤色の太字フォント）によって示される。
図３Ｄに目を向けると、追跡される衛星信号のさらなる詳細を提供する別の例示的ユーザインターフェースが、図示される。例えば、図３Ｄにおけるユーザインターフェースは、種々のＧＰＳ衛星信号の詳細を示すチャートを提供する。具体的には、チャートの最初の６つの行は、６つのスプーフィングされたＧＰＳ Ｃ／Ａ信号（例えば、衛星ＧＰＳ３、ＧＰＳ６、ＧＰＳ９、ＧＰＳ１６、ＧＰＳ２２、ＧＰＳ２３からの信号）に関する詳細を示し、各スプーフィングされた信号は、列Ｃ１における「１」のインライン入力で示される。チャートはさらに、（例えば、「ＳＳ」、「ＭＩＮ」、「Ｃ１」、「ＳＳ」、「ＭＡＸ」、「Ｃ１」を伴う２つの区分の列における）６つのスプーフィングされたＧＰＳ Ｃ／Ａ信号に関する各ピークの特性を示し、第２のＳＳ列は、６つのスプーフィングされた信号の第２のピークが一貫した信号であるかどうかを示す。図３Ｄに図示されるように、６つのＧＰＳ衛星（例えば、ＧＰＳ３、ＧＰＳ６、ＧＰＳ９、ＧＰＳ１６、ＧＰＳ２２、ＧＰＳ２３）がスプーフィングされたが、雑音レベルに関するいかなるインジケーションも存在せず（例えば、スプーフィングされた信号毎にインラインで「０％」を示す）、それらのスプーフィングされた衛星から追跡される信号がスプーフィング信号であるスペクトル形状およびレベルに関するいかなるインジケーションも存在しなかった（例えば、スプーフィングされた信号毎にインラインで「１１．０」を示す）。
さらに、図３Ｅに示されるように、ＧＮＳＳデバイスによって提供される別の例示的ユーザインターフェースが、追跡される信号のさらなる詳細を提供するように図示される。本ユーザインターフェースは、ｘ軸が周波数であり、ｙ軸が信号電力であるグラフにおいて受信された信号（例えば、ＧＰＳ Ｌ１信号）のスペクトルを示す。少なくとも図３Ｄに関して上記に議論されるように、追跡される信号がスプーフィング信号であるスペクトル形状およびレベルに関するいかなるインジケーションも存在しない。
図３Ｂ－３Ｅにおける前述の実施例では、雑音レベルおよびスペクトル形状／レベルにおいてスプーフィングのいかなるインジケーションも存在しないが、本明細書に説明されるシステムおよび方法は、各信号のピークを追跡することによってスプーフィング信号を検出することができる。例えば、図４において下記にさらに説明されるように、追跡される信号が１つを上回る相関ピークを有するとき、追跡される信号は、スプーフィング信号を含むと判定される。いくつかの実施例では、本明細書に説明されるシステムおよび方法はまた、雑音および／または電力レベルを監視することによってスプーフィング信号を検出する。例えば、追跡される信号が異常に高い雑音および／または電力レベルを有するとき、追跡される信号は、スプーフィング信号を含むと判定される。そのようなスプーフィング信号は、スプーファの方法が、本物の衛星信号をカバーし、本物の衛星信号の上部に偽信号を追加し、単一のピークのみを生産し、また、雑音レベルの２００％を上回る増加を導入することを含むときに発生され得る。
図４に目を向けると、上記に議論されるようないくつかの実施例では、スプーフィング信号は、各信号内のピークを追跡することによって検出され、したがって、ＧＮＳＳデバイスが任意のＰＲＮコードに関する１つを上回る合理的かつ一貫した相関ピークを検出するとき、ＧＮＳＳデバイスは、スプーファが存在すると判定し、スプーファ信号を識別する。例えば、図４は、ｘ軸がコードチップ距離であり、ｙ軸が電力であるグラフを示す。グラフは、同一の周波数にあるが、異なる位置またはコードチップ距離において、スプーファ信号が検出されることを図示する。スプーファ信号は、本物の衛星信号に対応するピークと異なるコードチップ距離においてピークを有する。ある場合には、スプーファ信号に対応するピークは、他の信号の既知の位置に基づいて識別される。いくつかの実施例では、コードチップ距離は、他の信号に基づいて判定されるＧＮＳＳデバイスの場所に合致するようにコードが偏移される必要がある距離を示す。そのようなコードチップ距離は、本物および／またはスプーファピークであるピークを示し得る。いくつかの実施例では、ＧＮＳＳデバイスは、ＰＲＮコード（例えば、衛星の一意の擬似ランダム雑音コード）に関して２つのピークが存在すると判定し、間違ったピーク（例えば、スプーファ信号ピーク）を隔離および／または無視する。
本明細書に説明されるスプーフィング検出および阻止は、ＧＮＳＳデバイスにおけるＯＥＭ ＧＮＳＳ基板上で実装されることができる。単に実施例として、Ｊａｖａｄ ＧＮＳＳ，Ｉｎｃ．によって提供されるＴＲＥ－Ｑｕａｔｔｒｏ ＯＥＭ基板は、合計８６４個のチャネル、２つのアンテナ上でのオールインビュー、ＧＰＳ Ｌ１／Ｌ２／Ｌ２Ｃ／Ｌ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ１／Ｅ５Ａ，Ｅ５Ｂ／ＡｌｔＢｏｃ、ＧＬＯＮＡＳＳ Ｌ１／Ｌ２／Ｌ３、ＢｅｉＤｏｕ Ｂ１／Ｂ２、ＱＺＳＳ Ｌ１／Ｌ２／Ｌ５、ＫＦＫ ＷＡＳＳ／ＥＧＮＯＳ（ＳＢＡＳ）、高度なマルチパス低減、高速入手チャネル、高確度速度測定、ならびにある場合には、ほぼ無制限の高度および速度を有する。いくつかの実施例では、基板は、最大４つのアンテナから入力を受け取り、これは、全ての通信および他のアクティビティを協調させるように共通発振器および中央プロセッサと同期して動作する、４つの受信機と同等である。いくつかの実施例では、主要受信機は、基点と併せて長距離ベースラインＲＴＫを実施することができる。他の３つの受信機は、主要受信機とともに、非常に高速かつ信頼性のある配向（姿勢）解を提供することができる。ＴＲＥ－ＱＵＡＴＴＲＯ基板上のオンボード電力供給源は、＋６～＋４０ボルトの電圧を受け取り、必要に応じて、クリーンなフィルタ処理された電圧を送達することができる。これは、クリーンな電力が別の場所で発生され、ケーブルを介して基板に送達されるときに生成され得る電力汚染（波紋）のリスクを排除する。例示的ＴＲＥ－ＱＵＡＴＴＲＯ基板はまた、４つのＬＥＤ、オン／オフおよび機能ボタンコントローラのための駆動装置を含む。加えて、基板は、データ記憶のための大量のフラッシュを含む。ＴＲＥ－ＱＵＡＴＴＲＯ基板内のＣＡＮインターフェースは、全ての関連付けられるハードウェアおよびファームウェアを完全に提供される。他の基板およびＧＮＳＳデバイスも、検討され得ることに留意されたい。ある場合には、例えば、大量のスプーフィングが存在することが既知であるエリアに関して、例えば、単純なＧＰＳ Ｃ／Ａコードを利用するＧＮＳＳデバイスではなく、より多くの衛星システムおよびより多くの信号を提供するＯＥＭ基板を有するＧＮＳＳデバイスを利用することが、推奨される。
ここで図５Ａ－５Ｂに目を向けると、いくつかの実施例では、ＧＮＳＳデバイスがスプーファが存在することを検出すると、ＧＮＳＳデバイスは、スプーフィング信号が発せられる方向を見出すオプションを提供する。例えば、図５Ａに示されるように、ＧＮＳＳデバイス５０２（例えば、ＴＲＩＵＭＰＨ－ＬＳ）を保持するユーザ５００は、デバイス５０２が衛星エネルギーが最小になる方向を見出すように、受信機およびアンテナを方向Ａに緩慢に回転させながら（例えば、３０秒あたり１回転）水平に保持することができる。ＧＮＳＳデバイス５０２におけるディスプレイスクリーン５０４は、スプーファがアンテナ受信パターンのヌルポイントの後方にある判定された配向を示す、ユーザインターフェース（例えば、図５Ｂにおけるユーザインターフェース５０２）を表示することができる。例えば、図５Ｂにおいて、１つ以上の完全回転後、ＧＮＳＳデバイスは、スプーファのおおよその配向を示すグラフを含むユーザインターフェース５１０を表示する。いくつかの実施例では、例えば、全ての衛星の全ての信号がスプーフィングされていると判定される場合、ＧＮＳＳデバイス（例えば、デバイス５０２）は、ＧＮＳＳ信号を無視し、スプーフィングされたエリアから外へナビゲートするために他のセンサ（例えば、コンパス、ジャイロスコープ、高度計）を使用するようにユーザに警告する。さらに、いくつかの実施例では、ＧＮＳＳデバイスは、スプーファが存在するかどうかを迅速に理解し、次いで、それらを識別するためにＧＮＳＳデバイスによって使用され得る、それらのおおよその位置を入力するようにユーザを促すことができる。
図６は、スプーフィング検出および阻止を実施するための例示的プロセス６００を図示する。いくつかの実施例では、プロセス６００は、図１のＧＮＳＳアンテナ１０１、受信機１００、およびコンピューティングシステム１５０、ならびに／もしくは図２のコンピューティングシステム２００と類似する、または同じであるＧＮＳＳアンテナ、受信機、およびコンピューティングシステムを有するＧＮＳＳデバイスによって実施される。
プロセス６００は、ブロック６０２において、アンテナを有するＧＮＳＳデバイスにおいて、信号のセットを受信することを含む。単に実施例として、信号のセットは、ＧＮＳＳデバイスにおけるユーザ要求に応答して、所定のタイミングに従って周期的に、ミッションの間および／またはＧＮＳＳデバイスがオンである間に連続的に、ＧＮＳＳデバイスにおいて検出または判定される条件に応答して、ならびに／もしくはＧＮＳＳデバイスと関連する外部アプリケーションまたはデバイスからの要求に応答して受信されることができる。
いくつかの実施例では、ＧＮＳＳデバイスは、複数の衛星から複数の信号を受信するための複数のチャネルを含む。そのような場合では、プロセス６００は、各衛星から伝送された全ての信号がＧＮＳＳデバイスによって受信される、および／または別様に追跡されるように、各衛星に１つを上回るチャネルを割り当てることを含むことができる。例えば、プロセス６００は、複数の衛星の衛星毎に、少なくとも衛星と関連付けられるＰＲＮコードを使用して、複数のチャネルを衛星に割り当てることと、複数のチャネルにおいて、信号（例えば、ＧＮＳＳ信号）のセットを受信することであって、それによって、信号のセットの各信号は、その源衛星と関連付けられるＰＲＮコードを含み、ＧＮＳＳデバイスにおけるその割り当てられたチャネルにおいて受信される、こととを含むことができる。単に実施例として、ＧＮＳＳデバイスおよび／または、より具体的には、その受信機は、そのチップ（例えば、ＴＲＩＵＭＰＨ２（登録商標） Ｃｈｉｐ）において８６４個の追跡チャネルおよび１３０，０００個を上回る高速入手チャネルを含む。いくつかの実施例では、チップ（例えば、ＴＲＩＵＭＰＨ（登録商標） Ｃｈｉｐ）は、ＧＮＳＳ信号を追跡するための２１６個のチャネルを含み、１１０，０００個の通常の相関器が付随する。
プロセス６００は、ブロック６０４において、信号のセット内の疑わしい信号（例えば、潜在的なスプーフィング信号）を識別することを含む。いくつかの実施例では、１つ以上の信号が、デジタル信号処理を採用することによって疑わしい信号として識別される。疑わしい信号として識別された信号は、後続分析または有効化のために、フラグを付けられる、および／または疑わしい信号のグループ（例えば、ＧＮＳＳデバイスにおいて受信された信号のセットのサブセットである疑わしい信号のグループ）内に含まれることができる。
いくつかの実施例では、ブロック６０６において、疑わしい信号を識別することは、１つを上回るピークを有する信号を識別することを含む。例えば、プロセス６００は、各受信された信号のピークを追跡し、相関させることと、受信された信号に関して、第２のピークが存在するかどうかを識別することとを含むことができる。少なくとも２つの合理的なピークが検出される（例えば、有意ではないピークが無視される）場合、ピークのうちの１つは、スプーファ相関ピークであると判定される、および／または信号は、スプーフィングまたは別様に疑わしい信号であると判定される。単に実施例として、ＧＮＳＳデバイスは、そのチップ（例えば、ＴＲＩＵＭＰＨ２（登録商標） Ｃｈｉｐ）において８６４個の追跡チャネルおよび１３０，０００個を上回る高速入手チャネルを含む。いくつかの実施例では、チップ（例えば、ＴＲＩＵＭＰＨ（登録商標） Ｃｈｉｐ）は、１１０，０００個の通常の相関器が付随する、ＧＮＳＳ信号を追跡するための２１６個のチャネルを含む。上記に議論されるように、プロセス６００は、１つを上回るチャネルを各衛星信号に割り当てることと、本物のピークおよびスプーファピークを含む各衛星信号の全てのピークを追跡することとを含んでもよい。プロセス６００は、（例えば、少なくとも初期またはおおよその位置を判定する目的のために）１つを上回る相関ピークを有するいかなる信号も除外してもよい。複数の相関ピークを伴う信号を無視する利益は、場所および／または時間を判定するための間違った測距情報（例えば、スプーファ相関ピークに対応する情報）の使用が防止され、それによって、ＧＮＳＳデバイスによって間違った位置および／または時間解を判定するリスクを低減させることである。しかしながら、ある場合には、受信された信号が、１つのみの合理的なピークを有すると判定されるが、下記にさらに議論されるように、受信された信号は、信号が未知または別様に無効な衛星から発信すると判定されるとき、スプーフィングまたは別様に疑わしい信号であると判定され得ることに留意されたい。
いくつかの実施例では、ブロック６０８において、疑わしい信号を識別することは、アルマナックデータ等の外部データに基づいて、ＧＮＳＳデバイスによって受信されるはずではない信号を識別することを含む。例えば、いくつかの実施例では、プロセス６００は、可視ではない、検出されない、または別様に存在するはずではない信号が受信されたと判定し、続けて、信号を疑わしい信号として指定する。単に実施例として、そのような疑わしい信号は、スプーファ（例えば、スプーフィング信号ブロードキャストシステムまたは無線）が、スプーフィングされたエリアにおける地平線の下方にある衛星または存在しない衛星に関するスプーフィング信号をブロードキャストしたことを示す。そのような場合では、１つのみの相関ピークが、スプーフィング信号に関して存在し得ることに留意されたい。いくつかの実施例では、プロセス６００は、外部データソースから証明された有効なアルマナックデータをダウンロードする、または別様にそれにアクセスすることと、アルマナックデータに基づいて、受信された信号が疑わしい信号である（例えば、可視ではない、検出されない、または別様に存在するはずではない）かどうかを判定することとを含む。そのようなアルマナックデータは、ある時間窓にわたる衛星の可視性、時間、および／またはステータスについての情報を含み、所定の時間周期（例えば、数週間）後に終了する、もしくはもはや有効ではなくなり得る。いくつかの実施例では、アルマナックデータは、ＧＮＳＳデバイスを利用するミッションに先立って入手される。ある場合には、ＧＮＳＳデバイスは、種々の外側ソースから付加的外部データを入手し、信号が疑わしいかどうかを判定する際にアルマナックデータとともにそのような付加的外部データを利用する。さらに、いくつかの実施例では、ＧＮＳＳデバイスは、周期的に、またはこれが外部データソースへのネットワーク接続が利用可能であることを検出するとき、外部データを自動的に入手する。いくつかの実施例では、ＧＮＳＳデバイスは、本デバイスにおけるユーザ要求入力に基づいて、またはそれに応答して、そのようなデータを入手する。
いくつかの実施例では、ブロック６１０において、疑わしい信号を識別することは、最大信号対雑音比（ＳＮＲ）を超える、または他の検出されるＳＮＲと一貫しないＳＮＲを有する信号を識別することを含む。例えば、不合理に高いＳＮＲを有する受信された信号は、可視衛星の実際のＧＮＳＳ信号をカバーするスプーフィング信号が存在し得ることを示す。スプーフィング信号は、雑音で実際のＧＮＳＳ信号をカバーし得、これは、受信された信号が最大ＳＮＲを超えるときに検出され得る。
いくつかの実施例では、ブロック６１２において、疑わしい信号を識別することは、類似するＳＮＲを有する複数の信号に所属する信号を識別することを含み、複数の信号は、異なる擬似ランダム雑音（ＰＲＮ）コードと関連付けられる。いくつかの実施例では、複数の信号は、複数の疑わしい信号であると判定される。
いくつかの実施例では、ブロック６１４において、疑わしい信号を識別することは、完全多周波数信号を発生させない衛星と関連付けられる信号を識別することを含む。単に実施例として、衛星は、予期されるものと異なるＰＲＮコードを有する、および／または別様にスプーフィングされた、または偽の衛星を示し得る。例えば、ある場合には、スプーファは、Ｃ／Ａコード信号のみを発生させる。
いくつかの実施例では、ブロック６１６において、疑わしい信号を識別することは、Ｃ／Ａコード信号である信号を識別することを含む。例えば、プロセス６００は、初期のおおよその位置を計算するとき、Ｃ／Ａ信号および／またはスプーファシステムによって一般的に発生される任意の分類もしくはタイプの信号を最初に無視することを含む。
いくつかの実施例では、ブロック６１８において、疑わしい信号を識別することは、不合理に高い電力レベル等の最大信号電力を超える信号電力を有する信号を識別することを含む。いくつかの実施例では、疑わしい信号を識別することは、閾値低または高背景雑音レベル等の閾値背景雑音レベルを超える雑音レベルを有する信号を識別することを含む。単に実施例として、最大信号電力および／または最大背景雑音レベルを超えることは、スプーフィング信号が追加された雑音および／または電力で実際のＧＮＳＳ信号をカバーしているときに起こり得る。さらに、いくつかの実施例では、低すぎる（例えば、最小電力レベルを下回る）および／または閾値低背景雑音レベルを下回る信号電力は、一貫しない、または予期せぬ変則的な信号を示す。
なおもさらに、いくつかの実施例では、ユーザは、疑わしい信号としてフラグを付けられるべき信号の特性またはあるタイプを変更もしくは定義することができる。ある場合には、そのようなユーザ定義は、概して、ＧＮＳＳデバイスにおいて適用される、または具体的ミッション、場所、時間および日付、ユーザプロファイル、バッテリまたは電力レベル等と関連付けられることができる。そのようなユーザ定義は、ユーザ入力デバイスを介してＧＮＳＳデバイスにおいて、および／または本デバイスと動作可能に通信するコンピューティングシステムにおいて受信されることができる。
プロセス６００は、ブロック６２０において、信号のセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットを含み、サブセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号の最小数を満たし、疑わしい信号を含んでいないという判定に従って、有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットに基づいて、ＧＮＳＳデバイスのおおよその位置を計算することを含む。例えば、いくつかの実施例では、プロセス６００は、信号のセットからのいかなる識別された疑わしい信号も無視する、または別様に除去することと、有効な信号のみを使用して初期のおおよその位置を算出することとを含む。算出されたおおよその位置は、ＧＮＳＳデバイスにおけるおおよその緯度、経度、高度、速度、正確度、および／または時間を含んでもよい。
いくつかの実施例では、プロセス６００は、信号のセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号の少なくとも最小数を含むかどうかを判定することを含む。初期のおおよその位置を算出することは、信号のセット内の全ての有効な信号および／またはいくつかの有効な信号に基づいてもよい。ある場合には、有効な信号は、（例えば、着信時間、最も強い信号から最も弱い信号、信号または衛星のタイプに基づいて）ランク付けされ、おおよその位置は、最も高いランクの有効な信号に基づいて判定される。いくつかの実施例では、ユーザは、おおよその位置を計算するために使用される信号の数、おおよその位置を計算するために使用される信号、衛星、および／または他の因子を規定することができる。いくつかの実施例では、ＧＮＳＳデバイスのバッテリ電力レベルおよび／または信号の信号強度が、少なくとも部分的に、おおよその位置を計算する際に利用される有効な信号を判定する。
いくつかの実施例では、有効なＧＮＳＳ衛星信号の最小数は、４つの有効な信号である。有効なＧＮＳＳ衛星信号の最小数は、おおよその位置を算出するために必要とされる信号の最小数に対応することができる。いくつかの実施例では、信号の最小数は、ナビゲーションのために使用されている衛星信号の組み合わせおよび／または判定されている計算（例えば、住所、都市、緯度、経度、高度、速度、正確度、および／または時間）に基づいて変動する。いくつかの実施例では、有効な信号であると判定される各信号は、デジタル信号処理を使用して判定され得る、１つのみの合理的な、または別様に予期されるピークを有する。ある場合には、有効なＧＮＳＳ信号（例えば、受信された有効なＧＮＳＳ信号のサブセット）は、ＧＰＳ（例えば、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ２Ｐ、Ｌ２Ｃ、Ｌ５）、Ｇａｌｉｌｅｏ（例えば、Ｅ１、Ｅ５Ａ、Ｅ５Ｂ、ＡｌｔＢｏｃ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（例えば、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）、ＢｅｉＤｏｕ（例えば、Ｂ１、Ｂ２）、ＱＺＳＳ（例えば、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５）、ＳＢＡＳ、ＩＲＮＳＳ、ＷＡＳＳ／ＥＧＮＯＳ（ＳＢＡＳ）ナビゲーションシステム等のＧＮＳＳデバイスによって把握される１つ以上の有効なナビゲーションシステムから受信される信号を含む。
いくつかの実施例では、プロセス６００は、ブロック６２２において、おおよその位置に基づいて、疑わしい信号が有効化されるかどうかを判定することと、有効化された信号に基づいて、ＧＮＳＳデバイスの精密な位置を計算することとを含む。例えば、本明細書に説明されるＧＮＳＳデバイスは、疑わしい信号が、有効な信号に基づいて計算されたおおよその位置および／または手動で入力された既知の位置等の既知の位置に合致するかどうかをチェックすることによって、各識別された疑わしい信号を有効化する。既知の位置に合致する疑わしい信号が、有効化される一方、既知の位置に合致しない疑わしい信号は、無効化される、または別様に非有効化もしくはスプーフィング信号と見なされ、破棄されてもよい。ある場合には、１つ以上の疑わしい信号が有効化されるという判定に従って、プロセス６００は、より精密な位置を判定するために、有効な信号および有効化された信号の両方に基づいて、おおよその位置を再計算すること等の新しい、またはより精密な位置を計算することを含む。算出された精密な位置は、ＧＮＳＳデバイスにおける精密な緯度、経度、高度、速度、正確度、および／または時間を含んでもよい。
いくつかの実施例では、いかなる疑わしい信号も有効化されないという判定に従って、プロセス６００は、精密な位置または真の位置として最初に計算されたおおよその位置を指定する、または別様に参照することを含む。ある場合には、ＧＮＳＳデバイスは、（例えば、ディスプレイスクリーンを介して）１つ以上のスプーフィング信号が検出されていることを示し、おおよその位置および精密または真の位置の両方を表示する。
いくつかの実施例では、プロセス６００は、ブロック６２４において、信号のセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号を含んでいないという判定に従って、スプーファ信号が検出されている警告を発すること、および／またはスプーファが検出されているスプーフィングされたエリアから外へナビゲートするためのガイダンスを提供することを含む。いくつかの実施例では、信号のセットは、全ての受信された信号がスプーフィングまたは別様に疑わしい信号であると判定されるとき、および／またはおおよその位置を提供するために有効なＧＮＳＳ信号の最小数を満たすために十分な有効な信号が存在しないとき、有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットを含んでいない。ある場合には、ＧＮＳＳデバイスは、（例えば、全ての衛星の全ての信号がスプーフィングされていると判定されるとき）ＧＮＳＳ信号のセットを無視する、および／またはナビゲーションのために統合されたＧＮＳＳシステム内の他のセンサを使用するために、警告（例えば、可視、可聴、および／または触覚）を発する。ある場合には、ＧＮＳＳデバイスは、動作モードを改変する。例えば、ある場合には、ＧＮＳＳデバイスは、他のセンサ（例えば、コンパス、ジャイロスコープ、高度計）を自動的にアクティブ化し、他のセンサから収集されたデータを採用し、スプーフィングされたエリアから外へＧＮＳＳデバイスのユーザをナビゲートするためのガイダンスを提供する。ある場合には、そのような警告は、ＧＮＳＳデバイスと通信する他の外部システムに報告される。さらに、いくつかの実施例では、ＧＮＳＳデバイスは、衛星信号に基づいてナビゲーションを提供することから、受信されたスプーフィング信号の源または方向を判定すること、および／または他のセンサに基づいてナビゲーションを提供することに動作モードを改変する。
いくつかの実施例では、プロセス６００は、ＧＮＳＳ衛星信号エネルギーが最小レベルに到達する方向を検出することによって、疑わしい信号の源の方向を判定することを含む。ある場合には、信号のセットは、アンテナが第１の配向にある間にアンテナを介してＧＮＳＳデバイスにおいて受信され、信号の第２のセットが、アンテナが第１の配向と異なる第２の配向にある間にアンテナを介して受信され、疑わしい信号の源（および／または複数の疑わしい信号の源）の方向は、信号のセットおよび信号の第２のセットに基づいて判定される。単に実施例として、ＧＮＳＳデバイスは、デバイス（ＴＲＩＵＭＰＨ－ＬＳ（登録商標））、受信機、および／またはアンテナを緩慢に回転させながら（例えば、約３０秒に１回転および／または図５Ａに示されるように）これを水平に保持するように（例えば、ディスプレイスクリーンまたは可聴出力を介して）ユーザに命令してもよい。回転する間、ＧＮＳＳデバイスは、回転の間の複数の配向において受信される複数の衛星信号を捕捉し、受信された信号に基づいて、衛星エネルギーが最小に到達する方向を判定および表示してもよい。判定された方向は、スプーファシステムが検出されたアンテナ受信パターンのヌルポイントの後方にある配向または方向を示すことができる（例えば、図５Ｂ参照）。
いくつかの実施例では、プロセス６００は、ＧＮＳＳデバイスと関連付けられるユーザ入力デバイス（例えば、タッチスクリーン、キーパッド、キーボード）において、手動で入力されたおおよその位置（例えば、住所、都市、緯度、経度、高度、速度、正確度、および／または時間）を受信することと、手動で入力されたおおよその位置に基づいて、信号のセットがスプーフィングまたは別様に疑わしい信号を含むかどうかを判定することとを含む。例えば、いくつかの困難な状況では、ユーザは、スプーファが存在するかどうかを迅速に判定し、次いで、それらを識別する、および／またはそれらの源の方向を判定するために、それらのおおよその位置を入力することを所望し得る。いくつかの実施例では、ＧＮＳＳデバイスは、手動で入力されたおおよその位置および受信されたＧＮＳＳ衛星信号に基づいて、精密な場所（例えば、精密な住所、都市、緯度、経度、高度、速度、正確度、および／または時間）を判定する。
本明細書に説明されるシステムおよび方法の変形例が、検討されることができる。例えば、ある場合には、ＧＮＳＳデバイスは、いったんスプーフィング信号または疑わしい信号として識別される信号が受信されると、アラート（例えば、リアルタイムアラート）を発生させる。例えば、信号（例えば、ＧＮＳＳ衛星信号）のセットを受信することに応じて、ＧＮＳＳデバイスは、信号のセットがスプーフィングまたは別様に疑わしい信号を含むかどうかを判定することができる。そのようなスプーフィングまたは概して疑わしい信号は、信号処理および／またはアルマナックデータのデータベース等のデータベースに対する信号の特性の比較によって等、本明細書に説明される技法のうちのいずれかに従って、ＧＮＳＳデバイスによって識別される。上記の実施例に議論されるように、信号が１つを上回る相関ピークを含有する（例えば、スプーファ相関ピークを含有する）、信号がアルマナックデータに基づいて存在するはずではない（例えば、信号がアルマナックデータに基づいて検出されるはずではない源衛星と関連付けられる場合）、信号が所定の信号対雑音比（例えば、最大ＳＮＲ比）を超える、信号が所定の信号電力（例えば、最大信号電力）を超える、信号が所定の雑音レベル（例えば、閾値雑音レベル）を超える、信号が完全な多周波数信号ではない（例えば、信号がＣ／Ａコード信号である）、および／または信号がこれらの属性もしくは本明細書に議論される他の属性の任意の組み合わせを含むとき、信号は、スプーフィングまたは疑わしい信号として識別される。
スプーフィングまたは別様に疑わしい信号が受信されたと判定することに応じて、ＧＮＳＳデバイスは、偽信号が存在するというインジケーションを出力することができる。例えば、ＧＮＳＳデバイスは、スプーフィングまたは疑わしい信号が受信されたことを示すユーザインターフェース等のそのディスプレイスクリーン上に視覚インジケーションを出力する。ある場合には、ユーザインターフェースは、これが検出されたときのタイムスタンプ、スプーフィングまたは疑わしい信号のタイプもしくは特性、および／またはユーザが本デバイスの動作モードを変更するかどうか（例えば、他のナビゲーションまたはセンサモード、スプーファの方向を判定するためのモードのアクティブ化）を選択するオプション等の受信された信号に関する詳細を含む。ある場合には、ＧＮＳＳデバイスは、スプーフィングまたは疑わしい信号が識別されたとき、可聴インジケーションおよび／または触覚インジケーションを出力する。例えば、ＧＮＳＳデバイスは、本デバイスにおけるスピーカにおいて出力のための警告音を発生させる、または本デバイスにおける触覚出力ジェネレータを通して出力のための振動パターンを発生させる。さらに、いくつかの実施例では、ＧＮＳＳデバイスは、スプーフィングまたは疑わしい信号がＧＮＳＳデバイスにおいて検出されたというインジケーションを表示または別様に出力し得る、ユーザのスマートフォン等の外部ユーザデバイスに伝送されるアラートまたはメッセージ（例えば、テキストメッセージ）を発生させる。ある場合には、信号のセットがいかなるスプーフィングまたは疑わしい信号も含んでいないと判定することに応じて、ＧＮＳＳデバイスは、そのようなインジケーションの発生を見合わせる、および／または通常の動作に進む（例えば、信号のセットに基づいて、位置および／または時間を計算する）。前述の実施例のうちのいずれかでは、ＧＮＳＳデバイスは、データベースまたはログ内に本デバイスにおいて受信されたスプーフィングまたは疑わしい信号に関連する情報を記憶し得ることに留意されたい。
疑わしい信号の識別、おおよそおよび精密な場所の判定、ならびにスプーフィング信号発信の方向の判定を含む、本明細書に説明されるスプーフィング検出および阻止方法は、信号がＧＮＳＳデバイスにおいて受信および測定される間にリアルタイムでＧＮＳＳデバイスにおいて判定されることが検討される。後処理技法もまた、可能にされることに留意されたい。例えば、受信された信号および／または信号処理分析からの結果は、ＧＮＳＳデバイスにおいて（例えば、メモリ１４０、メモリ２０８、記憶デバイス２１０のうちのいずれかにおいて）記憶され、リアルタイム処理および後処理の両方のために使用されることができる。
例示的方法、非一過性コンピュータ可読記憶媒体、システム、および電子デバイスが、以下の項目の例示的実装において記載される。
項目１．スプーフィング信号を検出および阻止するための方法であって、
アンテナを有する全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デバイスにおいて、信号のセットを受信することと、
信号のセット内の疑わしい信号を識別することと、
信号のセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットを含み、サブセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号の最小数を満たし、疑わしい信号を含んでいないという判定に従って、有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットに基づいて、ＧＮＳＳデバイスのおおよその位置を計算することと
を含む、方法。
アンテナを有する全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デバイスにおいて、信号のセットを受信することと、
信号のセット内の疑わしい信号を識別することと、
信号のセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットを含み、サブセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号の最小数を満たし、疑わしい信号を含んでいないという判定に従って、有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットに基づいて、ＧＮＳＳデバイスのおおよその位置を計算することと
を含む、方法。
項目２．おおよその位置に基づいて、疑わしい信号が有効化されるかどうかを判定することと、
有効化された信号に基づいて、ＧＮＳＳデバイスの精密な位置を計算することと
をさらに含む、項目１に記載の方法。
有効化された信号に基づいて、ＧＮＳＳデバイスの精密な位置を計算することと
をさらに含む、項目１に記載の方法。
項目３．さらに、有効なＧＮＳＳ衛星信号の最小数は、４つの有効なＧＮＳＳ衛星信号である、項目１－２のいずれかに記載の方法。
項目４．信号のセットが有効なＧＮＳＳ衛星信号のサブセットを含んでいないという判定に従って、
スプーフィング信号が検出されている警告を発することと、
スプーフィングが検出されているスプーフィングされたエリアから外へナビゲートするためのガイダンスを提供することと
をさらに含む、項目１－３のいずれかに記載の方法。
スプーフィング信号が検出されている警告を発することと、
スプーフィングが検出されているスプーフィングされたエリアから外へナビゲートするためのガイダンスを提供することと
をさらに含む、項目１－３のいずれかに記載の方法。
項目５．さらに、疑わしい信号を識別することは、１つを上回るピークを有する信号を識別することを含む、項目１－４のいずれかに記載の方法。
項目６．さらに、疑わしい信号を識別することは、アルマナックデータに基づいて、ＧＮＳＳデバイスによって受信されるはずではない信号を識別することを含む、項目１－５のいずれかに記載の方法。
項目７．さらに、疑わしい信号を識別することは、最大信号対雑音比（ＳＮＲ）を超える、または他の検出されるＳＮＲと一貫しないＳＮＲを有する信号を識別することを含む、項目１－６のいずれかに記載の方法。
項目８．さらに、疑わしい信号を識別することは、類似するＳＮＲを有する複数の信号内のある信号を識別することを含み、複数の信号は、異なる擬似ランダム雑音（ＰＲＮ）コードと関連付けられる、項目１－７のいずれかに記載の方法。
項目９．さらに、疑わしい信号を識別することは、完全な多周波数信号を発生させない衛星と関連付けられる信号を識別することを含む、項目１－８のいずれかに記載の方法。
項目１０．さらに、疑わしい信号を識別することは、Ｃ／Ａコード信号である信号を識別することを含む、項目１－９のいずれかに記載の方法。
項目１１．さらに、疑わしい信号を識別することは、最大信号電力または閾値背景雑音レベルを超える信号電力を有する信号を識別することを含む、項目１－１０のいずれかに記載の方法。
項目１２．ＧＮＳＳ衛星信号エネルギーが最小レベルに到達する方向を検出することによって、疑わしい信号の源の方向を判定することをさらに含む、項目１－１１のいずれかに記載の方法。
項目１３．さらに、信号のセットは、アンテナが第１の配向にある間に、アンテナを介してＧＮＳＳデバイスにおいて受信され、本方法はさらに、
アンテナが第１の配向と異なる第２の配向にある間に、アンテナを介してＧＮＳＳデバイスにおいて信号の第２のセットを受信することと、
信号のセットおよび信号の第２のセットに基づいて、疑わしい信号の源の方向を判定することと
を含む、項目１２に記載の方法。
アンテナが第１の配向と異なる第２の配向にある間に、アンテナを介してＧＮＳＳデバイスにおいて信号の第２のセットを受信することと、
信号のセットおよび信号の第２のセットに基づいて、疑わしい信号の源の方向を判定することと
を含む、項目１２に記載の方法。
項目１４．さらに、ＧＮＳＳデバイスは、複数の衛星から複数の信号を受信するための複数のチャネルを含み、本方法はさらに、
複数の衛星の衛星毎に、衛星と関連付けられるＰＲＮコードを使用して、複数のチャネルからの複数のチャネルを衛星に割り当てることと、
複数のチャネルにおいて、信号のセットを受信することであって、信号のセットの各信号は、その源衛星と関連付けられるＰＲＮコードを含む、ことと
を含む、項目１－１３のいずれかに記載の方法。
複数の衛星の衛星毎に、衛星と関連付けられるＰＲＮコードを使用して、複数のチャネルからの複数のチャネルを衛星に割り当てることと、
複数のチャネルにおいて、信号のセットを受信することであって、信号のセットの各信号は、その源衛星と関連付けられるＰＲＮコードを含む、ことと
を含む、項目１－１３のいずれかに記載の方法。
項目１５．さらに、有効なＧＮＳＳ信号のサブセットは、ＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＢｅｉＤｏｕ、ＱＺＳＳ、ＳＢＡＳ、およびＩＲＮＳＳナビゲーションシステムのうちの少なくとも１つから受信される信号を含む、項目１－１４のいずれかに記載の方法。
項目１６．ＧＮＳＳデバイスと関連付けられるユーザ入力デバイスにおいて、手動で入力されたおおよその位置を受信することと、
手動で入力されたおおよその位置に基づいて、信号のセットがスプーフィング信号を含むかどうかを判定することと
をさらに含む、項目１－１５のいずれかに記載の方法。
手動で入力されたおおよその位置に基づいて、信号のセットがスプーフィング信号を含むかどうかを判定することと
をさらに含む、項目１－１５のいずれかに記載の方法。
項目１７．１つ以上のプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体であって、１つ以上のプログラムは、アンテナを有するＧＮＳＳデバイスによって実行されると、本デバイスに、項目１－１６に記載の方法のいずれかを実施させる命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体。
項目１８．ＧＮＳＳデバイスであって、
アンテナと、
１つ以上のプロセッサと、
メモリと、
１つ以上のプログラムであって、１つ以上のプログラムは、メモリ内に記憶され、１つ以上のプロセッサによって実行されるように構成され、項目１－１６に記載の方法のいずれかを実施するための命令を含む、１つ以上のプログラムと
を備える、ＧＮＳＳデバイス。
アンテナと、
１つ以上のプロセッサと、
メモリと、
１つ以上のプログラムであって、１つ以上のプログラムは、メモリ内に記憶され、１つ以上のプロセッサによって実行されるように構成され、項目１－１６に記載の方法のいずれかを実施するための命令を含む、１つ以上のプログラムと
を備える、ＧＮＳＳデバイス。
項目１９．項目１－１６に記載の方法のいずれかを実施するための手段を備える、ＧＮＳＳデバイス。
項目２０．スプーフィング信号を識別するための方法であって、
アンテナを有する全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デバイスにおいて、信号のセットを受信することと、
信号のセットが疑わしい信号を含むかどうかを判定することであって、該判定は、以下の属性：（ａ）信号が１つを上回る相関ピークを含有すること、（ｂ）信号がアルマナックデータに基づいて受信されるはずではないこと、（ｃ）信号が所定の信号対雑音比を超えること、（ｄ）信号が所定の信号電力を超えること、または（ｅ）信号が所定の雑音レベルを超えることのうちの１つ以上に基づく、ことと、
信号のセットが疑わしい信号を含むという判定に従って、ＧＮＳＳデバイスにおいて、疑わしい信号が受信されたというインジケーションを出力することと
を含む、方法。
アンテナを有する全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）デバイスにおいて、信号のセットを受信することと、
信号のセットが疑わしい信号を含むかどうかを判定することであって、該判定は、以下の属性：（ａ）信号が１つを上回る相関ピークを含有すること、（ｂ）信号がアルマナックデータに基づいて受信されるはずではないこと、（ｃ）信号が所定の信号対雑音比を超えること、（ｄ）信号が所定の信号電力を超えること、または（ｅ）信号が所定の雑音レベルを超えることのうちの１つ以上に基づく、ことと、
信号のセットが疑わしい信号を含むという判定に従って、ＧＮＳＳデバイスにおいて、疑わしい信号が受信されたというインジケーションを出力することと
を含む、方法。
明確化の目的のために、上記の説明は、異なる機能ユニットおよびプロセッサに関する実施例を説明したことを理解されたい。しかしながら、異なる機能ユニット、プロセッサ、またはドメインの間の機能性の任意の好適な分散が使用され得ることが明白となるであろう。例えば、別個のプロセッサまたはコントローラによって実施されるように例証される機能性は、同一のプロセッサまたはコントローラによって実施されてもよい。したがって、具体的機能ユニットの言及は、厳密な論理的または物理的構造もしくは編成を示すのではなく、説明される機能性を提供するための好適な手段の言及としてのみ見なされるものである。
さらに、個々に列挙されるが、複数の手段、要素、または方法ステップは、例えば、単一のユニットまたはプロセッサによって実装されてもよい。加えて、個々の特徴が異なる請求項に含まれ得るが、これらは、場合によっては、有利なこととして、組み合わせられてもよく、異なる請求項における包含は、特徴の組み合わせが実現可能または有利ではないことを示唆するわけではない。また、請求項の１つのカテゴリにおける特徴の包含は、本カテゴリへの限定を示唆するわけではなく、むしろ、特徴は、適宜、他の請求項カテゴリに等しく適用可能であってもよい。
特徴は、特定の実施形態と関連して説明されるように考えられ得るが、当業者は、説明される実施形態の種々の特徴が組み合わせられ得ることを認識するであろう。さらに、ある実施形態と関連して説明される側面は、独立してもよい。さらに、第１、第２、第３等の用語の使用は、必ずしも任意の順序付けまたは重要性を表すわけではなく、むしろ、１つの要素を別のものから区別するために使用される。
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