JP2023542386A - ナビゲーションデータを決定するための方法 - Google Patents

Abstract

ＧＮＳＳ位置特定装置（２）を用いてナビゲーションデータ（１）を決定するための方法であって、当該方法は、ａ）ＧＮＳＳ衛星（４）からＧＮＳＳ衛星信号（３）を取得するステップと、ｂ）少なくとも２つの異なる補正データソース（７，８）から少なくとも２つの相互に代替的なＧＮＳＳ補正データ（５，６）を受信するステップと、ｃ）相互に代替的なＧＮＳＳ補正データ（５，６）を分析し、検証された補正データ（９）を特定するステップと、ｄ）取得したＧＮＳＳ衛星信号（３）及び検証された補正データ（９）からナビゲーションデータ（１）を特定するステップと、を有する方法に関する。

Description

従来技術
正確なナビゲーションデータを取得するために（特に、ナビゲーション情報を決定するために、例えば、ＧＮＳＳに基づく位置特定のために）ＧＮＳＳ補正データを使用することは、一般的な方法である。このようなデータは、ＧＮＳＳ信号において、例えば大気擾乱の結果として生じる位置特定の不確実性などを補正するために利用される。このような補正データは、一般的に、特別なサービスプロバイダによって提供される。このようなサービスプロバイダは、場合によって定期的に繰り返される時点に、又は、問合せに応じて、補正データをＧＮＳＳ位置特定装置に伝送することができる。

特に自動車環境においては、高精度のナビゲーションデータを特定することがますます重要になっている。したがって、ＧＮＳＳ補正データの使用も重要性を増している。このような背景を前提として、ＧＮＳＳ補正データを使用して位置を特定するための方法を提案すべきである。

発明の開示
本明細書においては、ＧＮＳＳ位置特定装置を用いてナビゲーションデータを決定するための方法であって、
ａ）ＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳ衛星信号を取得するステップと、
ｂ）少なくとも２つの異なる補正データソースから少なくとも２つの相互に代替的なＧＮＳＳ補正データを受信するステップと、
ｃ）相互に代替的なＧＮＳＳ補正データを分析し、検証された補正データを特定するステップと、
ｄ）取得したＧＮＳＳ衛星信号及び検証された補正データからナビゲーションデータを特定するステップと、
を有する方法が説明される。

本明細書において説明されるＧＮＳＳ位置特定装置は、好ましくはナビゲーションデータを決定するためのセンサの一部であり、このセンサは、ナビゲーションデータ－例えば、環境センサのデータ、格納される地図データ、慣性センサのデータ、又は、同様のデータ－を決定するために、ＧＮＳＳ衛星信号に加えて、場合によってはさらに他のデータも利用する。

ステップａ）において取得したＧＮＳＳ衛星信号は、好ましくはこのために設けられたアンテナと、ＧＮＳＳ位置特定装置と用いてＧＮＳＳ衛星から受信される。ＧＮＳＳ信号は、搬送波位相及び疑似距離の観測値も、変調されたナビゲーションデータも含む。

補正データを提供する補正データソースは、通常、補正データを提供するいわゆる補正データプロバイダである。一般的なモデルにおいては、補正データを提供するためのサービスは、それぞれのＧＮＳＳ位置特定装置の製造業者／サプライヤによって永続的に（一般的に、ＧＮＳＳ位置特定装置の企図された寿命の間）予約される。本明細書において説明される方法の特徴は、ステップｂ）において、２つの相互に異なる補正データソースから相互に代替的な補正データが受信されることである。これらの異なる補正データソースは、好ましくは、それぞれ相互に独立して補正データを提供する２つの異なる補正データプロバイダである。即ち、本記載に係る方法は、好ましくは、それぞれのＧＮＳＳ位置特定装置（これを用いて、本記載に係る方法が実施される）のプロバイダ／製造業者が、これらの補正データを利用することができるようにするために複数の異なる補正データプロバイダとの対応する契約／合意を有する場合に、効果を発揮することができる。

ステップｃ）における補正データの分析及び検証の際には、提供された相互に代替的な補正データから検証された補正データを決定するために、種々の方法を使用することができる。

本記載に係る方法の目的は、ナビゲーションデータを決定することである。この決定は、ステップｄ）において実施される。検証された補正データを使用することにより、ナビゲーションデータを決定する際に、比較的高品質を実現することができ、ここでの比較的高品質には、例えば、高精度、完全性、及び／又は、セキュリティ（機能的なセキュリティ及びデータセキュリティの両方）のような種々の側面が含まれる。

ステップｂ）において受信した相互に代替的なＧＮＳＳ補正データが、それぞれ品質パラメータを含み、品質パラメータが、ステップｃ）において、相互に代替的なＧＮＳＳ補正データを分析するために、及び、検証された補正データを特定するために使用されると、特に有利である。

それぞれの補正データに関して問題が存在する可能性がある場合、品質パラメータに基づいて、補正データソースが直接的に通知することができる。即ち、補正データソースは、ステップｄ）においてナビゲーションデータの決定の高品質を実現するために、場合によってむしろ他の補正データソースの他の補正データを使用すべきであるという情報を、品質パラメータを介してＧＮＳＳ位置特定装置に伝送することができる。この関連において、高品質とは、ナビゲーションデータの高精度を意味する。

品質パラメータに関連して、補正データに含まれるタイムスタンプ情報を処理することもできる。タイムスタンプ情報は、品質パラメータ自体を構成するものとしてもよいし、又は、品質パラメータの一部であるものとしてもよい。品質パラメータに加えてタイムスタンプ情報も、補正データに含めることができる。タイムスタンプ情報は、例えば、補正データがどの程度最新であるかに関する情報を含み得る。ステップｃ）において、より最新の補正データを、検証された補正データとして特定／提供することができる。

ステップｄ）において特定されたナビゲーションデータが、以下の出力パラメータ、即ち、
・少なくとも１つの位置情報、
・少なくとも１つの速度情報
のうちの少なくとも１つを含むと、さらに有利である。

このような出力パラメータは、可能な限り厳密であるべきである。これは、特に、これらのナビゲーションデータが自動運転の用途のために処理されるべき場合に該当する。

ステップｂ）において、少なくとも１つの問合せパラメータを含む補正データ問合せが、複数の異なる補正データソースに伝送され、補正データ問合せに応じて、相互に代替的なＧＮＳＳ補正データが、補正データソースから送信されて、受信されると、さらに有利である。

補正データ問合せは、補正データソースが所要の補正データを目的に沿うように提供するために必要とする所要の情報を含む。これは、例えば、時間情報及び／又は場所情報であるものとしてよい。次いで、補正データソースは、この時間及びこの場所に関する補正データとして、高品質のナビゲーションデータを特定するための所要の補正データを供給することができる。

補正データ問合せが、以下の問合せパラメータ、即ち、
・時間情報、
・位置情報
のうちの少なくとも１つを含むと、さらに有利である。

ステップｂ）において、補正データが、少なくとも暗号化された形態で受信され、ＧＮＳＳ位置特定装置に格納されている鍵によって復号されても、有利である。

補正データソースが補正データを暗号化された形態で提供することにより、補正データソースは、補正データを使用する権限のあるＧＮＳＳ位置特定装置のみによって補正データが処理されることを保証することができる。特に好ましくは、エンドツーエンド暗号化が使用され、このエンドツーエンド暗号化の場合には、補正データソースにおいて、ＧＮＳＳ位置特定装置によって提供される公開鍵によって補正データが暗号化される。補正データを復号するための対応する秘密鍵は、好ましくはＧＮＳＳ位置測定装置に格納されている。公開鍵は、好ましくは補正データ問合せと共に、ＧＮＳＳ位置特定装置から補正データソースに伝送される。１つの実施変形例においては、対称暗号化法も可能であり、この対称暗号化法の場合には、補正データソースとＧＮＳＳ位置特定装置とに同一の鍵が格納される。

ステップｂ）において、補正データが電子署名と共に受信され、電子署名が、ステップｃ）における補正データの分析時にチェックされると、さらに有利である。

補正データの電子署名をチェックするために、好ましくはＧＮＳＳ位置特定装置に公開鍵が格納されており、この公開鍵によって、補正データの電子署名の真正性をチェックすることができる。電子署名のチェックによって、特に、例えば改ざんされた可能性のある偽造の補正データが、ここで受信されていないことを確認することが可能となる。

補正データ問合せは、好ましくは電子署名、即ち、ＧＮＳＳ位置特定装置の証明書を有する電子署名も含む。そのような電子署名に基づいて、補正データソースは、補正データ問合せの真正性を識別することができる。

非常に特に好ましくは、補正データ問合せも暗号化されている。特に、補正データ問合せは、場合によって機密情報、例えばＧＮＳＳ位置特定装置の位置を含む。暗号化により、この機密情報が、伝送されるべき正しい補正データを特定するために補正データソースのみによって利用され、第三者によって他の目的で利用されないことを保証することができる。

実施変形例においては、補正データ問合せの暗号化のためにも対称暗号化を使用することができ、この対称暗号化の場合には、ＧＮＳＳ位置特定装置と補正データソースとに同一の鍵が格納されており、その場合、この鍵は、ＧＮＳＳ位置特定装置においては補正データ問合せの暗号化のために使用され、補正データソースにおいては補正データ問合せの復号のために使用される。

ステップｃ）において、検証された補正データを特定するために、以下のサブステップ、即ち、
・代替的な補正データを相互に妥当性検査するサブステップ、
・代替的な補正データのうちのいずれを使用するかを判定するために、評価アルゴリズムを使用するサブステップ、
・補正データソースからの補正データをどの程度考慮すべきかを判定するために、相互に代替的な補正データを重み係数によって重み付けするサブステップ
のうちの少なくとも１つが実施されても、有利である。

妥当性検査の際には、補正データが相互に比較される。特に、２つより多くの相互に代替的な補正データ（例えば、３つの相互に代替的な補正データソースからの３つの相互に代替的な補正データ）が評価される場合には、妥当性検査が可能である。その場合、例えば、３つの相互に代替的な補正データのうちのいずれの補正データが、その他の補正データから最も大幅に相違しているかをチェックすることができる。その後、この補正データを破棄することができる。妥当性検査の枠内において、複数の異なる補正データを、場合によって場所及び時間に依存し得る予想される標準データセットと比較することもできる。このようにして、補正データが妥当であるかどうかを確認することができる。

評価アルゴリズムは、種々の基準を使用することができる。１つの任意選択肢は、例えば、場所及び／又は時間に応じて特定の補正データソースからの補正データを優先して、検証された補正データとして提供することである。評価アルゴリズムにおける評価の枠内において、種々の評価基準を使用することができ、例えば、予想される比較値からの偏差の決定を使用することができる。例えば、特定の補正データソースを使用すべきかを判定するために、評価を使用することができる。

補正データの重み付けの際には、複数の異なる補正データソースからの補正データを相互に組み合わせることが可能である。例えば、重み係数は、評価アルゴリズムに関連して上述した基準（特に、基準としての時間及び／又は場所）と同様の基準に従って決定可能である。

補正データの妥当性検査、評価及び重み付けの際にも、補正データの既存の暗号化及び／又は署名が使用されると、特に好ましい。例えば、暗号化及び／又はデジタル署名された補正データを、好ましくは、又は、場合によっては専ら、ステップｃ）において検証された補正データを生成するために使用することが可能である。

ステップｃ）において、検証された補正データを特定するために、以下の追加的なパラメータ、即ち、
・ＧＮＳＳ位置特定装置において計算された出力パラメータ、
・補正データのデータ伝送の伝送遅延パラメータ
のうちの少なくとも１つが使用されると、さらに有利である。

本明細書において説明される追加的なパラメータは、補正データ自体には含まれない。むしろ、この追加的なパラメータは、他のソースに由来するデータである。計算された出力パラメータは、ステップｄ）において特定されたナビゲーションデータと完全又は部分的に一致するものとしてよい。

伝送遅延パラメータは、補正データのデータ伝送時に、それぞれの補正データの偽造をもたらし得る問題、又は、補正データを補正データソースからエラーなくＧＮＳＳ位置特定装置に伝送することが困難な可能性があると示唆し得る問題が発生した又は発生している場合に、そのことを反映する。

本明細書においては、本記載に係る方法を実施するように構成されているＧＮＳＳ位置特定装置も説明されるべきである。

方法に関連して説明した利点及び構成特徴は、本記載に係るＧＮＳＳ位置特定装置に転用可能である。

以下においては、方法及びＧＮＳＳ位置特定装置を、図面に基づいてより詳細に説明する。

本記載に係るＧＮＳＳ位置特定装置を示す図である。

図１は、ナビゲーションデータ１を提供するＧＮＳＳ位置特定装置２を示している。ＧＮＳＳ位置特定装置２は、ＧＮＳＳ衛星４からＧＮＳＳ衛星データ３を受信し、このＧＮＳＳ衛星データ３からナビゲーションデータ１を決定する。このことは、好ましくはＧＮＳＳ位置特定装置２のＧＮＳＳモジュール１３において実施される。このためにＧＮＳＳ位置特定装置２は、検証された補正データ９も処理する。検証された補正データ９は、複数の異なる補正データソース７，８から決定された補正データ５，６から決定される。一例として、ここでは第１の補正データ５を提供する第１の補正データソース７と、第２の補正データ６を提供する第２の補正データソース８とが示されている。さらなる補正データソースが存在するものとしてもよい。補正データ５，６は、好ましくはＧＮＳＳ位置特定装置２によって提供される補正データ問合せ１０に応答して、補正データソース７，８から提供される。検証された補正データ９を決定してＧＮＳＳモジュールに提供するために、好ましくはＧＮＳＳ位置特定装置２に補正データモジュール１２が設けられている。補正データモジュール１２は、場合により、検証された補正データ９を決定するために使用される出力パラメータ１１をＧＮＳＳモジュール１３から受信することができる。このような出力パラメータ１１を、場合により、補正データ問合せ１０の形態で補正データソース７，８に転送することもできる。補正データモジュール１２に伝送される出力パラメータ１１は、ＧＮＳＳ位置特定装置２が提供するナビゲーションデータ１の一部であるものとしてもよい。図１においては、ＧＮＳＳ位置特定装置２のそれぞれのコンポーネントに、個々の方法ステップａ）、ｂ）及びｃ）が対応付けられている。ステップａ）は、ＧＮＳＳ衛星データ３を取得することに関する。ステップｂ）は、補正データソース７，８から補正データ５，６を受信することに相当する。ステップｃ）は、補正データモジュール１２において実施される。ステップｄ）は、ＧＮＳＳモジュール１３において実施される。

Claims (10)

1. ＧＮＳＳ位置特定装置（２）を用いてナビゲーションデータ（１）を決定するための方法であって、
   ａ）ＧＮＳＳ衛星（４）からＧＮＳＳ衛星信号（３）を取得するステップと、
   ｂ）少なくとも２つの異なる補正データソース（７，８）から少なくとも２つの相互に代替的なＧＮＳＳ補正データ（５，６）を受信するステップと、
   ｃ）前記相互に代替的なＧＮＳＳ補正データ（５，６）を分析し、検証された補正データ（９）を特定するステップと、
   ｄ）取得したＧＮＳＳ衛星信号（３）及び検証された補正データ（９）からナビゲーションデータ（１）を特定するステップと、
   を有する方法。
2. ステップｂ）において受信した前記相互に代替的なＧＮＳＳ補正データ（５，６）は、それぞれ品質パラメータを含み、
   前記品質パラメータは、ステップｃ）において、前記相互に代替的なＧＮＳＳ補正データ（５，６）を分析するために、及び、検証された補正データ（９）を特定するために使用される、
   請求項１に記載の方法。
3. ステップｄ）において特定されたナビゲーションデータ（１）は、以下の出力パラメータ、即ち、
   ・少なくとも１つの位置情報、
   ・少なくとも１つの速度情報
   のうちの少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. ステップｂ）において、
   少なくとも１つの問合せパラメータを含む補正データ問合せ（１０）が、前記複数の異なる補正データソース（７，８）に伝送され、
   前記補正データ問合せ（１０）に応じて、前記相互に代替的なＧＮＳＳ補正データ（５，６）が、前記補正データソース（７，８）から送信されて、受信される、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記補正データ問合せ（１０）は、以下の問合せパラメータ、即ち、
   ・時間情報、
   ・位置情報
   のうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載の方法。
6. ステップｂ）において、前記補正データ（５，６）は、少なくとも暗号化された形態で受信され、前記ＧＮＳＳ位置特定装置（２）に格納されている鍵によって復号される、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. ステップｂ）において、前記補正データ（５，６）は、電子署名と共に受信され、
   前記電子署名は、ステップｃ）における前記補正データ（５，６）の分析時にチェックされる、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
8. ステップｃ）において、検証された補正データを特定するために、以下のサブステップ、即ち、
   ・前記代替的な補正データ（５，６）を相互に妥当性検査するサブステップ、
   ・前記代替的な補正データ（５，６）のうちのいずれを使用するかを判定するために、評価アルゴリズムを使用するサブステップ、
   ・補正データソース（７，８）からの補正データ（５，６）をどの程度考慮すべきかを判定するために、相互に代替的な補正データ（５，６）を重み係数によって重み付けするサブステップ
   のうちの少なくとも１つが実施される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
9. ステップｃ）において、検証された補正データ（９）を特定するために、以下の追加的なパラメータ、即ち、
   ・前記ＧＮＳＳ位置特定装置（２）において計算された出力パラメータ（１１）、
   ・前記補正データ（５，６）のデータ伝送の伝送遅延パラメータ
   のうちの少なくとも１つが使用される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されているＧＮＳＳ位置特定装置（２）。

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