Study on signal authentication on ships using spatial reception characteristics of GNSS
| Project/Area Number |
19H02355
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 24020:Marine engineering-related
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
久保 信明 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (80343169)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | GNSS / 欺瞞信号 / ソフトウエアGNSS受信機 / 偏波特性 / ソフトウェアGNSS受信機 / ソフトウエア受信機 / 自律航行 / 測位衛星 / マルチパス / 右旋アンテナ / 左旋アンテナ / 電波伝搬 / 信号認証 / 衛星測位 / 船舶 / 空間的受信特性 |
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| Outline of Research at the Start |
GPSを代表とする衛星測位による位置決定技術は、自律航行のインフラとして利用するには、信頼性の高い位置情報が重要である。課題の1つに、受信信号が非常に微弱で、干渉に弱くかつ欺瞞信号に弱い点がある。これらを解決するために、測位衛星からの真の信号と妨害者からの偽の信号において、異なる偏波特性（右旋と左旋）を利用した、新しい信号認証技術を実証する。真の信号は、到来方向が異なるため、受信アンテナの周囲環境によって偏波特性も異なる。一方、偽の信号の偏波特性は送信機が1つの場合ほぼ同じとなる。この新しい信号認証技術により、自律航行や自動運転での位置情報の利用がよりロバストになることが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度は予定していたドイツでの研究機関での実証実験が、遠隔での取得依頼のみでは認められず、海外渡航の困難により実施できなかった。屋外環境での実施において、船舶実験が可能であったため、実測位衛星からの信号を2つに分類することで検証した。1つは、実際のライブの測位衛星であり、もう1つは低仰角の測位衛星を欺瞞信号の1つとして想定した。検証結果として、提案する2アンテナ（右及び左旋アンテナ）でのIQ信号において、判別が可能である結果となった。一方、屋外の実験では、24時間の衛星配置での実証が困難であるため、GNSSの再放射キットを用いて、GNSSのライブの信号と放射キットからの信号をコンバイナーで入力することで、提案手法での判別が可能か検証した。ライブの信号は、リアルな衛星配置による物理的な特性をもっており、放射キットからの信号は1つのアンテナからの放射となるため、リアルな衛星配置からの物理特性と異なることとなる。以上の実験を本年度実施し、想定した通りの結果を得ることができた。一方、上記判別の信頼性については100%ではないため、別のデータも交えて検証を今後実施する。またドイツの研究機関でのデータ取得について、引き続き交渉をして実施する方向である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ドイツの研究機関での実証実験を除いては、おおむね順調に進展している。2022年度は上述の機関でのデータ取得を目指しつつ、代替手法での実証も検討している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究は、ライブの衛星と欺瞞信号を同時に取得できる環境での最後のデータ取得実験と、これまでに収集したデータを用いて、ソフトウェア受信機上での欺瞞信号の判別の確率を、どの程度まで向上させることができるかを検討することである。申請書で記載した提案手法自体に大きな変更はこれまでなく、あとは、実データを用いて機械学習等の利用で、判別の精度を向上させることが重要な課題となっている。この部分に集中的に取り組みたい。合わせて、これまでの成果を学会または査読論文で発表する。
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
