2020 Fiscal Year Research-status Report
A method of receiving disaster and crisis management report sent from quasi-zenith satellites Michibiki
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20K04470
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| Research Institution | Hiroshima City University |
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Principal Investigator |
高橋 賢 広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (60359106)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | GNSS / 準天頂衛星 / 災害・危機通報 / L1S |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本の内閣府が運用する準天頂測位衛星「みちびき」は、GPS（Global Positioning System）と同等フォーマットかつ同一時刻系を用いた測位メッセージを放送するのみならず、その測位精度を高める補強メッセージや、災害や危機に関する緊急メッセージをも放送している。本研究課題では、この災害・危機（disaster and crises: DC）通報信号を低消費電力かつ高信頼に移動受信できる方法を研究する。例えば，子供の見守り端末のような小さな機器においても、長期にわたり電池充電を行うことなく、自己位置と緊急情報との両方を取得し続けることのできる学術的方法の結論を得ることを目指している。
当該年度に得た研究成果の具体的内容は次のとおりである。
1.衛星信号からDC通報を直接的に取り出すことは困難である。一方、DC通報が放送されないときには、送るべき情報が少なくなるため、その代わりにヌルメッセージが放送されることになっている。ヌルメッセージには情報が含まれないため、メッセージに付加されるCRC（cyclic redundancy check）符号の値が予測できる。ヌルメッセージの受信途中で受信機動作を停止させて、受信機の平均消費電力を低減する間欠受信を考案して、消費電力を約1/5に削減できる見通しを得た。
2.DC通報の受信機を整備して、24時間体制での連続観測を開始した。また、DC通報の解読ソフトウェアを作成して、DC通報内容の解読を実施した。DC通報は、最も頻度の高いときには4秒間に1メッセージの割合で放送されることになっているが、現実のDC通報はほぼこの最大頻度で送信されていることが判明した。また、DC通報部分以外にもヌルメッセージが含まれていた。間欠受信を実現するためには、ヌルメッセージ以外にも着目する必要があることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では、1.従来の衛星測位受信方法と比較して、その平均消費電力を削減できるDC通報の間欠受信方法、2.受信電波強度が大きく変化する移動受信環境下においても、DC通報信号を確実にキャッチできる信号追従方法、および3.測位信号受信，補強信号受信、およびDC通報信号受信の協調動作による、低消費電力かつ確実に動作するL1S信号受信機構成方法に関する学術的結論を得ることを目指している。
当該年度は項目1.を中心に研究を実施した。具体的には、(1)ヌルメッセージを活用したDC通報受信機の消費電力削減量の評価、(2)現実のDC通報信号の受信と分析、(3)受信機が得られるであろうDC通報の相互情報量の解析を実行した。当該年度において、関連するレター論文1件と、研究会・全国大会発表3件の成果を得た。
しかしながら、現実のDC通報信号の受信と分析を行った結果、ヌルメッセージを活用した間欠受信方法に対する大きな効果が期待できないことが判明し、新たな解決方法が求められることになった。
当該年度においては、新型コロナウイルスの蔓延により、研究機材の導入に遅れが生じ、また、研究集会への参加ができなくなった。さらに、他業務の負担が増えて、本研究課題の実行を圧迫することにもなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヌルメッセージの活用を軸に研究を進めてきたが、当該年度における評価から、この方法には大きな効果を望めないことが判明した。そこで、特定地域に対するDC通報を選択的に受信する方法、DC通報が含まれるL1S信号を効率的に受信する方法、また、信号受信中断から短時間にて信号受信を再開できる方法を検討する予定である。そのために、DC通報ビット列の性質の解析、無線信号の収録とソフトウェア無線機によるDC通報の受信、理想受信状態を想定した解析的な性能評価を実施する予定である。
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| Causes of Carryover |
現実のDC通報信号の受信と分析から、研究方針変更が必要になり、次年度使用が生じた。また、新型コロナウイルス蔓延により、研究成果発表機会の多くが失われたために、申請した旅費全てが次年度使用となった。次年度使用として、無線信号の収録とソフトウェア無線機によるDC通報受信を中心として、次年度使用分の研究費を活用することを計画している。
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