2020 Fiscal Year Research-status Report
Unifying Position Verification and Position Estimation: Case of Received Signal Strength
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20K14743
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
長縄 潤一 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 電子航法研究所, 主任研究員 (40760400)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 位置検証 / 位置推定 / 受信信号強度 / 最小二乗法 / 航空監視 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は従来独立に取り扱われていた位置推定と位置検証を統一する理論の構築を目的としている．理論を活用することで位置検証の発展に有用な知見を導出するほか，理論の航空応用を通じた実践的検証も目指している．なお，位置推定や位置検証に用いる測定量としては，RSSIを想定している．
令和2年度は(1)理論の導出，(2)理論のパラメータスタディの準備，(3)航空応用に向けた準備を行った．具体的には以下の通りである．
(1) まず，共通の前提条件（誤差分布等）を設定した上で，位置検証と位置推定に対してそれぞれの性能を導出した．位置検証の場合は検定量分布・検出率・誤検出率である．RSSIから逆算した距離を申告位置と比較することで位置検証を行うが，これを仮説検定の形で定式化し，性能を算出した．一方，位置推定の場合は精度が性能指標となる．従来よく知られた最小二乗法による定式化を利用した．その上で，相互に結果の変換を行った．例えば，位置推定から位置検証への変換は，推定された位置をもとに位置検証に関する仮説検定を行う．位置検証から位置推定への変換は，位置検証をパスした位置情報の精度となる．このような共通の前提条件の設定と結果の相互変換により，全体として理論を統一できた．次年度は，本結果をブラッシュアップして学会発表などを進める計画である．
(2) 理論を様々な条件下で数値計算するパラメータスタディにより，位置検証と位置推定を評価・比較する．これにより，性能向上に向けた知見として，両者の最適な組み合わせを得ることを目指している．本年度はこのための計算プログラムを準備した．
(3) 航空分野における位置共有システムであるADS-Bに対して，本理論を応用する実験を計画している．本年度は，これに向けた実験機材と解析用プログラムを準備した．
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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
本研究の最も重要な課題である理論構築の大枠を終えることができた．理論は次年度以降のパラメータスタディと実験などを通じてブラッシュアップしていく計画である．これに向けて，パラメータスタディと実験の準備を整えることもできた．このような進捗は計画通りであるため，おおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は(1)理論のパラメータスタディ，(2)航空応用の実験，(3)パラメータスタディと実験を踏まえた理論の改善を行う．具体的には以下の通りである．
(1) 導出した理論を様々なパラメータ値（受信局数等）に対して数値計算する．その結果を，位置推定と位置検証の間で比較・考察することで最適な組み合わせといった有益な知見の創出を試みる．
(2) 理論の航空応用に向けた実験を行う．航空分野における位置通報システムであるADS-Bに対して，信号の受信信号強度の測定と解析を行う．これにより，理論とパラメータスタディの前提条件（誤差分布等）の妥当性を検証する．
(3) パラメータスタディやADS-B信号の測定・解析結果を踏まえて，必要があれば理論の前提条件・導出過程・結果を修正する．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスのため，学会がオンライン開催になるなどし，旅費や学会参加費を中心に残額が発生した．また，実験機材の調達を計画していたが，今年度の実施内容に関しては既存の所有機材を使用して実施できたため，延期した．これら残額は翌年度請求額とあわせて，実験の進展に応じたより高性能な実験機材の調達や，成果発表および情報収集のための学会参加に活用する計画である．
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