(57)【要約】【課題】信号改ざんの検出用ネットワークを簡単に配備する為の方法を提供する。【解決手段】信号の改ざんを検出する為の方法であって、複数の信号検出デバイス（１１）から基本信号測定値を取得するステップであって、前記信号検出デバイスが、基本信号測定値を取得する以外の１つ以上の目的に利用可能な民生用デバイスである前記ステップと、そして取得した前記基本信号測定値に基づいて、特定の信号が人為的に改ざんされているかどうかを判定するステップとを有する。1つの実施態様によれば、前記信号検出デバイスが、二機能デバイスであり、一方の機能が公共の遠隔通信帯域で作動する。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号の改ざんを検出する為の方法であって、複数の信号検出デバイスから基本信号測定値を取得するステップであって、前記信号検出デバイスが、基本信号測定値を取得する以外の１つ以上の目的に利用可能な民生用デバイスである前記ステップと、そして取得した前記基本信号測定値に基づいて、特定の信号が人為的に改ざんされているかどうかを判定するステップとを有する方法。
【請求項２】
前記信号検出デバイスが、二機能デバイスであり、一方の機能が公共の遠隔通信帯域で作動する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記二機能の一方がＧＰＳ機能であり、前記基本信号測定値がＧＰＳ測位データを含むものである請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記基本信号測定値が、前記信号検出デバイスの各々からの、前記信号検出デバイスの位置に関する測位データを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記信号検出デバイスの各々の正確な位置が固定されており、前記基本信号測定値が、前記デバイスの前記固定された位置に対応する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
特定の信号をモニタする為のシステムであって、各々が少なくとも１つのレシーバを含み、前記少なくとも一つのレシーバによって受信された信号に基づいてその地理的位置を判定する複数のデバイスと、前記複数のデバイスの各々からリポートされる位置を保持する為のメモリと、前記デバイスが、前記デバイスに予想されている位置から外れている場合に通信する為の例外リポートシステムとを具備するシステム。
【請求項７】
前記デバイスの少なくとも幾つかが、固定した地理的位置にある請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記デバイスが、公共の通信帯域を使う通信デバイスを含む請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記デバイスの各々について、次に予測される地理的位置を判定する為のプロセッサを更に具備する請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記予想される位置が、前記デバイスからの計算されたＧＰＳ位置を、前記計算されたＧＰＳ位置の領域内にある既知のランドマークに当てはめたことに基づいて計算されるものである請求項６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は信号の改ざん(tampering)を検出することに関するものであり、より具体的には信号改ざんの検出用ネットワークを簡単に配備する為のシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の世界情勢を見ると、信号伝送設備を不認可の改ざんや未知の発信源からの干渉から守ることが必要となっている。例えば、特定の信号（例えばＧＰＳ信号）はナビゲーション目的に利用されている。これらの信号は、航空機が適正な着地場所を特定することが出来るように利用されていることも多い。天候が悪い場合、或いは初めて来た場所の場合、これらのナビゲーション信号は非常に重要であると言える。これらの信号は航空機の位置データを提供してくれるだけではなく、例えば他の信号と組み合わせることにより適切な高度制御を得ることも出来る。よって信号（又はその成分）の改ざん、或いは大気又は他の要因（森林、天候等）等により、わずかであってもナビゲーション信号に何らかの「調整」がかけられてしまった場合、惨劇を招く結果ともなり得るのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、例えば破壊を目的とした個人又は集団があったとした場合、そのようなナビゲーション信号の１つ以上を改ざん（又は他の嘘の信号を付加）することにより、生命及び財産の喪失を図ることが出来てしまうのである。そのような改ざんが航空機の着陸直前のタイミングで行われた場合、疑いを持たない航空機は警告を受けることもなくその「悪い」データを使用してしまうことになる。
【０００４】
折々に標的となる可能性のある多数の施設と、データの改ざんが行われ得る同じくらい多数の航空機との組み合わせは、潜在的に大きな不安領域となっている。加えて、本例においては航空機とＧＰＳシステムに関して説明しているが、同じ要因は制御目的で信号エミッタに頼るいずれのシステムにも存在するのである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
既存の顧客分布(customer deployed)信号検出装置からデータを取得するようにシステム及び方法が構成される。集められたデータは、例えば特定の民生用デバイスの位置監視に使われる。各デバイスから新たに取得した位置データを、それらのデバイスの「既知」の以前の位置と比較することにより、位置変化に説明出来ない（或いは予測されていない）変化があった場合には、監視領域内において改ざんが生じた可能性があることの初期警告が行われる。
【０００６】
一実施例においては、デバイスはＧＰＳ信号処理装置を内蔵した携帯電話とすることが出来る。これらの携帯電話は、保護すべき領域周辺の既知の位置にあらかじめ配置することが出来、一般に利用可能な通信帯域、或いは、インターネット又はイーメールといった他のデータ経路を通じて通信することが出来る。これらのデバイスからのメッセージは、例えば直接的に特定の保護空間へと入る飛行機へと、或いは制御センターへと向けることが出来る。一実施例においては、メッセージは各デバイスの地理的位置の判定に関わる基本データを含むものとすることが出来る。デバイスの実際の既知の物理位置が、着信した信号から新たに計算された位置とは異なっていた場合、信号に改ざんが施された可能性があり、よって単一ソースのナビゲーション補助としては信頼性の無いことを示唆する初期警告が提供される。
【０００７】
一実施例においては、本システム及び方法は、特定領域内を移動するいずれかの数の携帯電話等のデバイスから取得される位置特定情報を連続的に収集する為に使用することが出来るものである。そしてこの収集データ（同じデバイス群から連続的に収集されたものであってもなくても良い）は統計学的に組み合わせられることで、計算された監視デバイス群の位置が予測から外れていた場合に初期警告が発されることになる。
【０００８】
上述は、以下の本発明の詳細説明の理解を助ける為に本発明の特徴及び技術的利点の概要を述べたものである。本発明の更なる特徴及び利点は、本発明の請求対象を構成する以下の説明から明らかとなるものである。開示される概念及び特定の実施例は、本発明の同じ目的を実施する為の他の構造へと変更又は設計する場合の基本として容易に利用することが出来る。このような均等な構成は、特許請求の範囲に定義される本発明から離れるものではない。本発明の特性と言える新規の特徴は、その構成及び動作方法の両方について、他の目的及び利点と共に、添付図を参照しつつ以下の説明を読むことにより明らかとなる。しかしながら、図の各々は説明のみを目的として提示したものであり、本発明の範囲を限定するものではない点に留意が必要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１Ａ及び図１Ｂを参照するが、これらは、空港１００等のある領域を保護する為にＧＰＳデバイスを利用したシステムの一実施例１０を描いた図であり、ここでは位置データは航空機により利用される。位置データは衛星１５及び／又はタワー１６から取得される。複数のモバイルデバイス１１Ａ〜１１Ｎは、領域１００の周囲の固定された既知の位置に配置されている。これらのデバイスは、１つ以上の衛星１５及び／又はタワー１６から信号を受信するＧＰＳレシーバを含む、例えば民生用の携帯電話とすることが出来る。個々のデバイスは独自の位置を受信したＲＦ信号から計算する。従って、例えばデバイス１１Ａは信号を衛星１５及び／又はタワー１６から取得し、その後デバイス１１Ａの位置を計算するのである。この位置は制御システム１０１の通信インターフェース１４へと伝送され、プロセッサ１３の制御下でデータベース１２へと記憶される。
【００１０】
他の全てのデバイス１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ〜１１Ｎからの位置もまた、同様に記憶される。これらのデバイスが固定位置にあった場合、各デバイスの位置情報は時間によって変化することはない。従って、デバイスのいずれかからの後の読み出しが、異なる位置にあるように見える（緯度、経度及び／又は高度の変化）場合、その表示がプロセッサ１３及び通信インターフェース１４の制御下で、要求に応じて特定の１アドレス又はアドレス群、或いは命令センターへと送られる。この通信は有線、無線、インターネット等で実施することが出来る。特定のアドレスとは、例えば空港１００に着陸しようとしている航空機等である。
【００１１】
以下にも説明するが、デバイス１１Ａ〜１１Ｎがモバイルデバイスである状況においては、それらの位置は測定から測定の間に（高度が変化するとは限らないが）変化することが予想される。よって各デバイスについて、次の「予測」位置を計算する必要がある。これはプロセッサ１３の制御下で行われる。一部の状況下においては、どのデバイス１１Ａ〜１１Ｎが領域１００の近傍にいるかが事前にわかっていない場合もあり、このような状況の場合、領域１００内にあることが判明しているデバイスから統計学的計算が行われる。これらの測定値の統計分析から、所定デバイスの次に予想される位置の判定が行われる。よって、次の実際の測定値が、計算されていた予測測定値と異なって統計学的測定値が変わる場合、エラーメッセージが送られる。統計学的「次の」位置を計算する場合、過去の位置の加重平均を含むいずれの所望の統計学的システムを利用しても良い。
【００１２】
図１Ａ及び図１Ｂの実施例においては、デバイス１１Ａ〜１１Ｎはそれらの位置（又は他のデータ）をプロセッサ１０１へとリポートするものである。これには帯域が必要である。他の実施例においては、システム１０１のレプリカが１つ又は全てのデバイス１１Ａ〜１１Ｎ中にあり、これらのデバイスが、新たな測定値が許容範囲内にあり、従ってこの新たな測定値は対象事象を表すものではないことを判断することが出来るようになっている。多くの状況においては、各デバイスがその位置をサーバへとリポートし、サーバが判定を下すようになっていることが望ましい。
【００１３】
同様に、各デバイスは電源投入時にその新たな位置へと「自己校正」することが可能であり、この自己校正を基準として使うことが出来る。多くの場合、デバイスが周期的にサーバを「確認しに行く」ことにより、それらが改ざんや機能不全の為に「オフライン」になっていないことを保証することが望ましい。これらの健全性リポートの頻度はＧＰＳ測定数よりも大幅に少なくて良い。各デバイスの処理能力を使うことにより、「変化無し」メッセージによってシステムに遅滞を生じさせる確率を減じ、「何かが変化した」ことを知らせるより重要なメッセージ用に帯域が確保されるのである。
【００１４】
図２は基本データを取得する為のフローチャートの一実施例２０を示している。ここで処理２００において、デバイス番号であるＮが１に設定される。図１の例においては、Ｎ＝１はデバイス１１Ａである。プロセス２０１においてＧＰＳ位置がデバイス１１Ａから取得され、処理２０２において取得されたＧＰＳ位置がデータベースへと記憶される。その後処理２０３においては、そのデバイスに次に予測される位置測定値が各デバイスについて計算される。従って、このデバイスが移動していない場合、次に予測される測定値は、前の測定値と完全に同じ緯度、経度及び／又は高度となるのである。ここでは緯度、経度及び高度を使用して説明しているが、いずれの位置決定方式を採用しても良いことは言うまでもない。更に、計算された位置のかわりに生データを記憶及び使用するようにしても良い。
【００１５】
処理２０４においては、全てのサイトが記録されたかどうかが判断される。その答えが「Ｎｏ」の場合、処理２０５において、Ｎに１のインデックスを加えてから処理２０１、２０２、２０３及び２０４が繰り返される。全てのサイトが記録されていた場合、処理２０６において、特定の遅延時間にわたり一時休止する。Ｎが１へとリセットされ、処理が再起動し、測定値が全てのサイトから再度取得される。
【００１６】
図３Ａは、ＧＰＳデバイス（携帯電話等）がある領域内を移動している場合の一実施例３０を示している。処理３０１においては、特定のＧＰＳデバイスがあるゾーン内（例えば図１における領域１００内）にあるかどうかが判定される。この判定は、様々なデバイスからその位置に関する情報を読み出すことと、データが維持されるべき位置のゾーンを事前にマッピングしておくことにより行われる。所定デバイスがそのゾーン中に無い場合、遅延処理３０２において、インターバル後に処理３０１が再起動する。
【００１７】
デバイスがそのゾーン内にある場合、処理３０３を通じてＧＰＳ測定値がデバイスから取得される。このＧＰＳ測定値は処理３０４において記憶され、処理３０５において統計分析又はそのデバイスの実際の位置に基づいて次に予測される位置が計算される。
【００１８】
図３Ｂは、プロセス３１０に示したように特定の時点に複数のデバイスからＧＰＳ位置を収集すると共に、交通の流れによる正味の移動量を無視することにより、ＧＰＳエラーをモバイルデバイスから判定する為の他の方法を説明するものである。より多数のデバイスを使えば、全てが同時に同じ方向へと移動しないであり、従ってそれらのＧＰＳ位置の計算は一定となるはずであるという予測がある。いずれの地理的領域においても母数の大きさにより平均化されることから、信号品質の大きな突然の変化は生じにくい。よって信号品質は一定に保たれることになる。処理３１１においては、全ＧＰＳ測定値が、特定の標的となるランドマーク（道路や行楽客を引きつける施設）の周囲に固まった測定値の複数又は１つの「塊」へと分割される。こうすると、今度はデバイスの各「塊」について、一群の信号がそこから発されている可能性が最も高い建造物（高速道路等）を推測することが出来る。よって、処理３１２において、デバイスが移動していたとしても、それらのデバイスにとって最も可能性の高い建造物を表すデータへと経路（又は特定位置）を当て嵌めることが可能となる。例えば、デバイス位置の焦点が一線（直線又は曲線）に広がっている場合、その建造物は道路であり、ＧＰＳ位置情報はその道路に沿った自動車から来ていると判定することが妥当である。次にプロセス３１３において、道路の「判定」位置がその道路の既知の位置と比較される。不整合が出た場合、エラーメッセージが処理３１４において生成される。
【００１９】
図４は、位置情報の処理法の一実施例４０を示している。処理４０１においては、新たなＧＰＳ測定値が取得されたかどうかが判定される。取得されていない場合、処理４０２において遅延時間が設けられ、システムは再起動する。新たなＧＰＳ測定値が取得されていた場合、処理４０３において、そのデバイスについての予測位置があるかどうかが判定される。予測位置が無かった場合、処理４１０において、基準として使用することが出来る他のデバイスのセットがあるかどうかが判定される。これは例えば、その領域内における統計学的判定とすることが出来る。その答えが「Ｙｅｓ」の場合、処理４１１において比較処理が行われ、この領域内における予測測定値に対して、その測定値が比較される。この新しい測定値が予測位置に無かった場合、処理４０６を通じて警告が送られる。この警告は、その位置が「誤り」である場合に送られるようにすることも、或いは複数の位置が「誤り」であることが判明した場合に限り送られるようにすることも可能である。一般に、固定位置のどのような逸脱も、誤り状況をトリガするものでなければならない。
【００２０】
処理４０３へと戻るが、このデバイスに予測位置があった場合、処理４０４において新たな位置がその「予測」位置と比較され、それらの位置が合致するかどうか（例えば、新たに取得したＧＰＳ測定値が以前の（又は予測される）測定値と一致するかどうか）が判定される。処理４０５では、それらの位置が予測される位置範囲内にあるかどうかにより、合致したのかどうかが判断される。本説明において「合致」と言う場合、完全に同じ位置、という意味ではなく、予測位置、又は予測位置範囲を言うものである点に留意が必要である。その答えが「Ｎｏ」の場合、処理４０６及び４０７において、上述した警告の送信制御が実施される。
【００２１】
本発明及びその利点を詳細にわたり説明して来たが、請求項に定義される本発明から離れることなく、様々な変更、代替及び改変を加えることが可能であることは言うまでもない。例えば、上述したＧＰＳデバイスは携帯電話のような民生用デバイスであったが、他のデバイスを利用することも可能である。そのようなデバイスとしては、例えば顧客が利用するモバイルデバイス、又はバスやトラック等の公共輸送機関に設けられているもの等が含まれる。システムは、これらのデテクタの自然なブラウン運動を制約（例えば自動車が時速３０マイル以上の場合は道路上に必ずあり、狭い領域内に無いものである、とする等）と共に利用している。データはデバイス中のアプリケーションから、或いは既存のテレコムインフラから取得することが出来る。例えば、位置特定可能携帯電話（Ｅ９１１に利用されているもの等）及びＧＰＳ機能を搭載している、或いは搭載していない位置特定可能自動車がある。携帯電話はＳＭＳメッセージ又はインターネットトラフィックデータを送信する機能を持っており、自動車監視システムとしては既に全車両(fleet)管理、盗難自動車探索又は自動車ドアのアンロック用にＧＰＳ又は携帯電話、或いは衛星通信を利用する何種類かが存在する。
【００２２】
更に、本出願の範囲は、本明細書に記載されている特定のプロセス、機械、製造、合成物、手段、方法又はステップに限られたものではない。本開示から明らかなように、本明細書に説明した対応する実施例と実質的に同じ機能を実施する、又は実質的に同じ結果を得ることが出来るプロセス、機械、製造、合成物、手段、方法又はステップを採用することが出来ることは明らかである。よって特許請求の範囲は、その範囲にそのようなプロセス、機械、製造、合成物、手段、方法又はステップを含むことを意図したものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】ポータブルＧＰＳデバイスを利用したシステムの一実施例を示す図である。
【図１Ｂ】ポータブルＧＰＳデバイスを利用したシステムの一実施例を示す図である。
【図２】ＧＰＳ基本データを取得する方法の一実施例を説明するフローチャートである。
【図３Ａ】移動中のデバイスに関するＧＰＳ基本データを取得する方法の一実施例を説明するフローチャートである。
【図３Ｂ】移動中のデバイスに関するＧＰＳ基本データを取得する方法の一実施例を説明するフローチャートである。
【図４】ＧＰＳ判定位置が予測位置とは異なる場合に実施される警報システムの一実施例を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１１  信号検出デバイス
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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