(57)【要約】  測位端末（２）は位置認証装置（５）に端末位置情報（２３）を送信する。位置認証装置（５）は、測位端末装置（２）が端末位置情報（２３）に含まれる測位位置（Ｐａ）及び測位時刻（Ｔｃ）の計算に用いたデータと同じデータとして、デジタイズ測位信号（Ｄａ）及び測位補強信号（Ｒａ）を取得する。位置認証装置（５）は、取得したデジタイズ測位信号（Ｄａ）及び測位補強信号（Ｒａ）に基づいて、測位端末（２）から受信した端末位置情報（２３）に含まれる測位位置（Ｐａ）に対応する対応位置（Ｐｃ）と、端末位置情報（２３）に含まれる測位時刻（Ｔａ）に対応する対応時刻（Ｔｃ）とを計算し、対応位置（Ｐａ）と測位位置（Ｐａ）とを比較するとともに対応時刻（Ｔｃ）と測位時刻（Ｔａ）とを比較する。
2018164096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測位端末装置と位置認証装置とを備えた位置認証システムにおいて、
前記測位端末装置は、
測位信号を送信する測位衛星から前記測位信号を受信し、受信した前記測位信号に基づいて前記測位信号の受信位置を示す測位位置と前記測位位置に前記測位端末装置が存在する時刻を示す測位時刻とを計算し、前記測位位置と、前記測位時刻と、前記測位端末装置を識別する識別情報とを含む端末位置情報を前記位置認証装置に送信し、
かつ、
前記測位信号をデジタイズしたデジタイズ測位信号を、前記位置認証装置に送信し、
前記位置認証装置は、
前記測位端末装置から送信された前記デジタイズ測位信号に基づいて前記測位位置に対応する対応位置と前記測位時刻に対応する対応時刻とを計算し、前記対応位置と前記測位位置とを比較するとともに前記対応時刻と前記測位時刻とを比較する位置認証システム。
【請求項２】
前記測位端末装置は、
前記測位信号に加え、前記測位位置の計算誤差を修正する測位補強信号に基づいて、前記測位位置と前記測位時刻とを計算し、
前記位置認証装置は、
前記測位補強信号を取得し、前記デジタイズ測位信号に加え、取得した測位補強信号に基づいて、前記対応位置と前記対応時刻とを計算する請求項１に記載の位置認証システム。
【請求項３】
前記測位端末装置は、
前記端末位置情報を送信するときに、前記端末位置情報に電子署名を行い、前記電子署名された前記端末位置情報を前記位置認証装置に送信し、
前記位置認証装置は、
前記電子署名された前記端末位置情報を受信した場合に、前記電子署名を検証する請求項１または請求項２に記載の位置認証システム。
【請求項４】
前記測位端末装置は、
前記測位補強信号を準天頂衛星から受信し、
前記位置認証装置は、
前記測位補強信号を前記測位端末装置から受信して取得する請求項２に記載の位置認証システム。
【請求項５】
測位信号を送信する測位衛星から前記測位信号を受信して測位する測位端末装置において、
前記測位衛星から前記測位信号を受信する測位信号受信部と、
受信した前記測位信号に基づいて、前記測位信号の受信位置を示す測位位置と前記測位位置に前記測位端末装置が存在する時刻を示す測位時刻とを計算する位置演算部と、
前記測位位置と、前記測位時刻と、前記測位端末装置を識別する識別情報とを含む端末位置情報を位置認証装置に送信する端末位置情報送信部と、
前記測位信号をデジタイズしたデジタイズ測位信号を、前記位置認証装置に送信するデジタイズ測位信号送信部と、
を備える測位端末装置。
【請求項６】
測位信号を送信する測位衛星から前記測位信号を受信し前記測位信号に基づいて前記測位信号の受信位置を示す測位位置を計算する測位端末装置から、前記測位位置と、前記測位位置に前記測位端末装置が存在する時刻を示す測位時刻と、前記測位端末装置を識別す
る識別情報とを含む端末位置情報を受信する認証側受信部、
前記測位端末装置によって前記測位信号がデジタイズされたデジタイズ測位信号を、前記測位端末装置から受信する認証側デジタイズ測位信号受信部、
前記デジタイズ測位信号に基づいて前記測位位置に対応する対応位置と前記測位時刻に対応する対応時刻とを計算し、前記対応位置と前記測位位置とを比較するとともに前記対応時刻と前記測位時刻とを比較する認証側比較部、
を備える位置認証装置。
【請求項７】
前記測位端末装置は、
前記測位信号に加え、前記測位位置の計算誤差を修正する測位補強信号に基づいて、前記測位位置と前記測位時刻とを計算し、
前記認証側比較部は、
前記測位補強信号を取得し、前記デジタイズ測位信号に加え、取得した測位補強信号に基づいて、前記対応位置と前記対応時刻とを計算する請求項６に記載の位置認証装置。
【請求項８】
前記測位端末装置は、
前記測位補強信号を準天頂衛星から受信し、
前記位置認証装置は、
前記測位補強信号を前記測位端末装置から受信して取得する請求項７に記載の位置認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、衛星からの測位信号を受信し、測位信号から受信位置を計算し、その受信位置をセンタ局に通知するシステムにおいて、受信位置を通知する端末、通知された受信位置を認証する方法、および、認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の「ＧＰＳ機能を利用した相互認証システム及び相互認証方法」は、認証装置と移動端末の相互認証システムについて開示している。
移動端末には、予め格納した認証装置の位置情報をもとに認証装置位置を認証する位置情報認証機能部がある。認証装置には、移動端末からの位置情報と移動端末データベースに予め格納した移動端末の許可位置情報とをもとに、移動端末位置認証を行う位置情報認証機能部がある。認証装置は、移動端末から受信した移動端末の個体機器番号をキーとして、移動端末データベースから許可位置情報を抽出し、その許可位置情報と受信した端末位置情報に基づいて移動端末の認証を行う。移動端末は認証装置からの位置情報と予め格納した認証装置位置情報とに基づいて、認証装置の認証を行う。このようにして、相互の認証を実現していた（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の「ＧＰＳ機能を利用した相互認証システム及び相互認証方法」では、移動端末が、認証装置に予め格納された移動端末の許可位置情報に合う偽の位置情報を送った場合、つまり、移動体端末が存在しない位置の詐称を行った場合、認証装置は移動端末の位置詐称を見つけられないという課題がある。【０００５】
この発明は、移動端末の位置詐称を判断する位置認証システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の位置認証システムは、
測位端末装置と位置認証装置とを備えている。
前記測位端末装置は、
測位信号を送信する測位衛星から前記測位信号を受信し、受信した前記測位信号に基づいて前記測位信号の受信位置を示す測位位置と前記測位位置に前記測位端末装置が存在する時刻を示す測位時刻とを計算し、前記測位位置と、前記測位時刻と、前記測位端末装置を識別する識別情報とを含む端末位置情報を前記位置認証装置に送信し、
かつ、
前記測位信号をデジタイズしたデジタイズ測位信号を、前記位置認証装置に送信し、
前記位置認証装置は、
前記測位端末装置から送信された前記デジタイズ測位信号に基づいて前記測位位置に対応する対応位置と前記測位時刻に対応する対応時刻とを計算し、前記対応位置と前記測位位置とを比較するとともに前記対応時刻と前記測位時刻とを比較する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、移動端末の位置詐称を判断する位置認証システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の図で、一般的な位置認証システム９のシステム構成図。
【図２】実施の形態１の図で、位置認証システム１００１の構成を示す図。
【図３】実施の形態１の図で、位置認証システム１００１において測位補強信号を使用する測位方法の説明図。
【図４】実施の形態１の図で、位置認証システム１００１での位置認証方法を説明する図。
【図５】実施の形態１の図で、測位信号を受信しない位置／時刻詐称のケース２、３の説明図。
【図６】実施の形態１の図で、測位衛星を用いた正しい位置／時刻を用いる位置／時刻詐称のケース５の説明図。
【図７】実施の形態１の図で、測位端末２の構成図。
【図８】実施の形態１の図で、測位補強信号生成機４の構成図。
【図９】実施の形態１の図で、位置認証装置５の構成図。
【図１０】実施の形態１の図で、位置認証システム１００１における位置認証方法の前半を説明するシーケンス図。
【図１１】実施の形態１の図で、位置認証システム１００１における位置認証方法の後半を説明するシーケンス図。
【図１２】実施の形態２の図で、位置認証システム１００２における高精度位置／時刻計測方法の説明図。
【図１３】実施の形態２の図で、位置認証システム１００２における高精度位置認証方法の説明図。
【図１４】実施の形態２の図で、測位信号、準天頂補強信号を受信しない位置／時刻詐称のケース２の説明図。
【図１５】実施の形態２の図で、準天頂衛星８を用いた正しい位置／時刻を用いる位置／時刻詐称のケース４の説明図。
【図１６】実施の形態２の図で、位置認証システム１００２における位置認証方法を説明するシーケンス図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１から図１１を参照して実施の形態１の位置認証システム１００１を説明する。
図１は、一般的な位置認証システム９のシステム構成図である。
図２は、位置認証システム１００１の構成を示す図である。
図３は、位置認証システム１００１において測位補強信号を使用する測位方法の説明図である。
図４は、位置認証システム１００１での位置認証方法を説明する図である。
図５は、後述のケース２及びケース３の説明図である。
図６は、後述のケース５の説明図である。
図７は、測位端末２の構成図である。
図８は、測位補強信号生成機４の構成図である。
図９は、位置認証装置５の構成図である。
図１０は、位置認証システム１００１における位置認証方法の前半を説明するシーケンス図である。
図１１は、位置認証システム１００１における位置認証方法の後半を説明するシーケンス図である。
【００１０】
図１の一般的な位置認証システム９は、位置認証システム１００１との比較に使用される。位置認証システム９は、測位衛星１、測位端末装置２、電子基準点３、測位補強信号生成機４及び位置認証装置５を備える。測位衛星１は、測位信号を発信する。測位端末装置２は、車両等の移動体に搭載され、測位信号を用いて、測位端末装置２の位置である測位位置及びその測位時刻を計測する。測位時刻とは、測位端末装置２がその測位位置に存在する時刻である。以下では、測位端末装置２は、測位端末２と称する。測位端末２は後述する測位補強信号Ｒを使用することで、より精度の高い測位位置及び測位時刻を計測可能である。電子基準点３は、各地に設置されて測位信号を受信し、その測位信号を測位補強信号生成機４に送る。測位補強信号生成機４は、各電子基準点３からの測位信号を用いて、測位端末２の概略位置にふさわしい測位補強信号Ｒを生成する。位置認証装置５は、測位端末２から通知された位置／時刻を認証する位置認証装置である。なお位置／時刻の表記は、位置及び時刻を意味する。
【００１１】
図２に示すように、位置認証システム１００１は、一般的な位置認証システム９と同様に、測位衛星１、測位端末２、電子基準点３、測位補強信号生成機４及び位置認証装置５を備える。位置認証システム９に対する位置認証システム１００１の相違点は以下の（１）（２）である。
（１）位置認証装置５が測位補強信号生成機４と相互に通信する点と、
（２）位置認証装置５は測位端末２から位置／時刻のほかにデジタイズされた測位信号を受け取る点である。
なお、位置認証システム１００１における測位方式は、ＲＴＫ−ＧＰＳ（Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、または、ネットワークＲＴＫとする。
【００１２】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図７を参照して、実施の形態１の測位端末２の構成を説明する。測位端末２は、コンピュータである。測位端末２は、プロセッサ２１０、メインメモリ２２０、補助記憶装置２３０、無線通信装置２４０及び衛星信号受信装置２５０等のハードウェアを備える。プロセッサ２１０は信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
【００１３】
プロセッサ２１０は、演算処理を行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ２１０は、具体例としては、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。
なお、プロセッサ２１０及び図８、図９のプロッセ４１０、プロセッサ５１０は、プロセッシングサーキットリとも呼ばれる。
【００１４】
メインメモリ２２０は、読み書きが可能な揮発性の記憶装置である。メインメモリ２２０の具体例としては、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
【００１５】
補助記憶装置２３０は、読み書きが可能な不揮発性の記憶装置である。補助記憶装置２３０には、測位端末２の機能を実現するためのプログラムが記憶される。補助記憶装置２３０は、具体例としては磁気ディスク装置（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）である。また、補助記憶装置２３０は、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）といった可搬記憶媒体を使用する記憶装置であってもよい。
【００１６】
無線通信装置２４０は、例えば路側装置とＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｓｈｏｒｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）による無線通信を行う装置である。無線通信装置２４０は、路側装置を介して測位補強信号生成機４及び位置認証装置５等と通信する。
【００１７】
衛星信号受信装置２５０は、測位衛星１あるいは準天頂衛星８の送信する信号を受信する装置である。
【００１８】
測位端末２は、機能構成要素として、測位信号受信部２１Ａ、デジタイズ測位信号送信部２１Ｂ及び概略位置計算部２１Ｃを備え、測位信号受信部２１Ａ、デジタイズ測位信号送信部２１Ｂ及び概略位置計算部２１Ｃは第１測位計算部２１を構成する。また測位端末２は、機能構成要素として、位置演算部２２Ａ及び端末位置情報送信部２２Ｂを備え、位置演算部２２Ａ及び端末位置情報送信部２２Ｂは第２測位計算部２２を構成する。測位信号受信部２１Ａ，デジタイズ測位信号送信部２１Ｂ，概略位置計算部２１Ｃ，位置演算部２２Ａ及び端末位置情報送信部２２Ｂの機能は、ソフトウェアにより実現される。補助記憶装置２３０には、測位信号受信部２１Ａ，デジタイズ測位信号送信部２１Ｂ，概略位置計算部２１Ｃ，位置演算部２２Ａ及び端末位置情報送信部２２Ｂの機能を実現するプログラムが記憶されている。このプログラムは、プロセッサ２１０により読み込まれ実行される。これにより、測位信号受信部２１Ａ，デジタイズ測位信号送信部２１Ｂ，概略位置計算部２１Ｃ，位置演算部２２Ａ及び端末位置情報送信部２２Ｂの機能が、実現される。
測位信号受信部２１Ａ，デジタイズ測位信号送信部２１Ｂ，概略位置計算部２１Ｃ，位置演算部２２Ａ及び端末位置情報送信部２２Ｂの機能を実現するプログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
【００１９】
図７では、プロセッサ２１０は、１つだけ示されている。しかし、測位端末２は、プロセッサ２１０を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、測位信号受信部２１Ａ，デジタイズ測位信号送信部２１Ｂ，概略位置計算部２１Ｃ，位置演算部２２Ａ及び端末位置情報送信部２２Ｂのプログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ２１０と同じように、演算処理を行うＩＣである。
【００２０】
図８を参照して、測位補強信号生成機４の構成を説明する。測位補強信号生成機４もコンピュータである。測位補強信号生成機４は、プロセッサ４１０、メインメモリ４２０、補助記憶装置４３０及び通信装置４４０等のハードウェアを備える。プロセッサ４１０は信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
【００２１】
プロセッサ４１０、メインメモリ４２０、補助記憶装置４３０は、測位端末２のプロセッサ２１０、メインメモリ２２０、補助記憶装置２３０と同様である。補助記憶装置４３０には、測位補強信号生成機４の機能を実現するためのプログラムが記憶される。
【００２２】
通信装置４４０は、測位端末２、電子基準点３、位置認証装置５等と通信する装置である。
【００２３】
測位補強信号生成機４は、機能構成要素として、測位補強信号生成部４１Ａを備える。測位補強信号生成部４１Ａの機能は、ソフトウェアにより実現される。補助記憶装置４３０には、測位補強信号生成部４１Ａの機能を実現するプログラムが記憶されている。このプログラムは、プロセッサ４１０により読み込まれ実行される。これにより、測位補強信号生成部４１Ａの機能が実現される。
測位補強信号生成部４１Ａの機能を実現するプログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
【００２４】
図９を参照して、位置認証装置５の構成を説明する。位置認証装置５もコンピュータである。測位補強信号生成機４は、プロセッサ５１０、メインメモリ５２０、補助記憶装置５３０及び通信装置５４０等のハードウェアを備える。プロセッサ５１０は信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
【００２５】
プロセッサ５１０、メインメモリ５２０、補助記憶装置５３０は、測位端末２のプロセッサ２１０、メインメモリ２２０、補助記憶装置２３０と同様である。補助記憶装置５３０には、位置認証装置５の機能を実現するためのプログラムが記憶される。
【００２６】
通信装置５４０は、測位端末２、測位補強信号生成機４等と通信する装置である。
【００２７】
位置認証装置５は、機能構成要素として、認証側受信部５１Ａ、認証側デジタイズ測位信号受信部５１Ｂ及び認証側比較部５１Ｃを備える。認証側受信部５１Ａ、認証側デジタイズ測位信号受信部５１Ｂ及び認証側比較部５１Ｃの機能は、ソフトウェアにより実現される。補助記憶装置５３０には、認証側受信部５１Ａ、認証側デジタイズ測位信号受信部５１Ｂ及び認証側比較部５１Ｃの機能を実現するプログラムが記憶されている。このプログラムは、プロセッサ５１０により読み込まれ実行される。これにより、認証側受信部５１Ａ、認証側デジタイズ測位信号受信部５１Ｂ及び認証側比較部５１Ｃの機能が実現される。
認証側受信部５１Ａ、認証側デジタイズ測位信号受信部５１Ｂ及び認証側比較部５１Ｃの機能を実現するプログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
【００２８】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
次に、位置認証システム１００１の動作について、図３、図４及び図１０、図１１を参照して説明する。
【００２９】
以下の説明では、測位端末２を、測位信号から位置／時刻を計算する第１測位計算部２１と、測位信号と測位補強信号とから高精度の位置／時刻を計算する第２測位計算部２２とに分けて説明する。また、楕円はやり取りされる情報を示す。
【００３０】
図３で、測位補強信号を使用する高精度位置／時刻計測方法について説明する。測位衛星１は、測位信号を発信する。測位衛星１から発信される測位信号は１種類であるが、その信号を受信する位置により受け取る測位信号が異なる。図３では、第１測位計算部２１の測位信号受信部２１Ａが衛星信号受信装置２５０を用いて受信する測位信号を測位信号ａとし、異なる位置に設置されている電子基準点３が受信する測位信号を測位信号ｂ、ｃとしている。なお、図３では第１測位計算部２１、電子基準点３ともに、１つの測位衛星１からの測位信号を受け取るように書かれているが、実際は複数の測位衛星１の測位信号を受信して測位、または、測位補強信号の生成が行われる。
【００３１】
測位信号受信部２１Ａが衛星信号受信装置２５０を用いて測位信号ａを受信した場合、第１測位計算部２１の概略位置計算部２１Ｃは、測位信号ａを分析して、概略位置ａを計算する（ステップＳ０１）。概略位置ａとは測位補強信号を使用せずに算出される位置をいう。概略位置計算部２１Ｃは、無線通信装置２４０を用いて、概略位置ａを測位補強信号生成機４に送信する。デジタイズ測位信号送信部２１Ｂは、第１測位計算部２１の測位信号受信部２１Ａが衛星信号受信装置２５０を用いて受信した測位信号ａをデジタイズしてデジタイズ測位信号Ｄａを生成し、デジタイズ測位信号Ｄａを第２測位計算部２２に送る（ステップＳ０２）。
【００３２】
各電子基準点３は、受信した測位信号ｂ及び測位信号ｃをデジタイズしてデジタイズ測位信号Ｄｂ，Ｄｃを生成し、デジタイズ測位信号Ｄｂ，Ｄｃを測位補強信号生成機４におくる（ステップＳ０３）。測位補強信号生成機４は、概略位置ａに距離的に近い電子基準点３のデジタイズ測位信号から測位補強信号Ｒａを作成して、測位補強信号Ｒａを第２測位計算部２２に送る（ステップＳ０４）。
【００３３】
第２測位計算部２２では、位置演算部２２Ａが無線通信装置２４０を用いて測位補強信号Ｒａを受信し、位置演算部２２Ａは測位信号ａと測位補強信号Ｒａとを使って、測位信号ａの受信位置を示す測位位置Ｐａと測位位置Ｐａに測位端末２が存在する時刻を示す測位時刻Ｔａとを計算する（ステップＳ０５）。このように、測位端末２は、測位信号ａに加え、測位位置Ｐａの計算誤差を修正する測位補強信号Ｒａに基づいて、測位位置Ｐａと測位時刻Ｔａとを計算する。
【００３４】
図４及び図１１を参照して実施の形態１の位置認証方法について説明する。第２測位計算部２２で高精度の測位位置と測位時刻とを計算するステップＳ０５までは、図３、図１０と同様である。
【００３５】
第２測位計算部２２の端末位置情報送信部２２Ｂは、無線通信装置２４０を用いて、位置演算部２２Ａによって計算された測位位置Ｐａ及び測位時刻Ｔａと、測位端末２を識別する識別情報である端末ＩＤとを含む端末位置情報２３を、位置認証装置５に送信する（ステップＳ０６）。この場合、端末位置情報送信部２２Ｂは、端末位置情報２３に対して、第２測位計算部２２だけが有する秘密情報で電子署名を行い、その電子署名とともに端末位置情報２３を位置認証装置５に送信する。秘密情報は、例えば公開鍵暗号方式における秘密鍵である。秘密鍵は補助記憶装置２３０に格納される。
【００３６】
測位端末２は、測位信号を送信する測位衛星１から測位信号ａを受信し測位信号ａに基づいて測位信号ａの受信位置を示す測位位置Ｐａを計算する。
認証側受信部５１Ａは、測位端末２から、測位位置Ｐａと、測位位置Ｐａに測位端末２が存在する時刻を示す測位時刻Ｔａと、測位端末２を識別する識別情報（個体番号）である端末ＩＤとを含む端末位置情報２３を受信する。
【００３７】
位置認証装置５の認証側デジタイズ測位信号受信部５１Ｂは、図示されていない通信路を使い、通信装置５４０を介して、第１測位計算部２１にデジタイズ測位信号Ｄａを送るように指示する（ステップＳ０７）。第１測位計算部２１のデジタイズ測位信号送信部２１Ｂは、無線通信装置２４０を介して送信要求を受信し、無線通信装置２４０を介してデジタイズ測位信号Ｄａを位置認証装置５に送信する（ステップＳ０８）。認証側デジタイズ測位信号受信部５１Ｂは、測位端末２によって測位信号ａがデジタイズされたデジタイズ測位信号Ｄａを、測位端末２から通信装置５４０を介して受信する。なお、位置認証装置５からデジタイズ測位信号Ｄａの送信要求を送信せず、測位端末２から端末位置情報２３を位置認証装置５に送信する場合は、測位端末２はデジタイズ測位信号Ｄａも送信する構成でもよい。
【００３８】
位置認証装置５では、認証側比較部５１Ｃがデジタイズ測位信号Ｄａを用いて概略位置ａを計算し、概略位置ａを通信装置５４０を介して測位補強信号生成機４に送る（ステップＳ０９）。測位補強信号生成機４では、測位補強信号生成部４１Ａが通信装置４４０を介して概略位置ａを受信する。測位補強信号生成部４１Ａは、概略位置ａに対応する測位補強信号Ｒａを、電子基準点３から取得したデジタイズ測位信号に基づき生成し、測位補強信号Ｒａを通信装置４４０を介して位置認証装置５に送り返す（ステップＳ１０）。位置認証装置５では、認証側比較部５１Ｃがデジタイズ測位信号Ｄａと測位補強信号Ｒａとから、測位端末２の測位位置Ｐａと測位時刻Ｔａとを計算する（ステップＳ１１）。認証側比較部５１Ｃの計算する測位位置Ｐａと測位時刻Ｔａとを、それぞれ対応位置Ｐｃ、対応時刻Ｔｃと呼ぶ。このように、認証側比較部５１Ｃは、測位補強信号Ｒａを取得し、デジタイズ測位信号Ｄａに加え、取得した測位補強信号Ｒａに基づいて、対応位置Ｐｃと対応時刻Ｔｃとを計算する。
【００３９】
位置認証装置５は、電子署名された端末位置情報２３を受信した場合に、電子署名を検証する。つまり位置認証装置５では、認証側比較部５１Ｃは、第２測位計算部２２から送られてきた端末位置情報２３に付された電子署名の検証を行う（ステップＳ１２）。認証側比較部５１Ｃは、検証が通れば、端末位置情報２３は真正であり、端末ＩＤ（個体番号）を有する第２測位計算部２２（測位端末２）から送られてきた端末位置情報２３であると認証する。検証が通らない場合は、認証側比較部５１Ｃは送られてきたデータは不正であると判断する。
【００４０】
さらに、位置認証装置５では、認証側比較部５１Ｃは、第２測位計算部２２から送られた端末位置情報２３に含まれる測位位置Ｐａ及び測位時刻Ｔａと、自らが求めた対応位置Ｐｃ及び対応時刻Ｔｃとを比較する（ステップＳ１３）。認証側比較部５１Ｃは測位位置Ｐａと対応位置Ｐｃとを比較し、かつ、測位時刻Ｔａと対応時刻Ｔｃとを比較する。認証側比較部５１Ｃは、デジタイズ測位信号Ｄａに基づいて測位位置Ｐａに対応する対応位置Ｐｃと測位時刻Ｔａに対応する対応時刻Ｔｃとを計算し、対応位置Ｐｃと測位位置Ｐａとを比較するとともに対応時刻Ｔｃと測位時刻Ｔａとを比較する（ステップＳ１３）。位置どうしの差分及び時刻どうしの差分のそれぞれが、位置の差分の閾値以下及び時刻の差分の閾値以下である場合、認証側比較部５１Ｃは、端末位置情報２３を送信してくる第２測位計算部２２（測位端末２）は真正な装置と認証する。測位位置あるいは測位時刻のどちらかの差分が閾値を超える場合、認証側比較部５１Ｃは、端末位置情報２３を送ってくる第２測位計算部２２（測位端末２）を不正として扱う。例えば測位位置の相違の閾値は、数ｃｍの値とする。
以上のように認証側比較部５１Ｃは、デジタイズ測位信号Ｄａに基づいて測位位置Ｐａに対応する対応位置Ｐｃと測位時刻Ｔａに対応する対応時刻Ｔｃとを計算し、対応位置Ｐｃと測位位置Ｐａとを比較するとともに対応時刻Ｔｃと測位時刻Ｔａとを比較する。
【００４１】
次に、実施の形態１の位置認証システム１００１が、位置認証を可能とする理由について説明する。ＲＴＫ−ＧＰＳの場合、基準局から受信装置までの距離が１０ｋｍ以下でないと、その測位結果には大きな誤差が生じることが知られている。ネットワークＲＴＫはこの点を改良したもので、複数の基準局（電子基準点）を利用して仮想基準点を作成し、測位計算を行うものである。これは、測位補強信号を使って精度を向上するものである。いずれの測位方式においても、適切な基準局（電子基準点）、適切な測位補強信号を使って、測位計算を行うことで、精度の高い位置及び時刻情報が得られる。本実施の形態は、この特徴を利用したもので、不適切な基準局、または、不適切な測位補強信号を使用した場合、大きな誤差を含んだ測位結果となることを利用する。
【００４２】
位置／時刻を詐称する場合、次のようなケース１からケース５の方法が考えられる。位置／時刻とは、測位位置及び測位位置に測位端末が存在した時刻を示す。
ケース１．測位信号を使わずに、位置／時刻を詐称する。
ケース２．以前に使用した測位信号を使い、位置／時刻情報だけを詐称する。
ケース３．以前に使用した測位補強信号を使い、位置／時刻情報だけを詐称する。
ケース４．正しい測位信号、測位補強信号を使うが、位置／時刻情報だけを詐称する。
ケース５．正しい測位信号、測位補強信号を使い求められた位置／時刻情報を第１の測位端末は、第２の測位端末に伝送する。第２の測位端末は、第１の測位端末の場所とは異なる他の場所から、伝送された位置／時刻情報を位置認証装置５に送り、第２の測位端末の位置／時刻情報を詐称する。
【００４３】
＜ケース１＞
測位信号を使わないので、位置認証装置５からのデジタイズされたデジタイズ測位信号Ｄａの送信要求（ステップＳ０７）に応えることができないため、この位置／時刻、および、測位計測装置（測位端末）は不正なものとして排除される。
【００４４】
＜ケース２＞
図５を参照してケース２を説明する。以前に使用した測位信号が、偽測位受信計算機７から送られてくる。この場合、位置認証装置５は、概略位置ａを計算し、測位補強信号生成機４から測位補強信号Ｒａを得て、測位計測装置の位置／時刻を求める。ケース２では、図５に示すように位置／時刻（端末位置情報２３）だけが詐称されている。この詐称された情報は、位置認証装置５が計算する位置／時刻とは異なる。この結果、この偽測位位置／時刻、および、偽測位受信計算機７は不正なものとして排除される。
【００４５】
＜ケース３＞
図５をさらに参照して、ケース３を説明する。偽測位受信計算機７は、測位補強信号生成機４から測位補強信号Ｒａを得ずに測位演算し、偽測位位置／時刻を求め、位置認証装置５に送る。位置認証装置５は、正しいデジタイズ測位信号Ｄａから概略位置ａを計算し、測位補強信号生成機４から測位補強信号Ｒａを得て、測位計測装置の位置／時刻を求める。測位補強信号が異なっているので、偽測位位置／時刻と、位置認証装置５が計算する移動体端末の位置／時刻との差異は大きくなり、この位置／時刻情報、および、移動体端末は不正なものとして排除される。
【００４６】
＜ケース４＞
ケース４では、位置認証装置５は、正しいデジタイズ測位信号Ｄａ、測位補強信号Ｒａを使って、移動体端末位置／時刻を求める。これと、詐称されている位置／時刻情報とは異なるので、この位置／時刻情報、および、移動体端末は不正なものとして排除される。
【００４７】
＜ケース５＞
図６を参照してケース５を説明する。このケース５では、伝送された正しい測位情報（端末位置情報２３）及びデジタイズ測位信号Ｄａが詐称装置である偽測位受信計算機７（第２の測位端末）から送られてくる。また、伝送される元となった正しい測位情報（端末位置情報２３）、デジタイズ測位信号Ｄａが正当な装置（第１測位計算部２１を持つ第１の測位端末）から送られる。この場合、唯一であるはずの移動体端末が複数存在することとなり、双方不正な装置として排除される。
【００４８】
＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
以上のように、位置認証装置が、デジタイズされたデジタイズ測位信号Ｄａから測位端末２の位置及び時刻を求め、求めた位置及び時刻と、外部装置から取得する位置及び時刻とを比較する。よって、位置認証装置５が、デジタイズ測位信号Ｄａ、測位補強信号Ｒａ、位置及び時刻等の整合性を確認するようになり、その結果、不正な位置及び時刻を排除するという効果を得られる。
【００４９】
また、位置認証装置５が端末位置情報２３の署名検証を行う。よって、正しい測位位置／時刻／個体番号、デジタイズ測位信号Ｄａを伝送、中継する詐称の場合は、正当な測位位置／時刻／個体番号が複数存在することとなり、唯一の測位装置が複数存在することとなる。この場合、上記の電子署名の検証によって、見かけ上では正当であるが不正な測位位置／時刻を排除できる効果がある。
【００５０】
さらに、測位位置／時刻／個体番号に署名をつけ、位置認証装置５で電子署名検証を行うようにしたので、送信元の認証、否認不可性を与えることになり、不正装置の排除が行えるという効果がある。
【００５１】
本実施の形態１では、測位位置／時刻／個体番号（端末位置情報）を受取る度に認証処理を行うように説明したが、適当な間隔で認証処理を行うようにしてもよい。
【００５２】
また、同じ測位位置／時刻／個体番号を複数回受取った時に認証処理を行うようにしてもよい。
【００５３】
実施の形態２．
図１２〜図１６を参照して実施の形態２を説明する。なお、実施の形態２において実施の形態１と同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態２の説明において、実施の形態１と同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。
【００５４】
図１２は、実施の形態２の位置認証システム１００２における高精度位置／時刻計測方法の説明図である。
図１３は、位置認証システム１００２における高精度位置認証方法の説明図である。
図１４は、後述のケース２の説明図である。
図１５は、後述のケース４の説明図である。
図１６は、位置認証システム１００２における位置認証方法を説明するシーケンス図である。
【００５５】
実施の形態１では、測位衛星１を使用したものであるが、実施の形態２では、準天頂衛星８を使用する位置認証システム１００２を説明する。位置認証システム１００１に対する位置認証システム１００２の相違点は、以下のようである。
（１）位置認証システム１００２では準天頂衛星８を使用する。
（２）位置認証システム１００２では測位補強信号生成機４は登場せず、測位補強信号は、後述する準天頂補強信号Ｒとして準天頂衛星８から送信される。
【００５６】
図１２、図１３は、準天頂衛星８を使用した場合の動作を説明する。
【００５７】
図１２、図１３及び図１６を参照して、準天頂補強信号を使用する位置認証システム１００２における、高精度位置／時刻計測方法について説明する。準天頂衛星８は、測位信号・準天頂補強信号を発信する。準天頂衛星８から発信される測位信号は１種類であるが、その信号を受信する位置により受け取る測位信号が異なる。
【００５８】
第１測位計算部２１では、測位信号受信部２１Ａが衛星信号受信装置２５０を用いて、準天頂衛星８から発信された測位信号ａ及び準天頂補強信号Ｒを受信する（ステップＳ２１）。ここで準天頂補強信号Ｒとは、準天頂衛星８から送信される測位補強信号Ｒである。測位端末２は、測位補強信号である準天頂補強信号Ｒを準天頂衛星８から受信する。第１測位計算部２１では、概略位置計算部２１Ｃが、受信された測位信号ａ及び準天頂補強信号Ｒを分析し、測位信号ａと準天頂補強信号Ｒとに分ける（ステップＳ２２）。そして、概略位置計算部２１Ｃは、測位信号ａから概略位置ａを求め（ステップＳ２３）、概略位置ａ、準天頂補強信号Ｒを第２測位計算部２２に渡し、デジタイズ測位信号送信部２１Ｂは測位信号ａをデジタイズしてデジタイズ測位信号Ｄａを生成し、デジタイズ測位信号Ｄａを第２測位計算部２２に送る（ステップＳ２４）。
【００５９】
第２測位計算部２２では、位置演算部２２Ａが、概略位置ａと準天頂補強信号Ｒとから概略位置ａにふさわしい測位補強信号Ｒａを求める（ステップＳ２５）。位置演算部２２Ａは、概略位置ａにおける測位補強信号Ｒａを使って、デジタイズ測位信号Ｄａから，高精度の測位位置Ｐａと測位時刻Ｔａとを計算する（ステップＳ２６）。
【００６０】
図１３及び図１６を参照して、位置認証システム１００２の位置認証方法について説明する。
【００６１】
第２測位計算部２２では、端末位置情報送信部２２Ｂが、端末位置情報２３を位置認証装置５に送る（ステップＳ２７）。端末位置情報２３は実施の形態１と同様に電子署名とともに位置認証装置５に送られる。認証側受信部５１Ａが、通信装置５４０を用いて端末位置情報２３を受信する。
【００６２】
位置認証装置５の認証側デジタイズ測位信号受信部５１Ｂは、図示されていない通信路を使い、通信装置５４０を介して、デジタイズ測位信号Ｄａ及び準天頂補強信号Ｒの送信を要求する送信要求を第１測位計算部２１に送信する（ステップＳ２８）。第１測位計算部２１のデジタイズ測位信号送信部２１Ｂは、無線通信装置２４０を介して送信要求を受信し、デジタイズ測位信号Ｄａと準天頂補強信号Ｒとを位置認証装置５に無線通信装置２４０を介して送信する（ステップＳ２９）。認証側デジタイズ測位信号受信部５１Ｂは、デジタイズ測位信号Ｄａと準天頂補強信号Ｒとを通信装置５４０を介して受信する。なお、位置認証装置５からデジタイズ測位信号Ｄａ及び準天頂補強信号Ｒの送信要求を送信せず、測位端末２から端末位置情報２３を位置認証装置５に送信する場合に、デジタイズ測位信号Ｄａ及び準天頂補強信号Ｒも送信してもよい。
【００６３】
位置認証装置５の認証側比較部５１Ｃは、デジタイズ測位信号Ｄａを用いて概略位置ａを計算し（ステップＳ３０）、さらに、概略位置ａと準天補強信号Ｒとから概略位置ａにふさわしい測位補強信号Ｒａを求める（ステップＳ３１）。その後、認証側比較部５１Ｃは、デジタイズ測位信号Ｄａと概略位置ａにおける測位補強信号Ｒａとから、測位端末２の対応位置Ｐｃである測位位置と、対応時刻Ｔｃである測位時刻を求める（ステップＳ３２）。
【００６４】
実施の形態１と同様に、認証側比較部５１Ｃは、第２測位計算部２２から送られてきた端末位置情報２３の電子署名の検証を行う（ステップＳ３３）。認証側比較部５１Ｃは、検証が通れば、端末位置情報２３は真正であり、個体番号を有する第２測位計算部２２（測位端末２）から送られてきた端末位置情報２３であると認証する。検証が通らない場合は、認証側比較部５１Ｃは送られてきたデータは不正であると判断する。
【００６５】
さらに、位置認証装置５では実施の形態１と同様に、認証側比較部５１Ｃは、第２測位計算部２２から送られた端末位置情報２３に含まれる測位位置Ｐａ及び測位時刻Ｔａと、対応位置Ｐｃ及び対応時刻Ｔｃとを比較する（ステップＳ３４）。認証側比較部５１Ｃは測位位置Ｐａと対応位置Ｐｃとを比較し、かつ、測位時刻Ｔａと対応時刻Ｔｃとを比較する。位置どうしの差分及び時刻どうしの差分のそれぞれが、位置の差分の閾値以下及び時刻の差分の閾値以下である場合、認証側比較部５１Ｃは、端末位置情報２３を送信してくる第２測位計算部２２（測位端末２）は真正な装置と認証する。測位位置あるいは測位時刻のどちらかの差分が閾値を超える場合、認証側比較部５１Ｃは、端末位置情報２３を送ってくる第２測位計算部２２（測位端末２）を不正として扱う。例えば測位位置の相違に閾値は、数ｃｍの値とする。
【００６６】
次に、実施の形態２の位置認証システム１００２が、位置認証を可能とする理由について説明する。実施の形態２では準天頂衛星８を利用するので基準局は必要ない。実施の形態２は、概略位置と準天頂補強信号から、概略位置における測位補強信号を求める過程で不正があった場合、概略位置における測位補強信号が不適切となり、その結果、大きな誤差を含んだ測位結果となることを利用する。
【００６７】
実施の形態２の場合、位置／時刻を詐称する場合、次のようなケース１からケース４の方法が考えられる。
ケース１．デジタイズ測位信号Ｄａを使わずに、位置／時刻を詐称する。
ケース２．以前に使用した、デジタイズ測位信号Ｄａ及び準天頂補強信号Ｒを使い、位置／時刻だけを詐称する。
ケース３．正しいデジタイズ測位信号Ｄａ及び準天頂補強信号Ｒを使うが、位置／時刻だけを詐称する。
ケース４．正しいデジタイズ測位信号Ｄａ及び準天頂補強信号Ｒを使用して求められた位置／時刻を第１の測位端末が第２の測位端末に伝送する。第２の測位端末は、第１の測位端末の場所とは異なる他の場所から、デジタイズ測位信号Ｄａ、位置／時刻を位置認証装置５に送り、第２測位端末の位置／時刻を詐称する。
【００６８】
＜ケース１＞
デジタイズ測位信号Ｄａを使わないので、測位端末は位置認証装置５からのデジタイズ測位信号Ｄａの送信要求（ステップＳ２８）に応えることができないため、この位置／時刻、および、移動体端末は不正なものとして排除される。
【００６９】
＜ケース２＞
図１４は実施の形態２のケース２を説明する図である。ケース２では以前に使用したデジタイズ測位信号Ｄａが、移動体端末から位置認証装置５に送られてくるので、位置認証装置５は、概略位置ａを計算し、概略位置ａにおける測位補強信号Ｒａを求める。
そして、移動体端末の位置／時刻を求める。ケース２では、位置／時刻だけが詐称されている。この情報は、位置認証装置５が計算する位置／時刻とは異なるものなので、偽測位受信計算機７から取得する位置／時刻、および、取得元の移動体端末は不正なものとして排除される。
【００７０】
＜ケース３＞
位置認証装置５は、正しいデジタイズ測位信号Ｄａ及び準天頂補強信号Ｒを使って移動体端末の位置／時刻を求める。これと、詐称されている位置／時刻とは異なるので、詐称されている位置／時刻、および、移動体端末は不正なものとして排除される。
【００７１】
＜ケース４＞
図１５は実施の形態２のケース４を説明する図である。このケースでは、伝送された正しい測位情報（端末位置情報２３）、準天頂補強信号Ｒ等が詐称装置（偽受信測位計算機７）から送られてくるとともに、伝送される元となった正しい測位情報、準天頂補強信号が正当な装置から送られることとなる。ケース４では唯一であるはずの移動体端末が複数存在することとなり、双方不正な装置として排除される。
【００７２】
以上のように、位置認証システム１００２では、位置認証装置５がデジタイズ測位信号Ｄａ及び準天頂補強信号Ｒから移動体端末の位置／時刻を求め、求めた位置／時刻と測位端末から取得した位置／時刻とを比較する。よって、位置認証装置５は、デジタイズ測位信号Ｄａ、準天頂補強信号Ｒ及び位置／時刻の整合性を確認するので、その結果、不正な位置／時刻を排除できる効果がある。
【００７３】
また、位置認証装置５は、位置／時刻／個体番号（端末位置情報２３）の電子署名の検証を行う。したがって、正しい位置／時刻／個体番号、デジタイズ測位信号Ｄａ、準天頂補強信号Ｒを伝送、中継する詐称については、唯一であるはずの、正当な位置／時刻／個体番号が、複数存在することとなり、不正な位置／時刻情報を排除できる効果がある。
【００７４】
さらに、測位位置／時刻／個体番号に署名をつけ、位置認証装置で署名検証を行うようにしたので、送信元の認証、否認不可性を与えることになり、不正装置の排除が行える効果がある。
【００７５】
本実施の形態２では、位置認証装置５は位置／時刻／個体番号を受取る度に認証処理を行うように説明したが、位置認証装置５は適当な間隔で認証処理を行うようにしてもよい。
【００７６】
また、位置認証装置５は、同じ測位位置／時刻／個体番号を複数回受取った時に認証処理を行うようにしてもよい。
【００７７】
以上に説明した実施の形態１の位置認証システム１００１及び実施の形態２の位置認証システム１００２では、位置演算部２２Ａが測位位置Ｐａ及び測位時刻Ｔａの計算にもちいたデータを位置認証装置５が取得し、取得したデータを用いて位置認証装置５は、位置演算部２２Ａ（測位端末２）と同じ計算を実行する。従って、実施の形態１の位置認証システム１００１及び実施の形態２の位置認証システム１００２によれば、移動端末の位置に応じたサービスを提供するシステムにおいて位置あるいは時刻の詐称を排除できるので、安全なサービスを実現できる。
なお「移動端末の位置に応じたサービス」とは、例えば、位置ナビゲーションシステム、防災情報提供システム、防災情報プローブシステム、走行経路料金設定システム等である。
【符号の説明】
【００７８】
１  測位衛星、１００１，１００２  位置認証システム、２  測位端末、２１０  プロセッサ、２１  第１測位計算部、２１Ａ  測位信号受信部、２１Ｂ  デジタイズ測位信号送信部、２１Ｃ  概略位置計算部、２２  第２測位計算部、２２Ａ  位置演算部、２２Ｂ  端末位置情報送信部、２３  端末位置情報、２２０  メインメモリ、２３０  補助記憶装置、２４０  無線通信装置、２５０  衛星信号受信装置、３  電子基準点、４  測位補強信号生成機、４１０  プロセッサ、４１Ａ  測位補強信号生成部、４２０  メインメモリ、４３０  補助記憶装置、４４０  通信装置、５  位置認証装置、５１０  プロセッサ、５１Ａ  認証側受信部、５１Ｂ  認証側デジタイズ測位信号受信部、５１Ｃ  認証側比較部、５２０  メインメモリ、５３０  補助記憶装置、５４０  通信装置、７  偽測位受信計算機、８  準天頂衛星、９  位置認証システム。
【図１】
2018164096.tif 000003
【図２】
2018164096.tif 000004
【図３】
2018164096.tif 000005
【図４】
2018164096.tif 000006
【図５】
2018164096.tif 000007
【図６】
2018164096.tif 000008
【図７】
2018164096.tif 000009
【図８】
2018164096.tif 000010
【図９】
2018164096.tif 000011
【図１０】
2018164096.tif 000012
【図１１】
2018164096.tif 000013
【図１２】
2018164096.tif 000014
【図１３】
2018164096.tif 000015
【図１４】
2018164096.tif 000016
【図１５】
2018164096.tif 000017
【図１６】
2018164096.tif 000018
【国際調査報告】
2018164096.tif 000019
2018164096.tif 000020
2018164096.tif 000021
2018164096.tif 000022