导航消息接收装置

申请号 CN201580010542.X 申请日 2015-02-18 公开(公告)号 CN106030340B 公开(公告)日 2017-12-08
申请人 株式会社电装; 发明人 山城贵久; 隈部正刚;
摘要 本 发明 提供判断来自卫星测位系统所使用的人工卫星的导航消息是否为正规的消息的导航消息接收装置。一实施方式的导航消息接收装置在判定为在卫星接收机(230)从利用与认证中心(120)的通信而认证成立的导航消息的发信源的人工卫星新接收的导航消息与利用与认证中心(120)的通信而认证成立的导航消息之间存在连续性的情况下,判断为新接收的导航消息是正规的消息。
权利要求

1.一种导航消息接收装置,是具备接收来自卫星测位系统所使用的人工卫星的导航消息的卫星接收机(230)的导航消息接收装置(200),其特征在于,具备:
认证用信息接收部(S5),从认证中心接收与从上述人工卫星接收的上述导航消息对应的认证用信息;以及
中心使用认证部(S9~S11),使用与通过上述卫星接收机接收的上述导航消息对应地由上述认证用信息接收部接收的认证用信息进行该导航消息为正规的消息的认证,上述导航消息接收装置还具备:
连续性判定部(S24、S35),其在上述卫星接收机从在上述中心使用认证部认证成立的上述导航消息的发信源的上述人工卫星接收了新的导航消息的情况下,判定在上述中心使用认证部认证成立的上述导航消息与上述新的导航消息之间是否存在连续性;以及简易判断部(S25、S26、S36、S37),其在通过上述连续性判定部判定为在上述中心使用认证部认证成立的上述导航消息与上述新的导航消息之间存在连续性的情况下,判断为上述新的导航消息为正规的消息,另一方面在通过上述连续性判定部判定为在上述中心使用认证部认证成立的上述导航消息与上述新的导航消息之间没有连续性的情况下,不将上述新的导航消息判断为正规的消息。
2.根据权利要求1所述的导航消息接收装置,其中,
上述导航消息包含有导航消息的发信时刻,
上述连续性判定部(S24)判定在上述中心使用认证部认证成立的上述导航消息所包含的发信时刻与上述新的导航消息所包含的发信时刻之间,是否存在与从认证成立的上述导航消息的接收时刻到上述新的导航消息的接收时刻的接收时刻差对应的连续性。
3.根据权利要求1所述的导航消息接收装置,其中,
上述导航消息包含有导航消息的发信时刻,
上述新的导航消息是从在上述中心使用认证部认证成立的上述导航消息的接收时刻开始在规定时间以内由上述卫星接收机接收的消息,
上述连续性判定部(S35)在由在上述中心使用认证部认证成立的上述导航消息所包含的发信时刻和该导航消息的接收时刻决定的伪距与由上述新的导航消息所包含的发信时刻和该新的导航消息的接收时刻决定的伪距之差小于阈值的情况下,判定为在上述中心使用认证部认证成立的上述导航消息与上述新的导航消息之间存在连续性。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的导航消息接收装置,其中,
上述连续性判定部在由上述卫星接收机接收到新的导航消息的情况下,当判定为从在上述中心使用认证部认证成立的上述导航消息的接收时刻到上述新的导航消息的接收时刻的接收时刻差在规定时间以内、且判定为从在上述中心使用认证部认证成立的上述导航消息的发信源的上述人工卫星接收了上述新的导航消息时,判定在上述中心使用认证部认证成立的上述导航消息与上述新的导航消息之间是否存在连续性。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的导航消息接收装置,其中,
上述连续性判定部在由上述卫星接收机接收到新的导航消息的情况下,开始简易判断处理,该简易判断处理包括判定是否从在上述中心使用认证部认证成立的上述导航消息的发信源的上述人工卫星接收了上述新的导航消息、以及判定在上述中心使用认证部认证成立的上述导航消息与上述新的导航消息之间是否存在连续性。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的导航消息接收装置,其中,
上述导航消息接收装置将在上述中心使用认证部认证成立的上述导航消息存储在存储器中,
并且在对导航消息在上述卫星接收机的接收时刻进行计时的钟表经过了产生超过在上述连续性判定部的处理中判定为时刻、时间一致的范围的程度的偏移的期间的情况下,删除在上述存储器中存储的在上述中心使用认证部认证成立的上述导航消息。

说明书全文

导航消息接收装置

[0001] 本申请主张于2014年2月27日申请的日本国专利申请2014-37048号的优先权,并在此引用其全部内容。

技术领域

[0002] 本公开涉及从卫星测位系统所使用的人工卫星接收导航消息的导航消息接收装置。

背景技术

[0003] 以往,已知有通过接收机接收从卫星测位系统所使用的人工卫星发信的导航消息,对位置进行测位的技术。
[0004] 然而,近年,由于复制来自人造卫星信号中继器、能够模拟地生成来自人造卫星的信号的模拟器等的开发,产生恶意的行为人所带来的位置信息的篡改、冒充。
[0005] 与此相对,专利文献1公开了进行接收机接收的导航消息是否为来自卫星测位系统所使用的人造卫星的正规的导航消息的认证的技术。在专利文献1所公开的技术中,接收机访问认证中心的数据库,根据从人造卫星接收的导航消息所包含的卫星编号和卫星时刻,获取作为对象的人造卫星的认证所使用的数据。然后,接收机使用从认证中心获取的数据,进行接收的导航消息是否为来自卫星测位系统所使用的人造卫星的正规的导航消息的认证。
[0006] 专利文献1:日本特开2013-130395号公报
[0007] 本申请发明者关于专利文献1所公开的技术发现以下问题。
[0008] 在专利文献1所公开的技术中,接收机在每次进行测位,需要针对来自测位所使用的多个人造卫星的导航消息的各个,与认证中心进行通信来进行是否为正规的导航消息的认证。由此,需要各接收机与认证中心频繁地进行通信,认证中心的通信处理负载变得庞大。

发明内容

[0009] 本公开是鉴于上述而完成的,其目的在于提供能够抑制来自卫星测位系统所使用的人造卫星的导航消息是否为正规的消息的认证所使用的认证中心的通信处理负载,并且能够判断来自人造卫星的导航消息是否为正规的消息的导航消息接收装置。
[0010] 本公开的一个例子所涉及的导航消息接收装置是具备:卫星接收机,其接收来自卫星测位系统所使用的人工卫星的导航消息;认证用信息接收部,其从认证中心接收与从人工卫星接收的导航消息对应的认证用信息;以及中心使用认证部,其使用与在卫星接收机接收的导航消息对应地由认证用信息接收部接收的认证用信息进行该导航消息是正规的消息的认证的导航消息接收装置,具备:连续性判定部,其在卫星接收机从在中心使用认证部认证成立的导航消息的发信源的人工卫星接收了新的导航消息的情况下,判定在中心使用认证部认证成立的导航消息与新的导航消息之间是否存在连续性;以及简易判断部,其在连续性判定部判定为存在连续性的情况下,将新的导航消息判断为正规的消息,另一方面在连续性判定部判定为没有连续性的情况下,不将新的导航消息判断为正规的消息。
[0011] 根据上述的导航消息接收装置,在判定为在中心使用认证部认证成立的导航消息与从该导航消息的发信源的人工卫星新接收的导航消息之间存在连续性的情况下,判断为该新的导航消息为正规的消息。换句话说,不进行与认证中心的通信,而根据是否与在中心使用认证部认证成立的导航消息存在连续性,来判断是否为正规的导航消息。
[0012] 从与在中心使用认证部认证成立为正规的消息的导航消息相同的人工卫星发信的导航消息,并且是与该导航消息存在连续性的导航消息也是正规的消息的可能性较高。因此,根据上述的导航消息接收装置,若对于来自某个人工卫星的导航消息在中心使用认证部认证成立,则对于从该人工卫星在其后发信的导航消息,即使不进行与认证中心的通信,也能够将是正规的消息的可能性较高的导航消息判断为正规的消息。因此,自装置也可以不从认证中心接收认证用信息,相应地能够降低认证中心的通信处理负载。
[0013] 其结果,能够抑制来自卫星测位系统所使用的人工卫星的导航消息是否为正规的消息的认证所使用的认证中心的通信处理负载,并且能够判断来自人工卫星的导航消息是否为正规的消息。附图说明
[0014] 本公开的上述以及其它的目的、特征、优点通过参照附图的下述的详细的说明会变得更加明确。在附图中,
[0015] 图1是表示实施方式1中的简易认证系统的概略的构成的一个例子的图。
[0016] 图2是表示认证中心的概略的构成的一个例子的框图
[0017] 图3是表示车载设备的概略的构成的一个例子的框图。
[0018] 图4是表示在实施方式1中的车载设备的认证相关处理的流程的一个例子的流程图
[0019] 图5是表示在实施方式1中的车载设备的简易判断处理的流程的一个例子的流程图。
[0020] 图6是用于对S24的处理的一个例子进行说明的示意图。
[0021] 图7是表示在变形例1中的车载设备的简易判断处理的流程的一个例子的流程图。
[0022] 图8是用于对S35的处理的一个例子进行说明的示意图。

具体实施方式

[0023] 以下,使用附图对本公开的实施方式进行说明。
[0024] (实施方式1)
[0025] 如图1所示,实施方式1中的简易认证系统1包括监控站110、认证中心120、主控站130、以及车载设备200。将使用车载设备200的车辆设为车辆A。车载设备200相当于导航消息接收装置。
[0026] <简易认证系统1的概略结构>
[0027] 监控站110接收作为卫星测位系统之一的GPS具备的GPS卫星2a~2c发信的GPS电波。GPS卫星2a~2c相当于人造卫星。以下,在不区别GPS卫星2a~2c的各个的情况下表现为GPS卫星2。如公知的那样,在GPS电波包含有导航消息。监控站110对接收的GPS电波进行解调并提取导航消息,并送到认证中心120。在从多个GPS卫星2接收到GPS电波的情况下,从各个GPS电波提取导航消息,并送到认证中心120。
[0028] 认证中心120根据导航消息和作为密钥的H矩阵生成奇偶校验数据。然后,将包含该奇偶校验数据的信号送到主控站130。另外,在与车载设备200之间也进行通信。使用图2在后面进行该认证中心120的详细的说明。
[0029] 主控站130将从认证中心120接收的奇偶校验数据发送给准天顶卫星(以下,称为QZS卫星)3。QZS卫星3朝向地上播放包含奇偶校验数据的导航消息。
[0030] 车载设备200是导航消息认证型(NMA:Navigation Message Authentication)车载设备。车载设备200与认证中心120进行通信,进行从GPS卫星2接收的导航消息是正规的导航消息的认证。使用图4在后面进行认证的详细的说明。
[0031] 另外,车载设备200使用从多个GPS卫星2接收的导航消息对自设备的当前位置进行测位。当前位置的测位最低也要使用从三个GPS卫星2接收的导航消息。
[0032] 并且,车载设备200进行使用过去认证成立的导航消息,而不向认证中心120访问地判断新接收的导航消息是否为正规的消息的简易认证判断处理。使用图3在后面进行车载设备200的详细的说明。
[0033] <认证中心120的详细构成>
[0034] 如图2所示,认证中心120具备控制部122、数据存储部124、以及通信部126。
[0035] 控制部122是具备CPU、ROM、RAM等的计算机,控制数据存储部124、通信部126。另外,CPU通过利用RAM的暂时存储功能执行存储于ROM的程序,作为RAND消息生成部1221、SEED值生成部1222、H矩阵计算部1223、奇偶校验计算部1224、以及信号加工部1225发挥作用。此外,这些各部1221~1225的功能也可以包含专利文献1所公开的功能。
[0036] RAND消息生成部1221根据从监控站110获取的导航消息,生成RAND消息。RAND消息从导航消息的位串中,依次排列TOW(time of week)的位串的数据和星历表数据中的时钟修正参数亦即TOC、AF0、AF1。TOW、TOC、AF0、AF1是确定信号的发信时刻的数据,相当于发信时刻。并且,其后,追加作为防欺骗标志的AS Flag、作为卫星编号的PRN(Pseudo Random Noise:伪随机)ID。
[0037] 包含TOW和PRN ID的RAND可以说是表示哪个GPS卫星在何时发信的数据。另外,TOW每6秒变化,另外,由于包含PRN ID,所以按照每个监控站110接收的GPS卫星2,并且,在每6秒生成RAND。
[0038] SEED值生成部1222将PC时钟作为输入使随机数产生,由此来生成SEED值。
[0039] H矩阵计算部1223使用SEED值生成部1222生成的SEED值,计算与该SEED值一对一地对应的H矩阵。作为H矩阵,使用公知的哈希函数即可,例如用于进行LDPC(Low Density Parity Check:低密度奇偶校验)编码的奇偶校验检查矩阵即可。并且,也可以使用根据奇偶校验检查矩阵决定的生成矩阵。
[0040] 奇偶校验计算部1224基于RAND消息生成部1221生成的RAND消息、和H矩阵计算部1223计算出的H矩阵,计算奇偶校验数据。
[0041] 信号加工部1225将奇偶校验计算部1224计算出的奇偶校验数据、以及该计算所使用的RAND消息插入从QZS卫星3发信的导航消息。然后,将插入完毕的导航消息送到主控站130。
[0042] 并且,信号加工部1225与信号的插入配合地,使奇偶校验计算部1224计算出的奇偶校验数据、奇偶校验数据的计算所使用的RAND消息、H矩阵、以及H矩阵的计算所使用的SEED值相对应地,存储于数据存储部124。
[0043] 该信号加工部1225每当RAND消息生成部1221生成RAND消息,就将RAND消息和奇偶校验数据插入QZS卫星3发送的导航消息。因此,RAND消息生成部1221、SEED值生成部1222、H矩阵计算部1223、以及奇偶校验计算部1224也在每次RAND消息生成部1221生成RAND消息,执行处理。
[0044] H矩阵选择部1226在通信部126接收从车载设备200发送来的PRN ID、TOW、公钥的情况下,从存储于数据存储部124的H矩阵,选择与接收的PRN ID、TOW对应的H矩阵。然后,利用公钥对选择的H矩阵进行加密,并将加密后的H矩阵回复给车载设备200。
[0045] <车载设备200的详细构成>
[0046] QZS卫星3播放的导航消息被车载设备200的通信部210具备的接收部211接收。如图3所示,该车载设备200具备通信部210、控制部220、以及卫星接收机230。
[0047] 通信部210具备接收部211和发送部212。通信部210具备广域通信功能。广域通信功能例如,通信距离为数千米,通过与公用通信网的基局进行通信,能够与位于公用通信网的通信圈内的其它的通信设备进行通信。通过广域通信功能,在与认证中心120的通信部126之间进行通信。
[0048] 卫星接收机230以恒定周期接收GPS卫星2、QZS卫星3发信的电波。
[0049] 控制部220是具备CPU、ROM、RAM等的计算机,控制通信部210、卫星接收机230。另外,CPU通过利用RAM的暂时存储功能执行存储于ROM的程序,执行图4所示的认证相关处理、图5所示的简易判断处理。
[0050] <认证相关处理>
[0051] 接着,使用图4所示的流程图对车载设备200的控制部220执行的、与利用卫星接收机230接收的信号是从GPS卫星2接收的正规的导航消息的认证相关的处理(以下,称为认证相关处理)进行说明。图4的流程图构成为例如每当卫星接收机230从三个以上的GPS卫星2接收GPS电波而执行即可。
[0052] 这里,卫星接收机230也有误接收来自复制来自GPS卫星2的信号的中继器、能够模拟地生成来自GPS卫星2的信号的模拟器的信号作为GPS电波所包含的导航消息的情况。
[0053] 首先,在步骤S1中,基于从三个以上的多个GPS卫星2接收的GPS电波所包含的导航消息对自装置的当前位置进行测位。
[0054] 在步骤S2中,从接收部211获取从QZS卫星3接收的导航消息。在步骤S3中,从在S1获取的导航消息提取PRN ID、TOW。
[0055] 在步骤S4中,将在S3提取的PRN ID和TOW与公钥一起从发送部212发送到认证中心120。如上述那样,认证中心120通过公钥对由该PRN ID和TOW决定的H矩阵进行加密并发送给车载设备200。由从车载设备200发送到认证中心120的PRN ID和TOW决定的H矩阵相当于认证用信息。
[0056] 在步骤S5中,从接收部211获取从认证中心120发送的H矩阵。换句话说,从认证中心120接收与从GPS卫星2接收的导航消息对应的H矩阵。该S5相当于认证用信息接收部。在步骤S6中,利用密钥对在S5获取的加密后的H矩阵进行解码。
[0057] 在步骤S7中,根据从GPS卫星2接收的GPS电波所包含的导航消息中,包含与在S4发送的PRN ID相同的PRN ID的导航消息,生成RAND消息。
[0058] 在步骤S8中,基于在S7生成的RAND消息、和在S6解码的H矩阵,生成比较奇偶校验数据。在步骤S9中,判断在S8生成的比较奇偶校验数据、和在S3提取的奇偶校验数据是否一致。
[0059] 在S6解码的H矩阵与认证中心120在奇偶校验数据的生成所使用的H矩阵相同。而且,认证中心120的奇偶校验计算部1224基于该H矩阵和RAND消息计算奇偶校验数据。
[0060] 因此,在S8生成的比较奇偶校验数据与在S3提取的奇偶校验数据一致的情况下,能够认为在S7生成的RAND消息与认证中心120生成的RAND消息相同。
[0061] 因此,在S8生成的比较奇偶校验数据与在S3提取的奇偶校验数据一致的情况下(S9:是),进入步骤S10,认证成立。另一方面,在两个奇偶校验数据不一致的情况下(S9:否),进入步骤S11,认证不成立。这样,在认证相关处理中,使用与从GPS卫星2接收的导航消息对应地从认证中心120接收的H矩阵(换句话说,是认证用信息)进行认证。在S10、S11之后,进入步骤S12。该S9~S11相当于中心使用认证部。
[0062] 在步骤S12中,在针对在S1的测位所使用的全部的导航消息,完成了认证成立还是不成立的判断的情况下(S12:是),结束图4的处理。另一方面,在即使在S1的测位所使用的全部的导航消息中至少有一个未完成认证成立还是不成立的判断的情况下(S12:否),也返回到S2反复处理。
[0063] 车载设备200使在图4所示的认证相关处理认证成立的导航消息(以下,称为认证完成导航消息)的接收时刻与该认证完成导航消息关联,并存储于控制部220的备份RAM等非易失性存储器。此外,也可以构成为与接收时刻关联地存储的是认证完成导航消息所包含的卫星编号以及发信时刻。
[0064] <简易判断处理>
[0065] 接着,使用图5所示的流程图对实施方式1中的车载设备200的控制部220执行的简易判断处理进行说明。图5的流程图例如,构成为在车载设备200的卫星接收机230接收了来自GPS卫星2的导航消息时开始即可。图5的流程图构成为在从卫星接收机230向控制部220依次进行的输出的一个周期内,卫星接收机230接收了多个GPS卫星2的导航消息的情况下,分别对该多个GPS卫星2的导航消息进行处理即可。
[0066] 首先,在步骤S21中,从卫星接收机230获取卫星接收机230接收的导航消息。
[0067] 在步骤S22中,判定在S21获取的导航消息所包含的卫星编号与已经存储于控制部220的存储器的认证完成导航消息所包含的卫星编号是否一致。
[0068] 在步骤S23中,判定为卫星编号一致的情况下(S23:是),进入S24。另一方面,在判定为卫星编号不一致的情况下(S23:否),结束处理。此外,判定为卫星编号不一致的情况也包括在控制部220的存储器连一个认证完成导航消息也未存储的情况。
[0069] 在步骤S24中,判定在S23判定为卫星编号一致的、在S21获取的导航消息与认证完成导航消息是否存在连续性。详细而言,判定在卫星接收机230新接收的导航消息所包含的发信时刻与认证完成导航消息所包含的发信时刻是否存在与从接收认证完成导航消息到接收新的导航消息为止的接收时刻差对应的连续性。该S24相当于连续性判定部。
[0070] 这里,使用图6对S24的处理的一个例子进行说明。在图6的例子中,对于从GPS卫星2a发信的导航消息,是在车载设备200使用了认证中心120的认证成立,其后车载设备200接收从GPS卫星2a发信的导航消息。
[0071] 另外,将在车载设备200使用了认证中心120的认证成立的导航消息(换句话说,认证完成导航消息)的发信时刻设为Ti1,将该导航消息的在车载设备200的接收时刻设为To1,将其后在车载设备200从GPS卫星2a新接收的导航消息的发信时刻设为Ti2,并将接收时刻设为To2。
[0072] 在S24的处理中,从在S21获取的导航消息的接收时刻(To2)减去认证完成导航消息的接收时刻(To1),计算从认证完成导航消息的接收时刻到在S21获取的导航消息的接收时刻的接收时刻差(To2-To1)。
[0073] 接着,判定对认证完成导航消息所包含的发信时刻(Ti1)加上计算出的接收时刻差(To2-To1)的时刻(Ti1+(To2-To1))与在S21获取的导航消息所包含的发信时刻(Ti2)是否一致。这里所说的一致不仅包括完全一致的情况,也包括在误差程度的范围内大致一致的情况。这里所说的一致也能够说是取得匹配性。
[0074] 而且,在判定为时刻(Ti1+(To2-To1))与发信时刻(Ti2)一致的情况下,判定为在认证完成导航消息所包含的发信时刻与在S21获取的导航消息所包含的发信时刻存在连续性。另一方面,在判定为不一致的情况下,判定为没有连续性。
[0075] 此外,也可以构成为在S24的处理中,判定从在S21获取的导航消息的接收时刻(To2)减去认证完成导航消息的接收时刻(To1)的时间(To2-To1)与从在S21获取的导航消息所包含的发信时刻(Ti2)减去认证完成导航消息所包含的发信时刻(Ti1)的时间(Ti2-Ti1)是否一致。
[0076] 而且,也可以构成为在判定为时间(To2-To1)与时间(Ti2-Ti1)一致的情况下,判定为认证完成导航消息所包含的发信时刻与在S21获取的导航消息所包含的发信时刻存在连续性,在判定为不一致的情况下,判定为没有连续性。
[0077] 返回到图5,在步骤S25中,判定为认证完成导航消息所包含的发信时刻与在S21获取的导航消息所包含的发信时刻存在连续性的情况下(S25:是),进入步骤S26。在步骤S26中,将在S21获取的导航消息判断为正规的导航消息,并结束处理。
[0078] 另一方面,在判定为认证完成导航消息所包含的发信时刻与在S21获取的导航消息所包含的发信时刻没有连续性的情况下(S25:否),不将在S21获取的导航消息判断为正规的导航消息,并结束处理。该S25~S26相当于简易判断部。
[0079] 此外,也可以构成为在S25为否定的情况下,将在S21获取的导航消息判断为不是正规的导航消息。
[0080] 另外,在实施方式1中,构成为存储于控制部220的存储器的认证完成导航消息在对导航消息在卫星接收机230的接收时刻进行计时的钟表经过了产生超过在S24的处理中判定为时刻、时间一致的范围的程度的偏移的期间的情况下删除即可。构成为在删除之后,对于从同一GPS卫星2新接收的导航消息,进行使用认证中心120的认证,并将认证成立的导航消息作为认证完成导航消息存储于存储器即可。
[0081] <实施方式1的总结>
[0082] 根据实施方式1,若一旦使用认证中心120而在车载设备200导航消息的认证成立,则对于从与该导航消息的发信源相同的GPS卫星2新接收的导航消息,能够基于存储于存储器的认证完成导航消息和其接收时刻,来判断是否为正规的消息。因此,对于新接收的导航消息,车载设备200也可以不从认证中心120接收H矩阵,相应地能够降低认证中心120的通信处理负载。
[0083] 在使用中继器、模拟器的情况下,在认证完成导航消息所包含的发信时刻与在车载设备200新接收的导航消息的发信时刻之间,不能够得到与接收时刻差对应的连续性。
[0084] 在实施方式1中,在认证完成导航消息所包含的发信时刻与在车载设备200新接收的导航消息的发信时刻之间没有与接收时刻差对应的连续性的情况下,不将该导航消息判断为正规的导航消息。由此,能够使得不将使用中继器、模拟器的导航消息判断为正规的导航消息,能够提高判断为正规的导航消息的精度
[0085] <变形例1>
[0086] 在实施方式1中,对根据在同一GPS卫星2的、认证完成导航消息所包含的发信时刻与在车载设备200新接收的导航消息的发信时刻之间,是否存在与接收时刻差对应的连续性,来判断接收的导航消息是否为正规的消息的构成进行了说明,但不一定限定于此。
[0087] 例如,也可以构成为根据由认证完成导航消息的发信时刻和接收时刻决定的伪距与由新接收的导航消息的发信时刻和接收时刻决定的伪距是否存在连续性,来判断接收的导航消息是否为正规的消息(以下,变形例1)。变形例1除了在车载设备200的控制部220的处理一部分不同这一点之外,与实施方式1相同。详细而言,在变形例1中,在控制部220的简易判断处理的一部分与实施方式1不同。
[0088] <变形例1中的简易判断处理>
[0089] 这里,使用图7所示的流程图对变形例1中的车载设备200的控制部220执行的简易判断处理进行说明。图7的流程图也例如,构成为在车载设备200的卫星接收机230接收了来自GPS卫星2的导航消息时开始即可。图7的流程图也构成为在从卫星接收机230向控制部220依次进行的输出的一个周期内,卫星接收机230接收了多个GPS卫星2的导航消息的情况下,分别对该多个GPS卫星2的导航消息进行处理即可。
[0090] 首先,在步骤S31中,在从已经存储于控制部220的存储器的认证完成导航消息的接收时刻到在卫星接收机230新接收的导航消息的接收时刻为止的接收时刻差在规定时间以内的情况下(S31:是),进入S32。另一方面,在超过规定时间的情况下(S31:否),不将在卫星接收机230新接收的导航消息判断为正规的导航消息,并结束处理。
[0091] 这里所说的规定时间是在不使用复制来自GPS卫星2的信号的中继器、能够模拟地生成来自GPS卫星2的信号的模拟器的情况下,推断为由来自GPS卫星2的导航消息的发信时刻与在卫星接收机230的该导航消息的接收时刻决定的伪距产生在后述的步骤S35使用的阈值以上的差的可能性较低的程度的值,是能够任意地设定的值。
[0092] 当然,伪距是指对由从GPS卫星2的发信时刻到在卫星接收机230的接收时刻决定的传播时间乘以光速计算出的GPS卫星2与卫星接收机230的距离。
[0093] 步骤S32~步骤S34的处理与S21~S23的处理相同。在步骤S35中,判定在S34中判定为卫星编号一致的、在卫星接收机230新接收的导航消息与认证完成导航消息是否存在连续性。详细而言,判定根据认证完成导航消息所包含的发信时刻、以及其认证完成导航消息的接收时刻求出的伪距与根据在卫星接收机230新接收的导航消息所包含的发信时刻、以及该导航消息的接收时刻求出的伪距是否存在连续性。该S35也相当于连续性判定部。
[0094] 当然,这里所说的伪距是指对由从GPS卫星2的发信时刻到在卫星接收机230的接收时刻决定的传播时间乘以光速计算出的GPS卫星2与卫星接收机230的距离。
[0095] 这里,使用图8对S35的处理的一个例子进行说明。在图8的例子中,对于从GPS卫星2a发信的导航消息,是在车载设备200使用了认证中心120的认证成立,且其后由车载设备
200接收从GPS卫星2a发信的导航消息。
[0096] 另外,将根据认证完成导航消息的发信时刻、以及其认证完成导航消息的接收时刻求出的伪距设为ρ1,将根据其后在卫星接收机230从GPS卫星2a新接收的导航消息的发信时刻、以及该导航消息的接收时刻求出的伪距设为ρ2。
[0097] 在S35的处理中,对根据认证完成导航消息的发送时刻以及该认证完成导航消息的接收时刻决定的传播时间乘以光速,计算伪距(ρ1)。另外,对根据在卫星接收机230新接收的导航消息的发送时刻以及该导航消息的接收时刻决定的传播时间乘以光速,计算伪距(ρ2)。
[0098] 接着,判定从伪距(ρ1)减去伪距(ρ2)后的值的绝对值(|ρ1-ρ2|)是否小于阈值。这里所说的阈值是指在不使用上述的中继器、模拟器的情况下,推断为由于S31的规定时间的经过而产生的GPS卫星2与卫星接收机230的伪距的变化的上限值左右。
[0099] 然后,在判定为小于阈值的情况下,判定为认证完成导航消息与在卫星接收机230新接收的导航消息存在连续性。另一方面,在判定为在阈值以上的情况下,判定为没有连续性。
[0100] 返回到图7,在步骤S36中,判定为在认证完成导航消息与在卫星接收机230新接收的导航消息存在连续性的情况下(S36:是),进入步骤S37。在步骤S37中,将在卫星接收机230新接收的导航消息判断为正规的导航消息,并结束处理。
[0101] S31的规定时间作为用于在该S36的连续性的有无的判定中,对于不使用上述的中继器、模拟器的导航消息判定为存在连续性的条件而设置。
[0102] 另一方面,在判定为认证完成导航消息与在卫星接收机230新接收的导航消息没有连续性的情况下(S36:否),不将在卫星接收机230新接收的导航消息判断为正规的导航消息,并结束处理。该S36~S37也相当于简易判断部。
[0103] <变形例1的总结>
[0104] 根据变形例1,也与实施方式1相同,若一旦使用认证中心120而在车载设备200导航消息的认证成立,则对于从与该导航消息的发信源相同的GPS卫星2新接收的导航消息,能够基于存储于存储器的认证完成导航消息和其接收时刻,来判断是否为正规的消息。因此,对于新接收的导航消息,车载设备200也可以不从认证中心120接收H矩阵,相应地能够降低认证中心120的通信处理负载。
[0105] 在使用复制来自GPS卫星2的信号的中继器的情况下,在与正规的导航消息之间,在导航消息的接收时刻产生延迟。另外,在使用能够模拟地生成来自GPS卫星2的信号的模拟器的情况下,在与正规的导航消息之间,在导航消息的发信时刻、接收时刻产生不一致。换句话说,在使用中继器、模拟器的情况下,由发信时刻与接收时刻决定的伪距较大地变动,失去连续性。
[0106] 在变形例1中,在由认证完成导航消息所包含的发信时刻以及其认证完成导航消息的接收时刻决定的伪距与由新接收的导航消息的发信时刻以及该导航消息的接收时刻决定的伪距之间没有连续性的情况下,不将新接收的导航消息判断为正规的导航消息。由此,在使用了中继器、模拟器的情况下,能够不将导航消息判断为正规的导航消息,能够提高判断为正规的导航消息的精度。
[0107] <变形例2>
[0108] 此外,在上述的实施方式中,例举仅将从GPS卫星2接收的导航消息使用于测位的情况进行了说明,但也可以构成为将从QZS卫星3接收的导航消息使用于测位。该情况下,构成为从QZS卫星3接收的导航消息的认证也与GPS卫星2的情况相同地进行即可。
[0109] 作为变形例2的一个例子,根据从QZS卫星3在监控站110接收的导航消息生成RAND消息,并基于该RAND消息在认证中心120生成奇偶校验数据。然后,将生成的奇偶校验数据送到主控站130,从主控站130向QZS卫星3发送该奇偶校验数据。QZS卫星3朝向地上播放包含该奇偶校验数据的导航消息。
[0110] 构成为车载设备200根据从QZS卫星3接收的导航消息生成RAND消息,并根据该RAND消息和从认证中心120获取的H矩阵生成比较奇偶校验数据。然后,通过比较生成的比较奇偶校验数据、和从QZS卫星3接收的奇偶校验数据来进行认证即可。
[0111] <变形例3>
[0112] 在上述的实施方式说明的导航消息认证型的认证方法仅是一个例子,只要是需要向认证机关的访问的认证方法,则也可以构成为使用其它的认证方法(以下,变形例3)。
[0113] <变形例4>
[0114] 在上述的实施方式中,例举在车辆使用的车载设备200进行了说明,但并不一定限定于此。例如,也可以构成为将与车载设备200相同的导航消息接收装置应用于用户携带的移动终端等
[0115] 以上,例示了本公开所涉及的实施方式以及构成,但本公开所涉及的实施方式以及构成并不限定于上述的各实施方式以及各构成。例如,对不同的实施方式以及构成分别适当地组合公开的技术的要素得到的实施方式以及构成也包含在本公开所涉及的实施方式以及构成的范围内。
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