位置認証システムおよび位置算出装置ならびにプログラム
【課題】時刻情報配信衛星から発信された時刻情報に基づいて算出された端末装置の位置情報の正当性を認証・保証する。
【解決手段】本発明の一態様に係る位置認証システム１は、衛星２１〜２ｎから発信された時刻情報を端末側時刻情報として受信する端末３、端末３が無線通信を行う場合の基地局である担当基地局４１、端末３から担当基地局４１経由で端末側時刻情報を受信し、端末側時刻情報に基づいて端末３の位置情報を求める位置算出装置５とを具備し、担当基地局４１は、端末３から端末側時刻情報を受信した場合に、衛星２１〜２ｎから発信された時刻情報を基地局側時刻情報として受信し、基地局側時刻情報を位置算出装置５に送信し、位置算出装置５は、端末側時刻情報と基地局側時刻情報との差が許容範囲内の場合に、端末３の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する。
【解決手段】本発明の一態様に係る位置認証システム１は、衛星２１〜２ｎから発信された時刻情報を端末側時刻情報として受信する端末３、端末３が無線通信を行う場合の基地局である担当基地局４１、端末３から担当基地局４１経由で端末側時刻情報を受信し、端末側時刻情報に基づいて端末３の位置情報を求める位置算出装置５とを具備し、担当基地局４１は、端末３から端末側時刻情報を受信した場合に、衛星２１〜２ｎから発信された時刻情報を基地局側時刻情報として受信し、基地局側時刻情報を位置算出装置５に送信し、位置算出装置５は、端末側時刻情報と基地局側時刻情報との差が許容範囲内の場合に、端末３の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星を用いた端末装置の位置算出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Global Positioning System）では、それぞれが時刻情報を発信する複数の時刻情報配信衛星を使用して、この時刻情報を受信する端末装置の位置情報を求める。
【０００３】
通常のＧＰＳでは、端末装置が複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を受信する。端末装置は複数の時刻情報を位置算出サーバに送信する。位置算出サーバは、端末装置から受信した複数の時刻情報に基づいて端末装置の位置情報を算出する。
【特許文献１】特開平９−２８２３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のＧＰＳにおいては、端末装置から位置算出サーバに送信された時刻情報に基づいて位置情報が算出される。したがって、端末装置において時刻情報が改ざんされ、この改ざんされた時刻情報が端末装置から位置算出サーバに送信されると、位置算出サーバは、実際の端末装置の位置情報と異なる誤った位置情報を求めることになる。
【０００５】
例えば、端末装置の位置情報により外出している社員の行動を把握・評価する場合などにおいて、端末装置を保持するユーザが意図的に時刻情報を改ざんし、誤った位置情報が算出されることは問題である。また、従来のＧＰＳにおいて、改ざんの有無を事後に検証することも困難である。
【０００６】
本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたもので、時刻情報配信衛星から発信された時刻情報に基づいて算出された端末装置の位置情報の正当性を認証・保証することにより、時刻情報配信衛星からの時刻情報に基づいて算出される位置情報の改ざんなどを防止する位置認証システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明を実現するにあたって講じた具体的手段について以下に説明する。
【０００８】
発明の第１の態様の位置認証システムは、複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を複数の端末側時刻情報として受信する端末装置と、端末装置が無線通信を行う場合の基地局として機能する担当基地局装置と、端末装置から担当基地局装置経由で複数の端末側時刻情報を受信し、複数の端末側時刻情報に基づいて端末装置の位置情報を求める位置算出装置とを具備し、担当基地局装置は、端末装置から複数の端末側時刻情報を受信した場合に、複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を複数の基地局側時刻情報として受信し、複数の基地局側時刻情報を位置算出装置に送信し、位置算出装置は、担当基地局装置から受信した複数の端末側時刻情報と複数の基地局側時刻情報との差が所定の許容範囲内の場合に、端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する。
【０００９】
発明の第２の態様の位置認証システムは、複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を複数の端末側時刻情報として受信する端末装置と、端末装置が無線通信を行う場合の基地局として機能する担当基地局装置と、端末装置から担当基地局装置経由で複数の端末側時刻情報を受信し、複数の端末側時刻情報に基づいて端末装置の位置情報を求める位置算出装置とを具備し、担当基地局装置は、端末装置から複数の端末側時刻情報を受信した場合に、自己の持つ基地局ＩＤを位置算出装置に送信し、位置算出装置は、担当基地局装置から受信した基地局ＩＤで表される担当基地局装置のカバーエリア情報を取得し、端末装置の位置情報とカバーエリア情報とに基づいて、端末装置の位置が担当基地局装置のカバーエリア内か判断し、端末装置の位置が担当基地局装置のカバーエリア内と判断された場合に端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する。
【００１０】
発明の第３の態様の位置算出装置は、複数の時刻情報配信衛星から発信され端末装置で受信された複数の端末側時刻情報を担当基地局装置経由で受信し、複数の時刻情報配信衛星から発信され担当基地局装置で受信された複数の基地局側時刻情報を受信する通信手段と、複数の端末側時刻情報に基づいて端末装置の位置情報を求める変換手段と、複数の端末側時刻情報と複数の基地局側時刻情報との差が所定の許容範囲内の場合に、端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する保証手段とを具備する。
【００１１】
発明の第４の態様の位置算出装置は、複数の時刻情報配信衛星から発信され端末装置で受信された複数の端末側時刻情報を担当基地局装置経由で受信し、担当基地局装置を示す基地局ＩＤを担当基地局装置から受信する通信手段と、複数の端末側時刻情報に基づいて端末装置の位置情報を求める変換手段と、基地局ＩＤで表される担当基地局装置のカバーエリア情報を取得し、端末装置の位置情報とカバーエリア情報とに基づいて、端末装置の位置が担当基地局装置のカバーエリア内か判断する判断手段と、端末装置の位置が担当基地局装置のカバーエリア内と判断された場合に端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する保証手段とを具備する。
【００１２】
なお、上記の態様は、システム及び装置として表現されている。しかしながら、これに限らず、上記の態様は、プログラム、方法、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体などで表現されるとしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、衛星からの時刻情報に基づいて算出された端末装置の位置の正当性を認証・保証することができ、衛星からの時刻情報に基づいて算出される位置情報が改ざんされることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の各図において同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る位置認証システムの構成の一例を示すブロック図である。
【００１６】
また、図２は、本実施の形態に係る位置認証システムの各構成要素の関係の概略の一例を示す概念図である。なお、この図２においては、図１に示す時刻情報配信衛星２１〜２ｎのうち、時刻情報配信衛星２１のみを図示しており、他の時刻情報配信衛星２２〜２ｎは省略している。
【００１７】
位置認証システム１は、複数の時刻情報配信衛星２１〜２ｎと、端末装置３と、複数の基地局装置（無線基地局装置）４１〜４ｍと、位置算出サーバ５とを具備する。
【００１８】
この位置認証システム１においては、複数の基地局装置４１〜４ｍにより端末装置３に対する通信サービスが提供され、複数の基地局装置４１〜４ｍと位置算出サーバ５との協働動作により、位置情報の算出とこの算出された位置情報の正当性を認証・保証する位置認証サービスが提供される。位置認証システム１は、無線により各種の情報や要求を送受信可能な無線環境下にある。
【００１９】
複数の時刻情報配信衛星２１〜２ｎは、端末装置３の位置情報を算出するための時刻情報を含むＧＰＳ情報を電波により配信する人工衛星である。ＧＰＳ情報には、例えば、時刻情報、衛星ＩＤ、衛星の軌道情報などが含まれている。時刻情報配信衛星２１〜２ｎとしては、例えばＧＰＳ情報配信衛星、準天頂衛星などが利用される。
【００２０】
端末装置３は、位置測定対象の機器であり、位置認証サービスを利用する機器であり、ユーザ６に携帯される。端末装置３としては、例えば携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、無線通信機能を有するＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、ノートＰＣなどのような移動通信を行う機器を用いることができる。
【００２１】
端末装置３は、複数の時刻情報配信衛星２１〜２ｎから受信したＧＰＳ情報を、この端末装置３の存在するカバーエリア７１を担当する担当基地局装置４１に送信する。端末装置３は、無線通信を行うための基本機能、時刻情報配信衛星２１〜２ｎからのＧＰＳ情報の受信機能、位置認証を行うための端末側機能などを具備する。
【００２２】
基地局装置４１〜４ｍは、それぞれが所定のカバーエリア７１〜７ｍの範囲に端末装置３がある場合に、この端末装置３による通信を実現させる。各基地局装置４１〜４ｍは、無線通信を行うための基地局として機能する。各基地局装置４１〜４ｍの後方は有線または無線のネットワークにより通信可能に接続されている。基地局装置４１〜４ｍは、例えば、携帯電話の基地局用の装置や無線ＬＡＮ（Local Area Network）の接続ポイント用の装置などでもよい。また、基地局装置４１〜４ｍは、端末装置３による通信と端末装置３の位置とが正当であるか確認する認証サービスを提供する。すなわち、基地局装置４１〜４ｍは位置認証サービス提供者によって運営されるとする。
【００２３】
基地局装置４１〜４ｍは、ユーザ６の携帯する端末装置３と通信を行うための基本的な機能、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから基地局装置４１〜４ｍ自身の位置を測定するために用いられるＧＰＳ情報を受信する機能などを具備する。基地局装置４１〜４ｍは、移動しないとし、自己の絶対位置に関する絶対位置情報を記憶するか、あるいは絶対位置情報と関係付けされている基地局Ｉｄを記憶している。
【００２４】
本実施の形態において、端末装置３と、この端末装置３の存在するカバーエリア７１を担当する担当基地局装置４１とは、位置認証プロトコルを用いて位置認証のための通信を行う。
【００２５】
位置算出サーバ５は、端末装置３から、この端末装置３の存在するカバーエリア７１を担当する担当基地局装置４１経由で、この端末装置３で受信されたＧＰＳ情報を受信し、この端末装置３からのＧＰＳ情報に基づいて端末装置の位置情報を求める。
【００２６】
また、位置算出サーバ５は、担当基地局装置４１から、担当基地局装置４１で受信されたＧＰＳ情報を受信し、この担当基地局装置４１からのＧＰＳ情報に基づいて担当基地局装置４１の位置情報を求める。なお、位置算出サーバ５は、担当基地局装置４１からこの担当基地局装置４１の位置情報を受信するとしてもよい。
【００２７】
そして、位置算出サーバ５は、端末装置３の位置情報の示す位置と担当基地局装置４１の位置情報の示す位置との整合性を判断し、整合する場合に位置の正当性を保証する認証情報を作成し、位置認証を行う。
【００２８】
図３は、端末装置３の構成の一例を示すブロック図である。
【００２９】
端末装置３は、ＧＰＳ情報受信部３ａ、中央演算部３ｂ、通信部３ｃを具備し、位置認証を行うためにユーザ６側において必要とされる機能を実現する。端末装置３に具備されるＧＰＳ情報受信部３ａ、中央演算部３ｂ、通信部３ｃなどの各種構成要素は、端末装置３内部に実装されてもよいし、端末装置３の外部に接続される形式で実装されてもよい。
【００３０】
ＧＰＳ情報受信部３ａは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎより発信されるＧＰＳ情報を受信するアンテナ、受信したＧＰＳ情報を復号化する機能を具備する。このＧＰＳ情報受信部３ａは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから配信されたＧＰＳ情報を正しく受信し、正しく復号化できる機能を持つ。例えば、本実施の形態のように時刻情報配信衛星２１〜２ｎがＧＰＳ情報配信衛星の場合、一般的なＧＰＳ情報受信部を本実施の形態に係るＧＰＳ情報受信部３ａとして用いることができる。ＧＰＳ情報受信部３ａによって受信されるＧＰＳ情報は、上述したように時刻情報と衛星ＩＤと衛星の軌道情報とを含み、ＧＰＳ情報受信部３ａから中央演算部３ｂに提供されるＧＰＳ情報も、時刻情報と衛星ＩＤと衛星の軌道情報とを含むとする。
【００３１】
中央演算部３ｂは、通信部３ｃを用いて、位置認証プロトコルにしたがって必要な情報を担当基地局装置４１に対して送受信し、この担当基地局装置４１との間で通信を行う。
【００３２】
なお、中央演算部３ｂとしては、端末装置３に搭載されている機器を用いてもよく、この場合、位置認証プロトコルを実行できる機能がソフトウェア的もしくはハードウェア的に実装されていれば良い。
【００３３】
通信部３ｃは、端末装置３と担当基地局装置４１との間で通信を行う機能を持つ。
【００３４】
図４は、担当基地局装置４１の構成の一例を示すブロック図である。
【００３５】
担当基地局装置４１は、記憶部４ａ、ＧＰＳ情報受信部４ｂ、中央演算部４ｃ、通信部４ｄを具備し、位置認証を行うために基地局側において必要とされる機能を実現する。担当基地局装置４１に具備される記憶部４ａ、ＧＰＳ情報受信部４ｂ、中央演算部４ｃ、通信部４ｄなどの各種構成要素は、担当基地局装置４１内部に実装されてもよいし、担当基地局装置４１の外部に接続される形式で実装されてもよい。
【００３６】
記憶部４ａは、担当基地局装置４１の固有情報４ｅなどを記憶する。この記憶部４ａに記憶されている各種情報は、ＧＰＳ情報受信部４ｂ、中央演算部４ｃ、通信部４ｄからそれぞれ参照可能であり、それぞれの動作に用いられる。
【００３７】
ＧＰＳ情報受信部４ｂは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎより発信されるＧＰＳ情報を受信するアンテナ、受信したＧＰＳ情報を復号化する機能を具備する。
【００３８】
中央演算部４ｃは、通信部４ｄを用いて、位置認証プロトコルにしたがって必要な情報を端末装置３との間で送受信するとともに、位置認証プロトコルにしたがって必要な情報を位置算出サーバ５との間で送受信する。
【００３９】
また、中央演算部４ｃは、端末装置３からの要求を識別し、位置認証要求に応じて基地局側の位置認証機能を有効にする。
【００４０】
通信部４ｄは、端末装置３と担当基地局装置４１との間および担当基地局装置４１と位置算出サーバ５との間で通信を行う機能を持つ。通信部４ｄは、担当基地局装置４１が接続されているネットワークを使用して通信を行ってもよく、この場合、担当基地局装置４１は、端末装置３、他の基地局装置４２〜４ｍ、位置算出サーバ５と通信を行うことができるインターフェースを用いる。
【００４１】
図５は、位置算出サーバ５の構成の一例を示すブロック図である。
【００４２】
また、図６は、位置算出サーバ５の具備する記憶部５ｆの一例を示すブロック図である。
【００４３】
位置算出サーバ５は、位置認証サービスのメイン機能を提供するサーバである。位置算出サーバ５は、いずれかの基地局内に設置されていてもよく、ネットワーク経由で各基地局装置４１〜４ｍと通信可能に接続されるとしてもよい。
【００４４】
位置算出サーバ５は、ハードウェアで実現されてもよく、ソフトウェアを読み込んで実行するコンピュータにより実現されてもよい。
【００４５】
位置算出サーバ５は、端末装置３からの位置認証要求を位置認証プロトコルにしたがって担当基地局装置４１経由で受信し、位置認証要求に応じて事後検証可能な形式で端末装置３の位置認証を行う。
【００４６】
位置算出サーバ５は、変換部５ａ、通信部５ｂ、署名生成部５ｃ、中央演算部５ｄ、ＧＰＳ情報受信部５ｅ、記憶部５ｆを具備する。
【００４７】
変換部５ａは、端末装置３で受信されたＧＰＳ情報である端末側ＧＰＳ情報を端末装置３の位置情報に変換し、担当基地局装置４１で受信されたＧＰＳ情報である基地局側ＧＰＳ情報を担当基地局装置４１の位置情報に変換する。
【００４８】
通信部５ｂは、端末装置３や各基地局装置４１〜４ｍなどの位置算出サーバ５とネットワーク経由で接続された他の機器と通信を行う。通信部５ｂによる通信は、無線と有線とのうちどちらでもよい。
【００４９】
中央演算部５ｄは、通信部５ｂを用いて、位置認証プロトコルにしたがって必要な情報を各種機器との間で送受信する処理など、様々な処理を行う。この中央演算部５ｄは、誤差算出部５１、補正部５２、判断部５３、保証部５４を具備する。
【００５０】
誤差算出部５１は、担当基地局装置４１を示す基地局ＩＤから記憶部５ｆに記憶されている基地局情報５５中の担当基地局装置４１の絶対位置情報を取得し、変換部５ａで求められた担当基地局装置４１の位置情報と担当基地局装置４１の絶対位置情報とに基づいて位置測定誤差を算出する。
【００５１】
補正部５２は、位置測定誤差に基づいて、変換部５ａで求められた端末装置３の位置情報を補正する。
【００５２】
判断部５３は、端末側ＧＰＳ情報と基地局側ＧＰＳ情報とに基づいて、同一の衛星ＩＤに関する端末側の時刻情報と基地局側の時刻情報の差がある程度の許容範囲内に収まっているか否か判断する。端末装置３と担当基地局装置４１とが同一の時刻情報配信衛星２１〜２ｎから受信した時刻情報は、時刻情報の改ざんがなければわずかな誤差内に収まると考えられる。
【００５３】
ここで、所定の許容範囲は、例えば、端末の移動速度の増加に伴って所定の許容範囲を示す値が減少する関数に基づいて定められる範囲としてもよい。より具体的には、所定の距離の値を端末の移動速度の値で割った値を、所定の許容範囲を示す値の絶対値として所定の許容範囲を定めてもよい。所定の距離の値又は所定の許容範囲の値は予め定められていてもよく、端末の移動速度などに応じて動的に定められてもよい。
【００５４】
また、判断部５３は、担当基地局装置４１を示す基地局ＩＤから記憶部５ｆに記憶されている基地局情報５５中のカバーエリア情報を取得し、補正部５２によって補正された端末装置３の位置情報が担当基地局装置４１のカバーエリア７１内か否かを判断する。
【００５５】
保証部５４は、署名生成部５ｃを用いて、同一の衛星ＩＤに関する端末側の時刻情報と基地局側の時刻情報の差が許容範囲内であり、補正された端末装置３の位置情報が担当基地局装置４１のカバーエリア７１内の場合に、端末装置３の位置情報が正当である旨を示す認証情報を作成する。
【００５６】
署名生成部５ｃは、中央演算部５ｄの保証部５４からの要求にしたがって、記憶部５ｆ内の位置算出サーバ５の秘密鍵情報５６を用いて、例えば、補正された端末装置３の位置情報、位置認証結果などの処理内容に対して、位置算出サーバ３の署名を添付する。
【００５７】
ＧＰＳ情報受信部５ｅは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信されるＧＰＳ情報を受信し、時刻情報配信衛星２１〜２ｎを識別する衛星ＩＤと、時刻情報と、衛星の軌道情報とを取得する。
【００５８】
記憶部５ｆには、基地局情報５５、秘密鍵情報５６、証明書情報５７、衛星軌道情報５８などのような様々な情報が記憶されている。
【００５９】
図７に、基地局情報５５の具体例を示す。基地局情報５５は、各基地局装置４１〜４ｍが持つ固有の基地局ＩＤに対して、それぞれの基地局装置４１〜４ｍのカバーエリア７１〜７ｍを表すカバーエリア情報と絶対位置情報とが紐付けられている情報である。
【００６０】
なお、基地局情報５５は、位置算出サーバ５が単数台のコンピュータにより実現されている場合には、一つとなりうるが、複数台のコンピュータにより実現されている場合には、複数箇所に分割して保持されてもよく、複数台のコンピュータそれぞれが基地局情報５５を保持するとしてもよい。
【００６１】
カバーエリア情報は、カバーエリアを特定するための情報である。カバーエリア情報は、例えば、カバーエリアを円として捉えて基地局を中心とした有効半径で表してもよく、各種の地理情報記述言語や数値地図データなどを用いて記述されてもよく、その他様々な記載方式を用いることができる。
【００６２】
絶対位置情報は、基地局が位置する場所について予め定められており、基地局が持つＧＰＳ情報受信用アンテナの位置を詳細に示す情報である。
【００６３】
秘密鍵情報５６は、位置算出サーバ５の秘密鍵であり、他の機器に漏れてはならない情報である。署名生成部５ｃは、この秘密鍵情報５６を使用して署名を実施する。
【００６４】
証明書情報５７は、位置算出サーバ５の証明書情報であり、位置算出サーバ５の公開鍵情報と基本的な情報などを含む。規格化されている各種の証明書情報の形式が、この証明書情報に適用されてもよい。
【００６５】
上述したように、位置認証プロトコルは、端末装置３、担当基地局装置４１、位置算出サーバ５の間での通信に使用され、端末装置３の位置情報を認証するために使用されるプロトコルであり、複数の送受信を伴う。この位置認証プロトコルを用いて、位置認証システム１は、端末装置３の位置認証を実施する。
【００６６】
図８は、位置認証プロトコルにしたがった端末装置３、担当基地局装置４１、位置算出サーバ５の間での要求または情報の送受信の状態の例を示すシーケンス図である。
【００６７】
図９は、位置認証プロトコルで用いられる端末側ＧＰＳ情報（端末側位置認証要求）の一例を示すブロック図である。
【００６８】
図１０は、位置認証プロトコルで用いられる基地局側ＧＰＳ情報の一例を示すブロック図である。
【００６９】
図１１は、位置認証プロトコルで用いられる基地局側位置認証要求（端末側ＧＰＳ情報と基地局側ＧＰＳ情報との組み合わせ）の一例を示すブロック図である。
【００７０】
端末装置３は、位置認証の要求が発生すると、位置認証要求を実施する旨の認証要求情報（ユーザ認証情報）を生成する。
【００７１】
認証要求情報が生成された時点で、端末装置３の中央演算部３ｂは、ＧＰＳ情報受信部３ａに対して、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信される時刻情報と衛星ＩＤとを含むＧＰＳ情報８１〜８ｎを受信するように命令を発行する。
【００７２】
端末装置３の中央演算部３ｂは、ＧＰＳ情報受信部３ａから命令に対する回答が戻ってくる前に、認証要求情報に関してハッシュ値９（ダイジェスト）を算出する。
【００７３】
端末装置３のＧＰＳ情報受信部３ａは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信されている衛星ＩＤと時刻情報とをそれぞれ端末側衛星ＩＤと端末側時刻情報として受信する。端末装置３のＧＰＳ情報受信部３ａは、少なくとも３個以上の時刻情報配信衛星から衛星ＩＤと時刻情報とを受信する必要があり、３個に満たない数の時刻情報配信衛星しか捕捉できない場合には、位置認証を中止する。端末装置３のＧＰＳ情報受信部３ａは、可能であれば時刻情報配信衛星を４台捕捉する。
【００７４】
端末装置３のＧＰＳ情報受信部３ａによって３個以上の時刻情報配信衛星２１〜２ｎから衛星ＩＤと時刻情報とが受信された場合、端末装置３のＧＰＳ情報受信部３ａは、補足できた時刻情報配信衛星２１〜２ｎからの端末側衛星ＩＤと端末側時刻情報とを組み合わせたＧＰＳ情報８１〜８ｎを端末装置３の中央演算部３ｂに返す。
【００７５】
端末装置３の中央演算部３ｂは、算出されたハッシュ値と端末装置３のＧＰＳ情報受信部３ａからの戻り値であるＧＰＳ情報８１〜８ｎとを組み合わせて上記図９に示すような端末側ＧＰＳ情報１０を生成し、この端末側ＧＰＳ情報１０を端末側位置認証要求として端末装置３の通信部３ｃを用いて担当基地局装置４１に送信する。端末装置３は、複数の基地局装置４１〜４ｍのうち使用時点で端末装置３と接続されている基地局装置を担当基地局装置４１とする。
【００７６】
担当基地局装置４１の通信部４ｄは、端末装置３から端末側位置認証要求１０を受信すると、この受信した端末側位置認証要求１０を中央演算部４ｃに渡す。
【００７７】
担当基地局装置４１の中央演算部４ｃは、担当基地局装置４１のＧＰＳ情報受信部４ｂに対して、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信される時刻情報と衛星ＩＤとを含むＧＰＳ情報１１１〜１１ｎを受信するように命令を発行する。
【００７８】
担当基地局装置４１のＧＰＳ情報受信部４ｂは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信されている衛星ＩＤと時刻情報とをそれぞれ基地局側衛星ＩＤと基地局側時刻情報として受信する。担当基地局装置４１のＧＰＳ情報受信部４ｂは、好ましくは４台以上の時刻情報配信衛星２１〜２ｎを捕捉し、この４台以上の時刻情報配信衛星２１〜２ｎからの基地局側衛星ＩＤと基地局側時刻情報とを組み合わせたＧＰＳ情報１１１〜１１ｎを、戻り値として担当基地局装置４１の中央演算部４ｃに返す。
【００７９】
担当基地局装置４１の中央演算部４ｃは、担当基地局装置４１のＧＰＳ情報受信部４ｂからの戻り値である各時刻情報配信衛星２１〜２ｎからのＧＰＳ情報１１１〜１１ｎに、さらに担当基地局装置４１の基地局ＩＤ１２を組み合わせて上記図１０に示すような基地局側ＧＰＳ情報１３を生成する。
【００８０】
さらに、担当基地局装置４１の中央演算部４ｃは、端末装置３から受信した端末側ＧＰＳ情報１０と基地局側ＧＰＳ情報１３とを組み合わせて上記図１１に示すような基地局側位置認証要求１４を作成し、基地局側位置認証要求１４を担当基地局装置４１の通信部４ｄを用いて位置算出サーバ５に送信する。
【００８１】
位置算出サーバ５のＧＰＳ情報受信部５ｅは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信される衛星の軌道情報を常時受信し、衛星の軌道情報と正確な時刻情報とを関係付けた衛星軌道情報５８を記憶部５ｆに記憶する。正確な時刻情報には、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから配信される時刻情報を用いてもよく、位置算出サーバ５内部に保持されている時刻情報を用いてもよい。
【００８２】
担当基地局装置４１から位置算出サーバ５に基地局側位置認証要求１４が受信されると、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、基地局側位置認証要求１４を、端末側ＧＰＳ情報１０と基地局側ＧＰＳ情報１３とに分割する。
【００８３】
さらに、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄの判断部５３は、共通の衛星ＩＤに関係付けされている端末側ＧＰＳ情報１０内の端末側時刻情報と基地局側ＧＰＳ情報１３内の端末側時刻情報とを比較し、各時刻情報が許容範囲に収まっているか判断する。
【００８４】
端末装置３が時刻情報配信衛星２１〜２ｎから受信した端末側時刻情報と担当基地局装置４１が時刻情報配信衛星２１〜２ｎから受信した基地局側時刻情報とは、改ざんされることなく位置認証システム１で自動処理が実施されている場合には、極僅かな誤差範囲以内に収まっていることになる。誤差がある程度の許容範囲内に収まっていない場合、この許容範囲内に収まっていない時刻情報は、信頼できないものとし、破棄され、位置算出サーバ５は、担当基地局装置４１および端末装置３に位置情報の認証が不成功であった旨のメッセージを送信する。時刻情報が信頼できる場合には、次の処理に移る。
【００８５】
位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、分割され取り出された基地局側ＧＰＳ情報１３を、さらに基地局ＩＤ１２と時刻情報配信衛星２１〜２ｎから担当基地局装置４１が受信したＧＰＳ情報（基地局側時刻情報と基地局側衛星ＩＤの組み合わせ）１１１〜１１ｎとに分割する。位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから担当基地局装置４１が受信したＧＰＳ情報１１１〜１１ｎを位置算出サーバ５の変換部５ａに送る。
【００８６】
位置算出サーバ５の変換部５ａは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから担当基地局装置４１が受信したＧＰＳ情報１１１〜１１ｎを各情報に分割し、各衛星ＩＤを取得する。
【００８７】
次に、位置算出サーバ５の変換部５ａは、取得した各衛星ＩＤに対応する衛星軌道情報５８を取得し、衛星軌道情報５８と基地局側時刻情報とに基づいて、担当基地局装置４１の観測点の位置情報を算出し、算出された担当基地局装置４１の位置情報を位置算出サーバ５の中央演算部５ｄに戻り値として返す。
【００８８】
位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、変換部５ａからの戻り値を一時保持し、基地局側ＧＰＳ情報１３を分割して得られた担当基地局装置４１の基地局ＩＤに基づいて、記憶部５ｆに記憶されている担当基地局装置４１の絶対位置情報を基地局情報５５から取得する。
【００８９】
位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、基地局情報５５から取得した絶対位置情報と一時保存されていた担当基地局装置４１の位置情報とを比較し、時刻情報配信衛星２１〜２ｎを用いて測定されたある時間における位置測定誤差を算出し、位置測定誤差を一時保存する。
【００９０】
位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、先の分離により得られた端末側ＧＰＳ情報１０を、認証のためのハッシュ値９と時刻情報配信衛星２１〜２ｎから端末装置３が受信したＧＰＳ情報（端末側時刻情報と端末側衛星ＩＤの組み合わせ）８１〜８ｎとに分割する。位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから端末装置３が受信したＧＰＳ情報８１〜８ｎを位置算出サーバ５の変換部５ａに送る。
【００９１】
位置算出サーバ５の変換部５ａは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから端末装置３が受信したＧＰＳ情報８１〜８ｎを各情報に分割し、各衛星ＩＤを取得する。
【００９２】
次に、位置算出サーバ５の変換部５ａは、取得した各衛星ＩＤに対応する衛星軌道情報５８を取得し、衛星軌道情報５８と端末側時刻情報とに基づいて、ユーザ６に携帯されている端末装置３の観測点の現在の位置情報を算出し、算出された端末装置３の位置情報を位置算出サーバ５の中央演算部５ｄに戻り値として返す。
【００９３】
位置算出サーバ５の中央演算部５ｄの補正部５２は、算出された端末装置３の現在の位置情報を、一時保存した位置測定誤差分だけ移動させて補正し、補正された端末装置３の位置情報を作成する。
【００９４】
位置算出サーバ５の中央演算部５ｄの判断部５３は、補正された端末装置３の位置情報と担当基地局装置４１のカバーエリア情報とに基づいて、端末装置３の位置が担当基地局装置４１のカバーエリア７１内に含まれているか判断する。具体的には、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄの判断部５３は、先に取得している担当基地局装置４１の基地局ＩＤに対応するカバーエリア情報を基地局情報５５から取得し、先に求めた補正された端末装置３の位置情報の示す位置と担当基地局装置４１のカバーエリア情報の示すカバーエリア７１とを比較し、担当基地局装置４１が扱うカバーエリア７１内から端末装置３の端末側位置認証要求１０が発信されたか判断する。ただし、ある程度誤差があっても、補正後の端末装置３の位置は担当基地局装置４１のカバーエリア７１内であると判断されるとしてもよい。
【００９５】
補正された端末装置３の位置が担当基地局装置４１のカバーエリア７１内と判断された場合、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄの保証部５４は、署名生成部５ｃを用いて、基地局側位置認証要求１４内に含まれる端末側ＧＰＳ情報１０内のハッシュ値９に対し、署名処理を施す。
【００９６】
具体的には、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄの保証部５４は、端末側ＧＰＳ情報１０のハッシュ値９と、先に算出された補正された端末装置３の位置情報とを組み合わせた署名要求を作成し、署名生成部５ｃに送る。署名要求には、例えば時刻情報、担当基地局装置４１に関する情報など他の情報を含めてもよい。署名要求に含める時刻情報は、端末側ＧＰＳ情報１０に含まれている端末側時刻情報の代表値または平均値でもよい。補正された端末装置３の位置情報と時刻情報とを署名要求に含めることにより、端末装置３の位置と端末装置３がその位置に存在した時刻とを同時に認証することが可能になる。署名生成部５ｃは、受け取った署名要求に対して、秘密鍵情報５６を用いて暗号化を行い、認証情報（署名情報）を生成し、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄの保証部５４に返す。
【００９７】
そして、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、通信部５ｂを用いて、位置認証結果である認証情報を担当基地局装置４１経由で端末装置３に返す。なお、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、通信部５ｂを用いて担当基地局装置４１を経由することなく端末装置３に認証情報を返すとしてもよい。また、認証情報に代えて戻り値を返すとしてもよい。
【００９８】
端末装置３が認証情報を受信すると、位置認証が実施されたことになる。端末装置３側では、この認証情報を使用することにより、例えば地域限定のサービスなど様々な形式でサービスを受けることができる。
【００９９】
図１２は、認証情報を検証する場合において端末装置３と検証者の操作する位置検証装置と位置算出サーバ５との間での要求または情報の送受信の状態の例を示すシーケンス図である。
【０１００】
端末装置３が受信した認証情報を事後において検証したい場合、この認証情報が適切であるかを検証するために位置算出サーバ５に記憶されている証明書情報５７内の公開鍵情報を必要とする。
【０１０１】
そこで、まず、端末装置３は、認証情報を検証者の操作する位置検証装置１５に送信する。
【０１０２】
位置検証装置１５は、認証情報を端末装置３から受信するとともに、位置算出サーバ１６に対して証明書情報要求を送信する。
【０１０３】
位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、通信部５ｂを用いて、証明書情報要求を受信すると、記憶部５ｆ内に記憶されている証明書情報５７を読み出す。
【０１０４】
そして、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、通信部５ｂを用いて、証明書情報５７を位置検証装置１５に対して返信する。
【０１０５】
位置検証装置１５は、位置算出サーバ５から返信された証明書情報５７を受信すると、証明書情報５７の検証を行い、証明書情報５７が正当であると確認された場合には、証明書情報５７内の公開鍵情報を用いて認証情報を復号化する。これにより、認証された端末装置３の位置が明らかになる。また、認証情報に時刻情報が含まれている場合には、認証された端末位置３の位置に対応する時刻情報が得られる。
【０１０６】
なお、位置算出サーバ５において位置認証のために行なわれる位置認証処理のログが位置情報とともに保存されている場合、位置検証装置１５は、認証された位置情報と時刻情報とを含むログ確認要求を位置算出サーバ５に送信し、ログ確認要求に対応するログを取得するとしてもよい。これにより、認証された端末装置３の位置情報とログの内容とを対比可能であり、端末装置３の位置情報の信頼性を一層高めることができる。
【０１０７】
以上説明した本実施の形態においては、同一の衛星ＩＤに関する端末側時刻情報と基地局側時刻情報の差が許容範囲内であり、補正された端末装置３の位置情報が担当基地局装置４１のカバーエリア７１内の場合に、端末装置３の位置情報の正当性が保証され、端末装置３の位置情報の改ざんを防止することができ、端末装置３の位置に応じたサービスを適切に提供することができる。
【０１０８】
また、本実施の形態においては、担当基地局装置４１の絶対位置情報を予め登録しておくことにより、位置測定誤差を算出でき、正確な端末装置３の位置情報を求めることができる。
【０１０９】
また、本実施の形態では、端末装置３で受信された端末側時刻情報と担当基地局装置４１で受信された基地局側時刻情報とのうちの少なくとも一方、あるいは位置認証のなされた時刻情報と、認証された端末装置３の位置情報とを関係付けて認証情報に含めることにより、端末装置３の位置の認証が行われた時刻を特定することができる。
【０１１０】
本実施の形態では、同一の衛星ＩＤに対応する端末側時刻情報と基地局側時刻情報とが比較され、差が許容範囲内か否か判断され、差が許容範囲内の場合に端末側時刻情報が改ざんされていないとして端末装置３の位置情報が保証される。したがって、本実施の形態では、ある特定時刻に、担当基地局装置４１のカバーエリア７１内に端末装置３が存在したことを事後に検証可能な形で保障することができることに加えて、端末側時刻情報が改ざんされた場合にこの改ざんを検出することができ、端末側時刻情報の信頼性を保証することができる。
【０１１１】
なお、本実施の形態において、端末装置３のＧＰＳ情報受信部３ａは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信される時刻情報と衛星ＩＤのみを受信し、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信される衛星の軌道情報については、位置算出サーバ５のＧＰＳ情報受信部５ｅで受信されるとすることにより、端末装置３における処理の高速化を実現させることができ、端末装置３において低電力で認証のための処理を行うことができる。
【０１１２】
本実施の形態において、各構成要素は同様の動作を実現可能であれば配置を変更させてもよく、また各構成要素を自由に組み合わせてもよく、各構成要素を自由に分割してもよく、いくつかの構成要素を削除してもよい。すなわち、本実施の形態については、上記の構成そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【０１１３】
例えば、位置算出サーバ５の誤差算出部５１、補正部５２、判断部５３、保証部５４は、それぞれが独立のユニットであってもよい。また、誤差算出部５１と補正部５２とのうちの少なくとも一方と変換部５ａとが結合されるとしてもよい。判断部５３と保証部５４とのうちの少なくとも一方と署名生成部５ｃとが結合されるとしてもよい。また、例えば、いずれかの基地局装置４１〜４ｍと位置算出サーバ５とを組み合わせるとしてもよい。また、位置算出サーバ５において、位置情報を算出する機能と、位置情報の正当性を判断する認証機能とは、別の装置で実現されるとしてもよい。
【０１１４】
本実施の形態に係る位置算出サーバ５は、図１３に示すように、コンピュータ１６が記録媒体１７に記録されているプログラム１７ａを読み込んで実行することにより、実現されるとしてもよい。プログラム１７ａは、例えば磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリなどの記録媒体１７に書き込んで、位置算出サーバ５として動作するコンピュータ１６に適用可能である。また、上記プログラム１７ａは、通信媒体により伝送してコンピュータ１６に適用することも可能である。コンピュータ１６は、上記プログラム１７ａを読み込み、上記プログラム１７ａによって動作が制御されることにより、上記位置算出サーバ５としての機能を実現する。プログラム１７ａは、複数のコンピュータに分散して配置され、複数のコンピュータ間で互いに連携しつつ処理が実行されるとしてもよい。
【０１１５】
すなわち、本実施の形態において、ハードウェアによって実現される機能は、ソフトウェアによって実現されるとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、時刻情報配信衛星からの情報を端末装置で受信し、この端末装置の位置情報を求める分野に有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る位置認証システムの構成の一例を示すブロック図。
【図２】本実施の形態に係る位置認証システムの各構成要素の関係の概略の一例を示す概念図。
【図３】端末装置の構成の一例を示すブロック図。
【図４】担当基地局装置の構成の一例を示すブロック図。
【図５】位置算出サーバの構成の一例を示すブロック図。
【図６】位置算出サーバに具備されている記憶部の一例を示すブロック図。
【図７】基地局情報の具体例を示す図。
【図８】位置認証プロトコルにしたがった端末装置、担当基地局装置、位置算出サーバの間での要求または情報の送受信の状態の例を示すシーケンス図。
【図９】位置認証プロトコルで用いられる端末側ＧＰＳ情報の一例を示すブロック図。
【図１０】位置認証プロトコルで用いられる基地局側ＧＰＳ情報の一例を示すブロック図。
【図１１】位置認証プロトコルで用いられる基地局側位置認証要求の一例を示すブロック図。
【図１２】認証情報を検証する場合において端末装置と検証者の操作する位置検証装置と位置算出サーバとの間での要求または情報の送受信の状態の例を示すシーケンス図。
【図１３】位置算出サーバとして機能するコンピュータの例を示すブロック図。
【符号の説明】
【０１１８】
１…位置認証システム、２１〜２ｎ…時刻情報配信衛星、３…端末装置、４１〜４ｍ…基地局装置、５…位置算出サーバ、６…ユーザ、７１〜７ｍ…カバーエリア、３ａ，４ｂ，５ｅ…ＧＰＳ情報受信部、３ｂ，４ｃ，５ｄ…中央演算部、３ｃ，４ｄ，５ｂ…通信部、４ａ，５ｆ…記憶部、４ｅ…固有情報、５ａ…変換部、５ｃ…署名生成部、５１…誤差算出部、５２…補正部、５３…判断部、５４…保証部、５５…基地局情報、５６…秘密鍵情報、５７…証明書情報、５８…衛星軌道情報、８１〜８ｎ…ＧＰＳ情報、９…ハッシュ値、１０…端末側ＧＰＳ情報、１１１〜１１ｎ…ＧＰＳ情報、１２…基地局ＩＤ、１３…基地局側ＧＰＳ情報、１４…基地局側位置認証要求、１５…位置検証装置、１６…コンピュータ、１７…記録媒体、１７ａ…プログラム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星を用いた端末装置の位置算出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Global Positioning System）では、それぞれが時刻情報を発信する複数の時刻情報配信衛星を使用して、この時刻情報を受信する端末装置の位置情報を求める。
【０００３】
通常のＧＰＳでは、端末装置が複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を受信する。端末装置は複数の時刻情報を位置算出サーバに送信する。位置算出サーバは、端末装置から受信した複数の時刻情報に基づいて端末装置の位置情報を算出する。
【特許文献１】特開平９−２８２３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のＧＰＳにおいては、端末装置から位置算出サーバに送信された時刻情報に基づいて位置情報が算出される。したがって、端末装置において時刻情報が改ざんされ、この改ざんされた時刻情報が端末装置から位置算出サーバに送信されると、位置算出サーバは、実際の端末装置の位置情報と異なる誤った位置情報を求めることになる。
【０００５】
例えば、端末装置の位置情報により外出している社員の行動を把握・評価する場合などにおいて、端末装置を保持するユーザが意図的に時刻情報を改ざんし、誤った位置情報が算出されることは問題である。また、従来のＧＰＳにおいて、改ざんの有無を事後に検証することも困難である。
【０００６】
本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたもので、時刻情報配信衛星から発信された時刻情報に基づいて算出された端末装置の位置情報の正当性を認証・保証することにより、時刻情報配信衛星からの時刻情報に基づいて算出される位置情報の改ざんなどを防止する位置認証システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明を実現するにあたって講じた具体的手段について以下に説明する。
【０００８】
発明の第１の態様の位置認証システムは、複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を複数の端末側時刻情報として受信する端末装置と、端末装置が無線通信を行う場合の基地局として機能する担当基地局装置と、端末装置から担当基地局装置経由で複数の端末側時刻情報を受信し、複数の端末側時刻情報に基づいて端末装置の位置情報を求める位置算出装置とを具備し、担当基地局装置は、端末装置から複数の端末側時刻情報を受信した場合に、複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を複数の基地局側時刻情報として受信し、複数の基地局側時刻情報を位置算出装置に送信し、位置算出装置は、担当基地局装置から受信した複数の端末側時刻情報と複数の基地局側時刻情報との差が所定の許容範囲内の場合に、端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する。
【０００９】
発明の第２の態様の位置認証システムは、複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を複数の端末側時刻情報として受信する端末装置と、端末装置が無線通信を行う場合の基地局として機能する担当基地局装置と、端末装置から担当基地局装置経由で複数の端末側時刻情報を受信し、複数の端末側時刻情報に基づいて端末装置の位置情報を求める位置算出装置とを具備し、担当基地局装置は、端末装置から複数の端末側時刻情報を受信した場合に、自己の持つ基地局ＩＤを位置算出装置に送信し、位置算出装置は、担当基地局装置から受信した基地局ＩＤで表される担当基地局装置のカバーエリア情報を取得し、端末装置の位置情報とカバーエリア情報とに基づいて、端末装置の位置が担当基地局装置のカバーエリア内か判断し、端末装置の位置が担当基地局装置のカバーエリア内と判断された場合に端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する。
【００１０】
発明の第３の態様の位置算出装置は、複数の時刻情報配信衛星から発信され端末装置で受信された複数の端末側時刻情報を担当基地局装置経由で受信し、複数の時刻情報配信衛星から発信され担当基地局装置で受信された複数の基地局側時刻情報を受信する通信手段と、複数の端末側時刻情報に基づいて端末装置の位置情報を求める変換手段と、複数の端末側時刻情報と複数の基地局側時刻情報との差が所定の許容範囲内の場合に、端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する保証手段とを具備する。
【００１１】
発明の第４の態様の位置算出装置は、複数の時刻情報配信衛星から発信され端末装置で受信された複数の端末側時刻情報を担当基地局装置経由で受信し、担当基地局装置を示す基地局ＩＤを担当基地局装置から受信する通信手段と、複数の端末側時刻情報に基づいて端末装置の位置情報を求める変換手段と、基地局ＩＤで表される担当基地局装置のカバーエリア情報を取得し、端末装置の位置情報とカバーエリア情報とに基づいて、端末装置の位置が担当基地局装置のカバーエリア内か判断する判断手段と、端末装置の位置が担当基地局装置のカバーエリア内と判断された場合に端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する保証手段とを具備する。
【００１２】
なお、上記の態様は、システム及び装置として表現されている。しかしながら、これに限らず、上記の態様は、プログラム、方法、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体などで表現されるとしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、衛星からの時刻情報に基づいて算出された端末装置の位置の正当性を認証・保証することができ、衛星からの時刻情報に基づいて算出される位置情報が改ざんされることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の各図において同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る位置認証システムの構成の一例を示すブロック図である。
【００１６】
また、図２は、本実施の形態に係る位置認証システムの各構成要素の関係の概略の一例を示す概念図である。なお、この図２においては、図１に示す時刻情報配信衛星２１〜２ｎのうち、時刻情報配信衛星２１のみを図示しており、他の時刻情報配信衛星２２〜２ｎは省略している。
【００１７】
位置認証システム１は、複数の時刻情報配信衛星２１〜２ｎと、端末装置３と、複数の基地局装置（無線基地局装置）４１〜４ｍと、位置算出サーバ５とを具備する。
【００１８】
この位置認証システム１においては、複数の基地局装置４１〜４ｍにより端末装置３に対する通信サービスが提供され、複数の基地局装置４１〜４ｍと位置算出サーバ５との協働動作により、位置情報の算出とこの算出された位置情報の正当性を認証・保証する位置認証サービスが提供される。位置認証システム１は、無線により各種の情報や要求を送受信可能な無線環境下にある。
【００１９】
複数の時刻情報配信衛星２１〜２ｎは、端末装置３の位置情報を算出するための時刻情報を含むＧＰＳ情報を電波により配信する人工衛星である。ＧＰＳ情報には、例えば、時刻情報、衛星ＩＤ、衛星の軌道情報などが含まれている。時刻情報配信衛星２１〜２ｎとしては、例えばＧＰＳ情報配信衛星、準天頂衛星などが利用される。
【００２０】
端末装置３は、位置測定対象の機器であり、位置認証サービスを利用する機器であり、ユーザ６に携帯される。端末装置３としては、例えば携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、無線通信機能を有するＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、ノートＰＣなどのような移動通信を行う機器を用いることができる。
【００２１】
端末装置３は、複数の時刻情報配信衛星２１〜２ｎから受信したＧＰＳ情報を、この端末装置３の存在するカバーエリア７１を担当する担当基地局装置４１に送信する。端末装置３は、無線通信を行うための基本機能、時刻情報配信衛星２１〜２ｎからのＧＰＳ情報の受信機能、位置認証を行うための端末側機能などを具備する。
【００２２】
基地局装置４１〜４ｍは、それぞれが所定のカバーエリア７１〜７ｍの範囲に端末装置３がある場合に、この端末装置３による通信を実現させる。各基地局装置４１〜４ｍは、無線通信を行うための基地局として機能する。各基地局装置４１〜４ｍの後方は有線または無線のネットワークにより通信可能に接続されている。基地局装置４１〜４ｍは、例えば、携帯電話の基地局用の装置や無線ＬＡＮ（Local Area Network）の接続ポイント用の装置などでもよい。また、基地局装置４１〜４ｍは、端末装置３による通信と端末装置３の位置とが正当であるか確認する認証サービスを提供する。すなわち、基地局装置４１〜４ｍは位置認証サービス提供者によって運営されるとする。
【００２３】
基地局装置４１〜４ｍは、ユーザ６の携帯する端末装置３と通信を行うための基本的な機能、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから基地局装置４１〜４ｍ自身の位置を測定するために用いられるＧＰＳ情報を受信する機能などを具備する。基地局装置４１〜４ｍは、移動しないとし、自己の絶対位置に関する絶対位置情報を記憶するか、あるいは絶対位置情報と関係付けされている基地局Ｉｄを記憶している。
【００２４】
本実施の形態において、端末装置３と、この端末装置３の存在するカバーエリア７１を担当する担当基地局装置４１とは、位置認証プロトコルを用いて位置認証のための通信を行う。
【００２５】
位置算出サーバ５は、端末装置３から、この端末装置３の存在するカバーエリア７１を担当する担当基地局装置４１経由で、この端末装置３で受信されたＧＰＳ情報を受信し、この端末装置３からのＧＰＳ情報に基づいて端末装置の位置情報を求める。
【００２６】
また、位置算出サーバ５は、担当基地局装置４１から、担当基地局装置４１で受信されたＧＰＳ情報を受信し、この担当基地局装置４１からのＧＰＳ情報に基づいて担当基地局装置４１の位置情報を求める。なお、位置算出サーバ５は、担当基地局装置４１からこの担当基地局装置４１の位置情報を受信するとしてもよい。
【００２７】
そして、位置算出サーバ５は、端末装置３の位置情報の示す位置と担当基地局装置４１の位置情報の示す位置との整合性を判断し、整合する場合に位置の正当性を保証する認証情報を作成し、位置認証を行う。
【００２８】
図３は、端末装置３の構成の一例を示すブロック図である。
【００２９】
端末装置３は、ＧＰＳ情報受信部３ａ、中央演算部３ｂ、通信部３ｃを具備し、位置認証を行うためにユーザ６側において必要とされる機能を実現する。端末装置３に具備されるＧＰＳ情報受信部３ａ、中央演算部３ｂ、通信部３ｃなどの各種構成要素は、端末装置３内部に実装されてもよいし、端末装置３の外部に接続される形式で実装されてもよい。
【００３０】
ＧＰＳ情報受信部３ａは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎより発信されるＧＰＳ情報を受信するアンテナ、受信したＧＰＳ情報を復号化する機能を具備する。このＧＰＳ情報受信部３ａは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから配信されたＧＰＳ情報を正しく受信し、正しく復号化できる機能を持つ。例えば、本実施の形態のように時刻情報配信衛星２１〜２ｎがＧＰＳ情報配信衛星の場合、一般的なＧＰＳ情報受信部を本実施の形態に係るＧＰＳ情報受信部３ａとして用いることができる。ＧＰＳ情報受信部３ａによって受信されるＧＰＳ情報は、上述したように時刻情報と衛星ＩＤと衛星の軌道情報とを含み、ＧＰＳ情報受信部３ａから中央演算部３ｂに提供されるＧＰＳ情報も、時刻情報と衛星ＩＤと衛星の軌道情報とを含むとする。
【００３１】
中央演算部３ｂは、通信部３ｃを用いて、位置認証プロトコルにしたがって必要な情報を担当基地局装置４１に対して送受信し、この担当基地局装置４１との間で通信を行う。
【００３２】
なお、中央演算部３ｂとしては、端末装置３に搭載されている機器を用いてもよく、この場合、位置認証プロトコルを実行できる機能がソフトウェア的もしくはハードウェア的に実装されていれば良い。
【００３３】
通信部３ｃは、端末装置３と担当基地局装置４１との間で通信を行う機能を持つ。
【００３４】
図４は、担当基地局装置４１の構成の一例を示すブロック図である。
【００３５】
担当基地局装置４１は、記憶部４ａ、ＧＰＳ情報受信部４ｂ、中央演算部４ｃ、通信部４ｄを具備し、位置認証を行うために基地局側において必要とされる機能を実現する。担当基地局装置４１に具備される記憶部４ａ、ＧＰＳ情報受信部４ｂ、中央演算部４ｃ、通信部４ｄなどの各種構成要素は、担当基地局装置４１内部に実装されてもよいし、担当基地局装置４１の外部に接続される形式で実装されてもよい。
【００３６】
記憶部４ａは、担当基地局装置４１の固有情報４ｅなどを記憶する。この記憶部４ａに記憶されている各種情報は、ＧＰＳ情報受信部４ｂ、中央演算部４ｃ、通信部４ｄからそれぞれ参照可能であり、それぞれの動作に用いられる。
【００３７】
ＧＰＳ情報受信部４ｂは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎより発信されるＧＰＳ情報を受信するアンテナ、受信したＧＰＳ情報を復号化する機能を具備する。
【００３８】
中央演算部４ｃは、通信部４ｄを用いて、位置認証プロトコルにしたがって必要な情報を端末装置３との間で送受信するとともに、位置認証プロトコルにしたがって必要な情報を位置算出サーバ５との間で送受信する。
【００３９】
また、中央演算部４ｃは、端末装置３からの要求を識別し、位置認証要求に応じて基地局側の位置認証機能を有効にする。
【００４０】
通信部４ｄは、端末装置３と担当基地局装置４１との間および担当基地局装置４１と位置算出サーバ５との間で通信を行う機能を持つ。通信部４ｄは、担当基地局装置４１が接続されているネットワークを使用して通信を行ってもよく、この場合、担当基地局装置４１は、端末装置３、他の基地局装置４２〜４ｍ、位置算出サーバ５と通信を行うことができるインターフェースを用いる。
【００４１】
図５は、位置算出サーバ５の構成の一例を示すブロック図である。
【００４２】
また、図６は、位置算出サーバ５の具備する記憶部５ｆの一例を示すブロック図である。
【００４３】
位置算出サーバ５は、位置認証サービスのメイン機能を提供するサーバである。位置算出サーバ５は、いずれかの基地局内に設置されていてもよく、ネットワーク経由で各基地局装置４１〜４ｍと通信可能に接続されるとしてもよい。
【００４４】
位置算出サーバ５は、ハードウェアで実現されてもよく、ソフトウェアを読み込んで実行するコンピュータにより実現されてもよい。
【００４５】
位置算出サーバ５は、端末装置３からの位置認証要求を位置認証プロトコルにしたがって担当基地局装置４１経由で受信し、位置認証要求に応じて事後検証可能な形式で端末装置３の位置認証を行う。
【００４６】
位置算出サーバ５は、変換部５ａ、通信部５ｂ、署名生成部５ｃ、中央演算部５ｄ、ＧＰＳ情報受信部５ｅ、記憶部５ｆを具備する。
【００４７】
変換部５ａは、端末装置３で受信されたＧＰＳ情報である端末側ＧＰＳ情報を端末装置３の位置情報に変換し、担当基地局装置４１で受信されたＧＰＳ情報である基地局側ＧＰＳ情報を担当基地局装置４１の位置情報に変換する。
【００４８】
通信部５ｂは、端末装置３や各基地局装置４１〜４ｍなどの位置算出サーバ５とネットワーク経由で接続された他の機器と通信を行う。通信部５ｂによる通信は、無線と有線とのうちどちらでもよい。
【００４９】
中央演算部５ｄは、通信部５ｂを用いて、位置認証プロトコルにしたがって必要な情報を各種機器との間で送受信する処理など、様々な処理を行う。この中央演算部５ｄは、誤差算出部５１、補正部５２、判断部５３、保証部５４を具備する。
【００５０】
誤差算出部５１は、担当基地局装置４１を示す基地局ＩＤから記憶部５ｆに記憶されている基地局情報５５中の担当基地局装置４１の絶対位置情報を取得し、変換部５ａで求められた担当基地局装置４１の位置情報と担当基地局装置４１の絶対位置情報とに基づいて位置測定誤差を算出する。
【００５１】
補正部５２は、位置測定誤差に基づいて、変換部５ａで求められた端末装置３の位置情報を補正する。
【００５２】
判断部５３は、端末側ＧＰＳ情報と基地局側ＧＰＳ情報とに基づいて、同一の衛星ＩＤに関する端末側の時刻情報と基地局側の時刻情報の差がある程度の許容範囲内に収まっているか否か判断する。端末装置３と担当基地局装置４１とが同一の時刻情報配信衛星２１〜２ｎから受信した時刻情報は、時刻情報の改ざんがなければわずかな誤差内に収まると考えられる。
【００５３】
ここで、所定の許容範囲は、例えば、端末の移動速度の増加に伴って所定の許容範囲を示す値が減少する関数に基づいて定められる範囲としてもよい。より具体的には、所定の距離の値を端末の移動速度の値で割った値を、所定の許容範囲を示す値の絶対値として所定の許容範囲を定めてもよい。所定の距離の値又は所定の許容範囲の値は予め定められていてもよく、端末の移動速度などに応じて動的に定められてもよい。
【００５４】
また、判断部５３は、担当基地局装置４１を示す基地局ＩＤから記憶部５ｆに記憶されている基地局情報５５中のカバーエリア情報を取得し、補正部５２によって補正された端末装置３の位置情報が担当基地局装置４１のカバーエリア７１内か否かを判断する。
【００５５】
保証部５４は、署名生成部５ｃを用いて、同一の衛星ＩＤに関する端末側の時刻情報と基地局側の時刻情報の差が許容範囲内であり、補正された端末装置３の位置情報が担当基地局装置４１のカバーエリア７１内の場合に、端末装置３の位置情報が正当である旨を示す認証情報を作成する。
【００５６】
署名生成部５ｃは、中央演算部５ｄの保証部５４からの要求にしたがって、記憶部５ｆ内の位置算出サーバ５の秘密鍵情報５６を用いて、例えば、補正された端末装置３の位置情報、位置認証結果などの処理内容に対して、位置算出サーバ３の署名を添付する。
【００５７】
ＧＰＳ情報受信部５ｅは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信されるＧＰＳ情報を受信し、時刻情報配信衛星２１〜２ｎを識別する衛星ＩＤと、時刻情報と、衛星の軌道情報とを取得する。
【００５８】
記憶部５ｆには、基地局情報５５、秘密鍵情報５６、証明書情報５７、衛星軌道情報５８などのような様々な情報が記憶されている。
【００５９】
図７に、基地局情報５５の具体例を示す。基地局情報５５は、各基地局装置４１〜４ｍが持つ固有の基地局ＩＤに対して、それぞれの基地局装置４１〜４ｍのカバーエリア７１〜７ｍを表すカバーエリア情報と絶対位置情報とが紐付けられている情報である。
【００６０】
なお、基地局情報５５は、位置算出サーバ５が単数台のコンピュータにより実現されている場合には、一つとなりうるが、複数台のコンピュータにより実現されている場合には、複数箇所に分割して保持されてもよく、複数台のコンピュータそれぞれが基地局情報５５を保持するとしてもよい。
【００６１】
カバーエリア情報は、カバーエリアを特定するための情報である。カバーエリア情報は、例えば、カバーエリアを円として捉えて基地局を中心とした有効半径で表してもよく、各種の地理情報記述言語や数値地図データなどを用いて記述されてもよく、その他様々な記載方式を用いることができる。
【００６２】
絶対位置情報は、基地局が位置する場所について予め定められており、基地局が持つＧＰＳ情報受信用アンテナの位置を詳細に示す情報である。
【００６３】
秘密鍵情報５６は、位置算出サーバ５の秘密鍵であり、他の機器に漏れてはならない情報である。署名生成部５ｃは、この秘密鍵情報５６を使用して署名を実施する。
【００６４】
証明書情報５７は、位置算出サーバ５の証明書情報であり、位置算出サーバ５の公開鍵情報と基本的な情報などを含む。規格化されている各種の証明書情報の形式が、この証明書情報に適用されてもよい。
【００６５】
上述したように、位置認証プロトコルは、端末装置３、担当基地局装置４１、位置算出サーバ５の間での通信に使用され、端末装置３の位置情報を認証するために使用されるプロトコルであり、複数の送受信を伴う。この位置認証プロトコルを用いて、位置認証システム１は、端末装置３の位置認証を実施する。
【００６６】
図８は、位置認証プロトコルにしたがった端末装置３、担当基地局装置４１、位置算出サーバ５の間での要求または情報の送受信の状態の例を示すシーケンス図である。
【００６７】
図９は、位置認証プロトコルで用いられる端末側ＧＰＳ情報（端末側位置認証要求）の一例を示すブロック図である。
【００６８】
図１０は、位置認証プロトコルで用いられる基地局側ＧＰＳ情報の一例を示すブロック図である。
【００６９】
図１１は、位置認証プロトコルで用いられる基地局側位置認証要求（端末側ＧＰＳ情報と基地局側ＧＰＳ情報との組み合わせ）の一例を示すブロック図である。
【００７０】
端末装置３は、位置認証の要求が発生すると、位置認証要求を実施する旨の認証要求情報（ユーザ認証情報）を生成する。
【００７１】
認証要求情報が生成された時点で、端末装置３の中央演算部３ｂは、ＧＰＳ情報受信部３ａに対して、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信される時刻情報と衛星ＩＤとを含むＧＰＳ情報８１〜８ｎを受信するように命令を発行する。
【００７２】
端末装置３の中央演算部３ｂは、ＧＰＳ情報受信部３ａから命令に対する回答が戻ってくる前に、認証要求情報に関してハッシュ値９（ダイジェスト）を算出する。
【００７３】
端末装置３のＧＰＳ情報受信部３ａは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信されている衛星ＩＤと時刻情報とをそれぞれ端末側衛星ＩＤと端末側時刻情報として受信する。端末装置３のＧＰＳ情報受信部３ａは、少なくとも３個以上の時刻情報配信衛星から衛星ＩＤと時刻情報とを受信する必要があり、３個に満たない数の時刻情報配信衛星しか捕捉できない場合には、位置認証を中止する。端末装置３のＧＰＳ情報受信部３ａは、可能であれば時刻情報配信衛星を４台捕捉する。
【００７４】
端末装置３のＧＰＳ情報受信部３ａによって３個以上の時刻情報配信衛星２１〜２ｎから衛星ＩＤと時刻情報とが受信された場合、端末装置３のＧＰＳ情報受信部３ａは、補足できた時刻情報配信衛星２１〜２ｎからの端末側衛星ＩＤと端末側時刻情報とを組み合わせたＧＰＳ情報８１〜８ｎを端末装置３の中央演算部３ｂに返す。
【００７５】
端末装置３の中央演算部３ｂは、算出されたハッシュ値と端末装置３のＧＰＳ情報受信部３ａからの戻り値であるＧＰＳ情報８１〜８ｎとを組み合わせて上記図９に示すような端末側ＧＰＳ情報１０を生成し、この端末側ＧＰＳ情報１０を端末側位置認証要求として端末装置３の通信部３ｃを用いて担当基地局装置４１に送信する。端末装置３は、複数の基地局装置４１〜４ｍのうち使用時点で端末装置３と接続されている基地局装置を担当基地局装置４１とする。
【００７６】
担当基地局装置４１の通信部４ｄは、端末装置３から端末側位置認証要求１０を受信すると、この受信した端末側位置認証要求１０を中央演算部４ｃに渡す。
【００７７】
担当基地局装置４１の中央演算部４ｃは、担当基地局装置４１のＧＰＳ情報受信部４ｂに対して、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信される時刻情報と衛星ＩＤとを含むＧＰＳ情報１１１〜１１ｎを受信するように命令を発行する。
【００７８】
担当基地局装置４１のＧＰＳ情報受信部４ｂは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信されている衛星ＩＤと時刻情報とをそれぞれ基地局側衛星ＩＤと基地局側時刻情報として受信する。担当基地局装置４１のＧＰＳ情報受信部４ｂは、好ましくは４台以上の時刻情報配信衛星２１〜２ｎを捕捉し、この４台以上の時刻情報配信衛星２１〜２ｎからの基地局側衛星ＩＤと基地局側時刻情報とを組み合わせたＧＰＳ情報１１１〜１１ｎを、戻り値として担当基地局装置４１の中央演算部４ｃに返す。
【００７９】
担当基地局装置４１の中央演算部４ｃは、担当基地局装置４１のＧＰＳ情報受信部４ｂからの戻り値である各時刻情報配信衛星２１〜２ｎからのＧＰＳ情報１１１〜１１ｎに、さらに担当基地局装置４１の基地局ＩＤ１２を組み合わせて上記図１０に示すような基地局側ＧＰＳ情報１３を生成する。
【００８０】
さらに、担当基地局装置４１の中央演算部４ｃは、端末装置３から受信した端末側ＧＰＳ情報１０と基地局側ＧＰＳ情報１３とを組み合わせて上記図１１に示すような基地局側位置認証要求１４を作成し、基地局側位置認証要求１４を担当基地局装置４１の通信部４ｄを用いて位置算出サーバ５に送信する。
【００８１】
位置算出サーバ５のＧＰＳ情報受信部５ｅは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信される衛星の軌道情報を常時受信し、衛星の軌道情報と正確な時刻情報とを関係付けた衛星軌道情報５８を記憶部５ｆに記憶する。正確な時刻情報には、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから配信される時刻情報を用いてもよく、位置算出サーバ５内部に保持されている時刻情報を用いてもよい。
【００８２】
担当基地局装置４１から位置算出サーバ５に基地局側位置認証要求１４が受信されると、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、基地局側位置認証要求１４を、端末側ＧＰＳ情報１０と基地局側ＧＰＳ情報１３とに分割する。
【００８３】
さらに、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄの判断部５３は、共通の衛星ＩＤに関係付けされている端末側ＧＰＳ情報１０内の端末側時刻情報と基地局側ＧＰＳ情報１３内の端末側時刻情報とを比較し、各時刻情報が許容範囲に収まっているか判断する。
【００８４】
端末装置３が時刻情報配信衛星２１〜２ｎから受信した端末側時刻情報と担当基地局装置４１が時刻情報配信衛星２１〜２ｎから受信した基地局側時刻情報とは、改ざんされることなく位置認証システム１で自動処理が実施されている場合には、極僅かな誤差範囲以内に収まっていることになる。誤差がある程度の許容範囲内に収まっていない場合、この許容範囲内に収まっていない時刻情報は、信頼できないものとし、破棄され、位置算出サーバ５は、担当基地局装置４１および端末装置３に位置情報の認証が不成功であった旨のメッセージを送信する。時刻情報が信頼できる場合には、次の処理に移る。
【００８５】
位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、分割され取り出された基地局側ＧＰＳ情報１３を、さらに基地局ＩＤ１２と時刻情報配信衛星２１〜２ｎから担当基地局装置４１が受信したＧＰＳ情報（基地局側時刻情報と基地局側衛星ＩＤの組み合わせ）１１１〜１１ｎとに分割する。位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから担当基地局装置４１が受信したＧＰＳ情報１１１〜１１ｎを位置算出サーバ５の変換部５ａに送る。
【００８６】
位置算出サーバ５の変換部５ａは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから担当基地局装置４１が受信したＧＰＳ情報１１１〜１１ｎを各情報に分割し、各衛星ＩＤを取得する。
【００８７】
次に、位置算出サーバ５の変換部５ａは、取得した各衛星ＩＤに対応する衛星軌道情報５８を取得し、衛星軌道情報５８と基地局側時刻情報とに基づいて、担当基地局装置４１の観測点の位置情報を算出し、算出された担当基地局装置４１の位置情報を位置算出サーバ５の中央演算部５ｄに戻り値として返す。
【００８８】
位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、変換部５ａからの戻り値を一時保持し、基地局側ＧＰＳ情報１３を分割して得られた担当基地局装置４１の基地局ＩＤに基づいて、記憶部５ｆに記憶されている担当基地局装置４１の絶対位置情報を基地局情報５５から取得する。
【００８９】
位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、基地局情報５５から取得した絶対位置情報と一時保存されていた担当基地局装置４１の位置情報とを比較し、時刻情報配信衛星２１〜２ｎを用いて測定されたある時間における位置測定誤差を算出し、位置測定誤差を一時保存する。
【００９０】
位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、先の分離により得られた端末側ＧＰＳ情報１０を、認証のためのハッシュ値９と時刻情報配信衛星２１〜２ｎから端末装置３が受信したＧＰＳ情報（端末側時刻情報と端末側衛星ＩＤの組み合わせ）８１〜８ｎとに分割する。位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから端末装置３が受信したＧＰＳ情報８１〜８ｎを位置算出サーバ５の変換部５ａに送る。
【００９１】
位置算出サーバ５の変換部５ａは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから端末装置３が受信したＧＰＳ情報８１〜８ｎを各情報に分割し、各衛星ＩＤを取得する。
【００９２】
次に、位置算出サーバ５の変換部５ａは、取得した各衛星ＩＤに対応する衛星軌道情報５８を取得し、衛星軌道情報５８と端末側時刻情報とに基づいて、ユーザ６に携帯されている端末装置３の観測点の現在の位置情報を算出し、算出された端末装置３の位置情報を位置算出サーバ５の中央演算部５ｄに戻り値として返す。
【００９３】
位置算出サーバ５の中央演算部５ｄの補正部５２は、算出された端末装置３の現在の位置情報を、一時保存した位置測定誤差分だけ移動させて補正し、補正された端末装置３の位置情報を作成する。
【００９４】
位置算出サーバ５の中央演算部５ｄの判断部５３は、補正された端末装置３の位置情報と担当基地局装置４１のカバーエリア情報とに基づいて、端末装置３の位置が担当基地局装置４１のカバーエリア７１内に含まれているか判断する。具体的には、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄの判断部５３は、先に取得している担当基地局装置４１の基地局ＩＤに対応するカバーエリア情報を基地局情報５５から取得し、先に求めた補正された端末装置３の位置情報の示す位置と担当基地局装置４１のカバーエリア情報の示すカバーエリア７１とを比較し、担当基地局装置４１が扱うカバーエリア７１内から端末装置３の端末側位置認証要求１０が発信されたか判断する。ただし、ある程度誤差があっても、補正後の端末装置３の位置は担当基地局装置４１のカバーエリア７１内であると判断されるとしてもよい。
【００９５】
補正された端末装置３の位置が担当基地局装置４１のカバーエリア７１内と判断された場合、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄの保証部５４は、署名生成部５ｃを用いて、基地局側位置認証要求１４内に含まれる端末側ＧＰＳ情報１０内のハッシュ値９に対し、署名処理を施す。
【００９６】
具体的には、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄの保証部５４は、端末側ＧＰＳ情報１０のハッシュ値９と、先に算出された補正された端末装置３の位置情報とを組み合わせた署名要求を作成し、署名生成部５ｃに送る。署名要求には、例えば時刻情報、担当基地局装置４１に関する情報など他の情報を含めてもよい。署名要求に含める時刻情報は、端末側ＧＰＳ情報１０に含まれている端末側時刻情報の代表値または平均値でもよい。補正された端末装置３の位置情報と時刻情報とを署名要求に含めることにより、端末装置３の位置と端末装置３がその位置に存在した時刻とを同時に認証することが可能になる。署名生成部５ｃは、受け取った署名要求に対して、秘密鍵情報５６を用いて暗号化を行い、認証情報（署名情報）を生成し、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄの保証部５４に返す。
【００９７】
そして、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、通信部５ｂを用いて、位置認証結果である認証情報を担当基地局装置４１経由で端末装置３に返す。なお、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、通信部５ｂを用いて担当基地局装置４１を経由することなく端末装置３に認証情報を返すとしてもよい。また、認証情報に代えて戻り値を返すとしてもよい。
【００９８】
端末装置３が認証情報を受信すると、位置認証が実施されたことになる。端末装置３側では、この認証情報を使用することにより、例えば地域限定のサービスなど様々な形式でサービスを受けることができる。
【００９９】
図１２は、認証情報を検証する場合において端末装置３と検証者の操作する位置検証装置と位置算出サーバ５との間での要求または情報の送受信の状態の例を示すシーケンス図である。
【０１００】
端末装置３が受信した認証情報を事後において検証したい場合、この認証情報が適切であるかを検証するために位置算出サーバ５に記憶されている証明書情報５７内の公開鍵情報を必要とする。
【０１０１】
そこで、まず、端末装置３は、認証情報を検証者の操作する位置検証装置１５に送信する。
【０１０２】
位置検証装置１５は、認証情報を端末装置３から受信するとともに、位置算出サーバ１６に対して証明書情報要求を送信する。
【０１０３】
位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、通信部５ｂを用いて、証明書情報要求を受信すると、記憶部５ｆ内に記憶されている証明書情報５７を読み出す。
【０１０４】
そして、位置算出サーバ５の中央演算部５ｄは、通信部５ｂを用いて、証明書情報５７を位置検証装置１５に対して返信する。
【０１０５】
位置検証装置１５は、位置算出サーバ５から返信された証明書情報５７を受信すると、証明書情報５７の検証を行い、証明書情報５７が正当であると確認された場合には、証明書情報５７内の公開鍵情報を用いて認証情報を復号化する。これにより、認証された端末装置３の位置が明らかになる。また、認証情報に時刻情報が含まれている場合には、認証された端末位置３の位置に対応する時刻情報が得られる。
【０１０６】
なお、位置算出サーバ５において位置認証のために行なわれる位置認証処理のログが位置情報とともに保存されている場合、位置検証装置１５は、認証された位置情報と時刻情報とを含むログ確認要求を位置算出サーバ５に送信し、ログ確認要求に対応するログを取得するとしてもよい。これにより、認証された端末装置３の位置情報とログの内容とを対比可能であり、端末装置３の位置情報の信頼性を一層高めることができる。
【０１０７】
以上説明した本実施の形態においては、同一の衛星ＩＤに関する端末側時刻情報と基地局側時刻情報の差が許容範囲内であり、補正された端末装置３の位置情報が担当基地局装置４１のカバーエリア７１内の場合に、端末装置３の位置情報の正当性が保証され、端末装置３の位置情報の改ざんを防止することができ、端末装置３の位置に応じたサービスを適切に提供することができる。
【０１０８】
また、本実施の形態においては、担当基地局装置４１の絶対位置情報を予め登録しておくことにより、位置測定誤差を算出でき、正確な端末装置３の位置情報を求めることができる。
【０１０９】
また、本実施の形態では、端末装置３で受信された端末側時刻情報と担当基地局装置４１で受信された基地局側時刻情報とのうちの少なくとも一方、あるいは位置認証のなされた時刻情報と、認証された端末装置３の位置情報とを関係付けて認証情報に含めることにより、端末装置３の位置の認証が行われた時刻を特定することができる。
【０１１０】
本実施の形態では、同一の衛星ＩＤに対応する端末側時刻情報と基地局側時刻情報とが比較され、差が許容範囲内か否か判断され、差が許容範囲内の場合に端末側時刻情報が改ざんされていないとして端末装置３の位置情報が保証される。したがって、本実施の形態では、ある特定時刻に、担当基地局装置４１のカバーエリア７１内に端末装置３が存在したことを事後に検証可能な形で保障することができることに加えて、端末側時刻情報が改ざんされた場合にこの改ざんを検出することができ、端末側時刻情報の信頼性を保証することができる。
【０１１１】
なお、本実施の形態において、端末装置３のＧＰＳ情報受信部３ａは、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信される時刻情報と衛星ＩＤのみを受信し、時刻情報配信衛星２１〜２ｎから発信される衛星の軌道情報については、位置算出サーバ５のＧＰＳ情報受信部５ｅで受信されるとすることにより、端末装置３における処理の高速化を実現させることができ、端末装置３において低電力で認証のための処理を行うことができる。
【０１１２】
本実施の形態において、各構成要素は同様の動作を実現可能であれば配置を変更させてもよく、また各構成要素を自由に組み合わせてもよく、各構成要素を自由に分割してもよく、いくつかの構成要素を削除してもよい。すなわち、本実施の形態については、上記の構成そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【０１１３】
例えば、位置算出サーバ５の誤差算出部５１、補正部５２、判断部５３、保証部５４は、それぞれが独立のユニットであってもよい。また、誤差算出部５１と補正部５２とのうちの少なくとも一方と変換部５ａとが結合されるとしてもよい。判断部５３と保証部５４とのうちの少なくとも一方と署名生成部５ｃとが結合されるとしてもよい。また、例えば、いずれかの基地局装置４１〜４ｍと位置算出サーバ５とを組み合わせるとしてもよい。また、位置算出サーバ５において、位置情報を算出する機能と、位置情報の正当性を判断する認証機能とは、別の装置で実現されるとしてもよい。
【０１１４】
本実施の形態に係る位置算出サーバ５は、図１３に示すように、コンピュータ１６が記録媒体１７に記録されているプログラム１７ａを読み込んで実行することにより、実現されるとしてもよい。プログラム１７ａは、例えば磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリなどの記録媒体１７に書き込んで、位置算出サーバ５として動作するコンピュータ１６に適用可能である。また、上記プログラム１７ａは、通信媒体により伝送してコンピュータ１６に適用することも可能である。コンピュータ１６は、上記プログラム１７ａを読み込み、上記プログラム１７ａによって動作が制御されることにより、上記位置算出サーバ５としての機能を実現する。プログラム１７ａは、複数のコンピュータに分散して配置され、複数のコンピュータ間で互いに連携しつつ処理が実行されるとしてもよい。
【０１１５】
すなわち、本実施の形態において、ハードウェアによって実現される機能は、ソフトウェアによって実現されるとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、時刻情報配信衛星からの情報を端末装置で受信し、この端末装置の位置情報を求める分野に有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る位置認証システムの構成の一例を示すブロック図。
【図２】本実施の形態に係る位置認証システムの各構成要素の関係の概略の一例を示す概念図。
【図３】端末装置の構成の一例を示すブロック図。
【図４】担当基地局装置の構成の一例を示すブロック図。
【図５】位置算出サーバの構成の一例を示すブロック図。
【図６】位置算出サーバに具備されている記憶部の一例を示すブロック図。
【図７】基地局情報の具体例を示す図。
【図８】位置認証プロトコルにしたがった端末装置、担当基地局装置、位置算出サーバの間での要求または情報の送受信の状態の例を示すシーケンス図。
【図９】位置認証プロトコルで用いられる端末側ＧＰＳ情報の一例を示すブロック図。
【図１０】位置認証プロトコルで用いられる基地局側ＧＰＳ情報の一例を示すブロック図。
【図１１】位置認証プロトコルで用いられる基地局側位置認証要求の一例を示すブロック図。
【図１２】認証情報を検証する場合において端末装置と検証者の操作する位置検証装置と位置算出サーバとの間での要求または情報の送受信の状態の例を示すシーケンス図。
【図１３】位置算出サーバとして機能するコンピュータの例を示すブロック図。
【符号の説明】
【０１１８】
１…位置認証システム、２１〜２ｎ…時刻情報配信衛星、３…端末装置、４１〜４ｍ…基地局装置、５…位置算出サーバ、６…ユーザ、７１〜７ｍ…カバーエリア、３ａ，４ｂ，５ｅ…ＧＰＳ情報受信部、３ｂ，４ｃ，５ｄ…中央演算部、３ｃ，４ｄ，５ｂ…通信部、４ａ，５ｆ…記憶部、４ｅ…固有情報、５ａ…変換部、５ｃ…署名生成部、５１…誤差算出部、５２…補正部、５３…判断部、５４…保証部、５５…基地局情報、５６…秘密鍵情報、５７…証明書情報、５８…衛星軌道情報、８１〜８ｎ…ＧＰＳ情報、９…ハッシュ値、１０…端末側ＧＰＳ情報、１１１〜１１ｎ…ＧＰＳ情報、１２…基地局ＩＤ、１３…基地局側ＧＰＳ情報、１４…基地局側位置認証要求、１５…位置検証装置、１６…コンピュータ、１７…記録媒体、１７ａ…プログラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置認証システムにおいて、
複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を複数の端末側時刻情報として受信する端末装置と、
前記端末装置が無線通信を行う場合の基地局として機能する担当基地局装置と、
前記端末装置から前記担当基地局装置経由で前記複数の端末側時刻情報を受信し、前記複数の端末側時刻情報に基づいて前記端末装置の位置情報を求める位置算出装置と
を具備し、
前記担当基地局装置は、前記端末装置から前記複数の端末側時刻情報を受信した場合に、前記複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を複数の基地局側時刻情報として受信し、前記複数の基地局側時刻情報を前記位置算出装置に送信し、
前記位置算出装置は、前記担当基地局装置から受信した前記複数の端末側時刻情報と前記複数の基地局側時刻情報との差が所定の許容範囲内の場合に、前記端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する
ことを特徴とする位置認証システム。
【請求項２】
請求項１記載の位置認証システムにおいて、
前記複数の時刻情報配信衛星は、それぞれが時刻情報と自己を示す衛星ＩＤとを発信し、
前記端末装置は、前記複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報と複数の衛星ＩＤとをそれぞれ前記複数の端末側時刻情報と複数の端末側衛星ＩＤとして受信し、前記複数の端末側時刻情報と前記複数の端末側衛星ＩＤとを前記担当基地局装置経由で前記位置算出装置に送信し、
前記担当基地局装置は、前記端末装置から前記複数の端末側時刻情報と前記複数の端末側衛星ＩＤとを受信した場合に、前記複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報と複数の衛星ＩＤとをそれぞれ前記複数の基地局側時刻情報と複数の基地局側衛星ＩＤとして受信し、前記複数の基地局側時刻情報と前記複数の基地局側衛星ＩＤとを前記位置算出装置に送信し、
前記位置算出装置は、前記複数の端末側衛星ＩＤと前記複数の基地局側衛星ＩＤに基づいて、前記複数の時刻情報配信衛星ごとに前記端末側時刻情報と前記基地局側時刻情報との差を求め、前記複数の時刻情報配信衛星ごとに求められた差が前記所定の許容範囲内の場合に、前記端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する
ことを特徴とする位置認証システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の位置認証システムにおいて、
前記担当基地局装置は、前記端末装置から前記複数の端末側時刻情報を受信した場合に、自己の持つ基地局ＩＤを前記位置算出装置に送信し、
前記位置算出装置は、前記担当基地局装置から受信した前記基地局ＩＤで表される前記担当基地局装置について予め求められている絶対位置情報を取得するとともに前記複数の基地局側時刻情報に基づいて前記担当基地局装置の位置情報を求め、前記絶対位置情報と前記担当基地局装置の位置情報とに基づいて位置測定誤差を求め、前記位置測定誤差に基づいて前記端末装置の位置情報を補正する
ことを特徴とする位置認証システム。
【請求項４】
位置認証システムにおいて、
複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を複数の端末側時刻情報として受信する端末装置と、
前記端末装置が無線通信を行う場合の基地局として機能する担当基地局装置と、
前記端末装置から前記担当基地局装置経由で前記複数の端末側時刻情報を受信し、前記複数の端末側時刻情報に基づいて前記端末装置の位置情報を求める位置算出装置と
を具備し、
前記担当基地局装置は、前記端末装置から前記複数の端末側時刻情報を受信した場合に、自己の持つ基地局ＩＤを前記位置算出装置に送信し、
前記位置算出装置は、前記担当基地局装置から受信した前記基地局ＩＤで表される前記担当基地局装置のカバーエリア情報を取得し、前記端末装置の位置情報と前記カバーエリア情報とに基づいて、前記端末装置の位置が前記担当基地局装置のカバーエリア内か判断し、前記端末装置の位置が前記担当基地局装置のカバーエリア内と判断された場合に前記端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する
ことを特徴とする位置認証システム。
【請求項５】
請求項４記載の位置認証システムにおいて、
前記担当基地局装置は、前記端末装置から前記複数の端末側時刻情報を受信した場合に、前記複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を複数の基地局側時刻情報として受信し、前記複数の基地局側時刻情報を前記位置算出装置に送信し、
前記位置算出装置は、前記担当基地局装置から受信した前記複数の基地局側時刻情報に基づいて前記担当基地局装置の位置情報を求めるとともに前記基地局ＩＤで表される前記担当基地局装置について予め求められている絶対位置情報を取得し、前記絶対位置情報と前記担当基地局装置の位置情報とに基づいて位置測定誤差を求め、前記位置測定誤差に基づいて前記端末装置の位置情報を補正する
ことを特徴とする位置認証システム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の位置認証システムにおいて、
前記端末装置は、前記複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報と複数の衛星ＩＤのみを受信する
ことを特徴とする位置認証システム。
【請求項７】
位置算出装置において、
複数の時刻情報配信衛星から発信され端末装置で受信された複数の端末側時刻情報を担当基地局装置経由で受信し、前記複数の時刻情報配信衛星から発信され前記担当基地局装置で受信された複数の基地局側時刻情報を受信する通信手段と、
前記複数の端末側時刻情報に基づいて前記端末装置の位置情報を求める変換手段と、
前記複数の端末側時刻情報と前記複数の基地局側時刻情報との差が所定の許容範囲内の場合に、前記端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する保証手段と
を具備する位置算出装置。
【請求項８】
請求項７記載の位置算出装置において、
前記通信手段は、前記複数の時刻情報配信衛星から発信され端末装置で受信された複数の端末側衛星ＩＤを担当基地局装置経由で受信し、前記複数の時刻情報配信衛星から発信され前記担当基地局装置で受信された複数の基地局側衛星ＩＤを受信し、
前記複数の端末側衛星ＩＤと前記複数の基地局側衛星ＩＤに基づいて、前記複数の時刻情報配信衛星ごとに前記端末側時刻情報と前記基地局側時刻情報との差を求め、前記複数の時刻情報配信衛星ごとに求められた差が前記所定の許容範囲内か判断する判断手段をさらに具備し、
前記保証手段は、前記複数の時刻情報配信衛星ごとに求められた差が前記所定の許容範囲内の場合に、前記認証情報を作成する
ことを特徴とする位置算出装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８記載の位置算出装置において、
前記通信手段は、前記担当基地局装置を示す基地局ＩＤを前記担当基地局装置から受信し、
前記変換手段は、前記複数の基地局側時刻情報に基づいて前記担当基地局装置の位置情報を求め、
前記基地局ＩＤで表される前記担当基地局装置について予め求められている絶対位置情報を取得し、前記絶対位置情報と前記担当基地局装置の位置情報とに基づいて位置測定誤差を求める誤差算出手段と、
前記位置測定誤差に基づいて前記端末装置の位置情報を補正する補正手段と
をさらに具備する
ことを特徴とする位置算出装置。
【請求項１０】
位置算出装置において、
複数の時刻情報配信衛星から発信され端末装置で受信された複数の端末側時刻情報を担当基地局装置経由で受信し、前記担当基地局装置を示す基地局ＩＤを前記担当基地局装置から受信する通信手段と、
前記複数の端末側時刻情報に基づいて前記端末装置の位置情報を求める変換手段と、
前記基地局ＩＤで表される前記担当基地局装置のカバーエリア情報を取得し、前記端末装置の位置情報と前記カバーエリア情報とに基づいて、前記端末装置の位置が前記担当基地局装置のカバーエリア内か判断する判断手段と、
前記端末装置の位置が前記担当基地局装置のカバーエリア内と判断された場合に前記端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する保証手段と
を具備する位置算出装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の位置算出装置において、
前記通信手段は、前記複数の時刻情報配信衛星から発信され前記担当基地局装置で受信された複数の基地局側時刻情報を受信し、
前記変換手段は、前記複数の基地局側時刻情報に基づいて前記担当基地局装置の位置情報を求め、
前記基地局ＩＤで表される前記担当基地局装置について予め求められている絶対位置情報を取得し、前記絶対位置情報と前記担当基地局装置の位置情報とに基づいて位置測定誤差を求める誤差算出手段と、
前記位置測定誤差に基づいて前記端末装置の位置情報を補正する補正手段と
をさらに具備する
ことを特徴とする位置算出装置。
【請求項１２】
コンピュータに、
複数の時刻情報配信衛星から発信され端末装置で受信された複数の端末側時刻情報を担当基地局装置経由で受信し、前記複数の時刻情報配信衛星から発信され前記担当基地局装置で受信された複数の基地局側時刻情報を受信する通信機能、
前記複数の端末側時刻情報に基づいて前記端末装置の位置情報を求める変換機能、
前記複数の端末側時刻情報と前記複数の基地局側時刻情報との差が所定の許容範囲内の場合に、前記端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する保証機能
を実現させるためのプログラム。
【請求項１３】
コンピュータに、
複数の時刻情報配信衛星から発信され端末装置で受信された複数の端末側時刻情報を担当基地局装置経由で受信し、前記担当基地局装置を示す基地局ＩＤを前記担当基地局装置から受信する通信機能、
前記複数の端末側時刻情報に基づいて前記端末装置の位置情報を求める変換機能、
記憶手段に記憶されており前記基地局ＩＤで表される前記担当基地局装置のカバーエリア情報を取得し、前記端末装置の位置情報と前記カバーエリア情報とに基づいて、前記端末装置の位置が前記担当基地局装置のカバーエリア内か判断する判断機能、
前記端末装置の位置が前記担当基地局装置のカバーエリア内と判断された場合に前記端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する保証機能
を実現させるためのプログラム。
【請求項１】
位置認証システムにおいて、
複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を複数の端末側時刻情報として受信する端末装置と、
前記端末装置が無線通信を行う場合の基地局として機能する担当基地局装置と、
前記端末装置から前記担当基地局装置経由で前記複数の端末側時刻情報を受信し、前記複数の端末側時刻情報に基づいて前記端末装置の位置情報を求める位置算出装置と
を具備し、
前記担当基地局装置は、前記端末装置から前記複数の端末側時刻情報を受信した場合に、前記複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を複数の基地局側時刻情報として受信し、前記複数の基地局側時刻情報を前記位置算出装置に送信し、
前記位置算出装置は、前記担当基地局装置から受信した前記複数の端末側時刻情報と前記複数の基地局側時刻情報との差が所定の許容範囲内の場合に、前記端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する
ことを特徴とする位置認証システム。
【請求項２】
請求項１記載の位置認証システムにおいて、
前記複数の時刻情報配信衛星は、それぞれが時刻情報と自己を示す衛星ＩＤとを発信し、
前記端末装置は、前記複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報と複数の衛星ＩＤとをそれぞれ前記複数の端末側時刻情報と複数の端末側衛星ＩＤとして受信し、前記複数の端末側時刻情報と前記複数の端末側衛星ＩＤとを前記担当基地局装置経由で前記位置算出装置に送信し、
前記担当基地局装置は、前記端末装置から前記複数の端末側時刻情報と前記複数の端末側衛星ＩＤとを受信した場合に、前記複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報と複数の衛星ＩＤとをそれぞれ前記複数の基地局側時刻情報と複数の基地局側衛星ＩＤとして受信し、前記複数の基地局側時刻情報と前記複数の基地局側衛星ＩＤとを前記位置算出装置に送信し、
前記位置算出装置は、前記複数の端末側衛星ＩＤと前記複数の基地局側衛星ＩＤに基づいて、前記複数の時刻情報配信衛星ごとに前記端末側時刻情報と前記基地局側時刻情報との差を求め、前記複数の時刻情報配信衛星ごとに求められた差が前記所定の許容範囲内の場合に、前記端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する
ことを特徴とする位置認証システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の位置認証システムにおいて、
前記担当基地局装置は、前記端末装置から前記複数の端末側時刻情報を受信した場合に、自己の持つ基地局ＩＤを前記位置算出装置に送信し、
前記位置算出装置は、前記担当基地局装置から受信した前記基地局ＩＤで表される前記担当基地局装置について予め求められている絶対位置情報を取得するとともに前記複数の基地局側時刻情報に基づいて前記担当基地局装置の位置情報を求め、前記絶対位置情報と前記担当基地局装置の位置情報とに基づいて位置測定誤差を求め、前記位置測定誤差に基づいて前記端末装置の位置情報を補正する
ことを特徴とする位置認証システム。
【請求項４】
位置認証システムにおいて、
複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を複数の端末側時刻情報として受信する端末装置と、
前記端末装置が無線通信を行う場合の基地局として機能する担当基地局装置と、
前記端末装置から前記担当基地局装置経由で前記複数の端末側時刻情報を受信し、前記複数の端末側時刻情報に基づいて前記端末装置の位置情報を求める位置算出装置と
を具備し、
前記担当基地局装置は、前記端末装置から前記複数の端末側時刻情報を受信した場合に、自己の持つ基地局ＩＤを前記位置算出装置に送信し、
前記位置算出装置は、前記担当基地局装置から受信した前記基地局ＩＤで表される前記担当基地局装置のカバーエリア情報を取得し、前記端末装置の位置情報と前記カバーエリア情報とに基づいて、前記端末装置の位置が前記担当基地局装置のカバーエリア内か判断し、前記端末装置の位置が前記担当基地局装置のカバーエリア内と判断された場合に前記端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する
ことを特徴とする位置認証システム。
【請求項５】
請求項４記載の位置認証システムにおいて、
前記担当基地局装置は、前記端末装置から前記複数の端末側時刻情報を受信した場合に、前記複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報を複数の基地局側時刻情報として受信し、前記複数の基地局側時刻情報を前記位置算出装置に送信し、
前記位置算出装置は、前記担当基地局装置から受信した前記複数の基地局側時刻情報に基づいて前記担当基地局装置の位置情報を求めるとともに前記基地局ＩＤで表される前記担当基地局装置について予め求められている絶対位置情報を取得し、前記絶対位置情報と前記担当基地局装置の位置情報とに基づいて位置測定誤差を求め、前記位置測定誤差に基づいて前記端末装置の位置情報を補正する
ことを特徴とする位置認証システム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の位置認証システムにおいて、
前記端末装置は、前記複数の時刻情報配信衛星から発信された複数の時刻情報と複数の衛星ＩＤのみを受信する
ことを特徴とする位置認証システム。
【請求項７】
位置算出装置において、
複数の時刻情報配信衛星から発信され端末装置で受信された複数の端末側時刻情報を担当基地局装置経由で受信し、前記複数の時刻情報配信衛星から発信され前記担当基地局装置で受信された複数の基地局側時刻情報を受信する通信手段と、
前記複数の端末側時刻情報に基づいて前記端末装置の位置情報を求める変換手段と、
前記複数の端末側時刻情報と前記複数の基地局側時刻情報との差が所定の許容範囲内の場合に、前記端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する保証手段と
を具備する位置算出装置。
【請求項８】
請求項７記載の位置算出装置において、
前記通信手段は、前記複数の時刻情報配信衛星から発信され端末装置で受信された複数の端末側衛星ＩＤを担当基地局装置経由で受信し、前記複数の時刻情報配信衛星から発信され前記担当基地局装置で受信された複数の基地局側衛星ＩＤを受信し、
前記複数の端末側衛星ＩＤと前記複数の基地局側衛星ＩＤに基づいて、前記複数の時刻情報配信衛星ごとに前記端末側時刻情報と前記基地局側時刻情報との差を求め、前記複数の時刻情報配信衛星ごとに求められた差が前記所定の許容範囲内か判断する判断手段をさらに具備し、
前記保証手段は、前記複数の時刻情報配信衛星ごとに求められた差が前記所定の許容範囲内の場合に、前記認証情報を作成する
ことを特徴とする位置算出装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８記載の位置算出装置において、
前記通信手段は、前記担当基地局装置を示す基地局ＩＤを前記担当基地局装置から受信し、
前記変換手段は、前記複数の基地局側時刻情報に基づいて前記担当基地局装置の位置情報を求め、
前記基地局ＩＤで表される前記担当基地局装置について予め求められている絶対位置情報を取得し、前記絶対位置情報と前記担当基地局装置の位置情報とに基づいて位置測定誤差を求める誤差算出手段と、
前記位置測定誤差に基づいて前記端末装置の位置情報を補正する補正手段と
をさらに具備する
ことを特徴とする位置算出装置。
【請求項１０】
位置算出装置において、
複数の時刻情報配信衛星から発信され端末装置で受信された複数の端末側時刻情報を担当基地局装置経由で受信し、前記担当基地局装置を示す基地局ＩＤを前記担当基地局装置から受信する通信手段と、
前記複数の端末側時刻情報に基づいて前記端末装置の位置情報を求める変換手段と、
前記基地局ＩＤで表される前記担当基地局装置のカバーエリア情報を取得し、前記端末装置の位置情報と前記カバーエリア情報とに基づいて、前記端末装置の位置が前記担当基地局装置のカバーエリア内か判断する判断手段と、
前記端末装置の位置が前記担当基地局装置のカバーエリア内と判断された場合に前記端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する保証手段と
を具備する位置算出装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の位置算出装置において、
前記通信手段は、前記複数の時刻情報配信衛星から発信され前記担当基地局装置で受信された複数の基地局側時刻情報を受信し、
前記変換手段は、前記複数の基地局側時刻情報に基づいて前記担当基地局装置の位置情報を求め、
前記基地局ＩＤで表される前記担当基地局装置について予め求められている絶対位置情報を取得し、前記絶対位置情報と前記担当基地局装置の位置情報とに基づいて位置測定誤差を求める誤差算出手段と、
前記位置測定誤差に基づいて前記端末装置の位置情報を補正する補正手段と
をさらに具備する
ことを特徴とする位置算出装置。
【請求項１２】
コンピュータに、
複数の時刻情報配信衛星から発信され端末装置で受信された複数の端末側時刻情報を担当基地局装置経由で受信し、前記複数の時刻情報配信衛星から発信され前記担当基地局装置で受信された複数の基地局側時刻情報を受信する通信機能、
前記複数の端末側時刻情報に基づいて前記端末装置の位置情報を求める変換機能、
前記複数の端末側時刻情報と前記複数の基地局側時刻情報との差が所定の許容範囲内の場合に、前記端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する保証機能
を実現させるためのプログラム。
【請求項１３】
コンピュータに、
複数の時刻情報配信衛星から発信され端末装置で受信された複数の端末側時刻情報を担当基地局装置経由で受信し、前記担当基地局装置を示す基地局ＩＤを前記担当基地局装置から受信する通信機能、
前記複数の端末側時刻情報に基づいて前記端末装置の位置情報を求める変換機能、
記憶手段に記憶されており前記基地局ＩＤで表される前記担当基地局装置のカバーエリア情報を取得し、前記端末装置の位置情報と前記カバーエリア情報とに基づいて、前記端末装置の位置が前記担当基地局装置のカバーエリア内か判断する判断機能、
前記端末装置の位置が前記担当基地局装置のカバーエリア内と判断された場合に前記端末装置の位置情報の正当性を保証する認証情報を作成する保証機能
を実現させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−２６７０２４（Ｐ２００６−２６７０２４Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８８９１３（Ｐ２００５−８８９１３）
【出願日】平成１７年３月２５日（２００５．３．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０１０６３４９６）東芝ソリューション株式会社 (1,478)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２５日（２００５．３．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０１０６３４９６）東芝ソリューション株式会社 (1,478)
【Ｆターム（参考）】
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