GPS代替に関する運輸省調査から得られた教訓

Gillian Smith
2021年1月19日掲載

1月14日、米国運輸省（DOT）は、GPSの代替技術に関する画期的な調査を発表しました。より安全で、信頼性が高く、弾力性のあるPNT技術の推進における重要な指標であるこの報告書は、科学的および政策的調査のパラメータを設定した大統領令13905を自然に補完するものです。

DOTの報告書は、シンプルな前提のもとに作成されています。世界経済における全地球測位システム（GPS）の巨大な価値は、脆弱で老朽化した単一の技術への過度の依存のように見え始めています。GPSがPNTサービスの中心的な役割を果たし続ける一方で、世界中の政府がGPSの重要な機能を補完・増強できる技術に投資することは理にかなっています。

位置・ナビゲーション・タイミング（PNT）技術の実証は、国防総省と国土安全保障省と共同で作成されました。この報告書は、実証実験の計画、結果の収集と検証に使用される政府の参照システムの概要、および効果測定の枠組みを作成しています。

回復力のあるPNTのオプションを評価するために、DOTは、ケープコッド統合基地とNASAラングレー研究センターで一連の厳格な実地試験で11の異なるソリューションをテストしました。多様な技術群には、衛星と地上ベースのソリューションの両方を含む、PNTを提供するための複数のアプローチが含まれています。

DOTがテストした位置、ナビゲーション、タイミングのすべてのシナリオで、NextNavが最高のパフォーマンスを発揮するソリューションとしてランクインしたことに、私たちは明らかに感激しています。

この報告書をよく読んでみると、特筆すべきいくつかの重要な洞察が見つかりました。

多くのGPS代替ソリューションは、特定のユースケースにしか対応していません

DOTのテストでは、NextNavは、位置、ナビゲーション、タイミングのすべてのユースケースに対応した唯一のソリューションでした。特に、空中3D測位と静止基地のタイミングを含む屋内外のすべてのPNTシナリオで機能したのはNextNavだけでした。 GPSでさえ、屋内では信頼できる位置とタイミングを提供できないのです。

報告書の4つの重要な調査結果の1つ（194ページ）を言い換えると、「すべてのベンダーが何らかの価値のあるPNTパフォーマンスを実証したが、適用されるすべてのユースケースシナリオで実証したのはNextNavの1社のみである。」ということになります。

すべてのGPS代替ソリューションが市場に出ているわけではありません。

DOTのRFIに回答を提出した21社のうち、フィールドテストで自社の技術を実証するために選ばれたのは11社だけだったことは注目に値します。 DOTの調査では、米国政府機関が使用している技術成熟度（TRL）に基づいて、各ソリューションの市場準備状況を評価しています。 NextNavは最高レベル（TRL 9）の評価を受け、運用環境での実証と大規模な展開に対応できることを意味します。

これは、既存のPNT機能を補完する技術的なオプションは数多く存在するが、近い将来に配備可能なものが少ないことを裏付けているに過ぎません。 NextNav の TerraPoiNT 技術は、数年間現場で使用されてきたという利点があります。

また、GPS代替技術へのマルチテクノロジー・アプローチを提唱するOpen PNT Industry Allianceの立場も確認しています。 DOTテストのソリューションの多くは、3つのPNT要素のうちの1つにしか対応していないため、堅牢で競争力のある市場を構築するには、多くのソリューションを同時に使用することが必要です。

あるいは、報告書自身の言葉を借りれば「調査結果は、弾力性のあるPNTサービスを達成するための最良の戦略は、輸送およびその他の重要なインフラ部門をサポートするPNT機能の多様性を促進するために、複数の技術を追求することであることを示しています。」

GPSの代替技術の中には、ユーザーのハードウェアを追加で必要とするものがあります

GPSは、私たちの電話、デバイス、IoTセンサーにすでに組み込まれているという点で、あらゆる代替PNTソリューションに対して唯一の優位性を持っています。

PNTのための信号ネットワークを配備することと、大量のユーザーに対して信号の受信機を構築または統合することは、まったく別のことです。このため、DOTは信号配信のTRLだけでなく、ユーザー機器のTRLも調査しました。その結果、NextNavは両カテゴリーで9のTRLを獲得した数少ないソリューションの1つであることが判明しました。

多くの代替PNTソリューションがGPSに依存しています

DOTが代替PNTソリューションをテストした主な理由の1つは、私たちがすでにGPS衛星に過度に依存していることです。 GPSのなりすましが問題であることはすでに分かっていますし、信号を妨害するのは思っているより簡単です。また、技術的な不具合により、GPS信号の利用可能性は常にわずかながらでも損なわれています。 DOTは、全地球衛星測位システム（GNSS、GPSはその一部）からの信号が利用できない場合でも、信頼性の高い結果を出すことができるソリューションを求めているのです。

このような背景から、DOTがテストしたソリューションのうち、1つ以上のPNT要素を提供するのにGPSに依存しているものが非常に多いのは驚くべきことです。 NextNavは、完全に独立した基盤で動作する数少ないサービスの1つでした。 GPSが利用できない場合、他のソリューションは、重要なサービスを提供することが困難または不可能になります。このことからも、APNTにはマルチテクノロジー・アプローチが必要であり、GPSから真に独立したさまざまなサービスを構築することができるのです。

GPSの代替技術の中には、GPSとうまく連携できないものもあります

GPSから独立して動作する能力は良いことですが、GPSとの相互運用性の欠如は問題です。私たちの位置情報インフラのほとんどは、GPSの技術仕様に基づいて構築されているため、標準から大きく離れると、技術の導入や大量採用が難しくなります。

NextNavのTerraPoiNTシステムは、この点で決定的な優位性を持っています。米国の専用周波数帯で使用されている波形は、GPSの波形と非常によく似ており、消費者が毎日使用する大衆向け機器に容易に変換することができるのです。そのため、DOTはシステムの相互運用性に関して、すべてのカテゴリーで満点を与えています。

補完的なPNTソリューションには弾力性が必要です

意味のあるセキュリティと回復力を提供するために、PNTソリューションは、意図的な混乱や操作を考慮しなければなりません。これは、堅牢な信号の暗号化と認証、およびユーザー機器を認証する方法を意味します。DOT の報告書にもあるように、NextNavのTerraPoiNTシステムの中核は回復力です。

他の多くの国がGPSの代替手段を調査しています

DOTの報告書は、世界中の国々が作成した多くの類似文書の1つです。昨年末、欧州連合は代替PNTソリューションのRFIを発表し、2021年にイタリアの施設でテストする予定です。

ここNextNavでは、これらのテストや報告書にかなり興奮しています。 GPSのセキュリティの脆弱性と運用の限界には早急な対応が必要であると、私たちがずっと言ってきたことを肯定してくれています。私たちはすでに、これらのレポートによって得られたすべてのデータをどのように行動に移すか、そして政府機関が実行可能な道筋を作る手助けをすることに注力しています。

NextNavの回復力あるPNTのためのソリューション、TerraPoiNTの詳細については、こちらをご覧ください。

これは、NextNav社が発表した英語の文章を、主として機械翻訳によって日本語化したものです。
文章の大意を理解いただくために作成したものであり、用語や表現の正確性を保証するものではありませんのでご留意ください。
英語原文はこちら