GNSSの代替 — もしGNSSが使えなくなったら

妨害・遮蔽・障害でGNSSが頼れないとき、位置と時刻をどう確保するか。「強靭なPNT」への入口

なぜ「代替」を考えるのか — GNSSの弱点

GNSSはとても便利ですが、万能ではありません。信号が極端に微弱(地上で約−130dBm、dBのページ)なため、さまざまな理由で使えなくなります。社会インフラの時刻同期までGNSSに依存している今、「GNSSが無いときどうするか」は重要な問いです。

妨害・偽装に弱い

微弱な信号は簡単にジャミング/スプーフィングできる。安全保障上の弱点。

屋内・地下に届かない

建物・トンネル・地下街では衛星が見えず測位できない。

都市峡谷でのマルチパス

ビル街では反射で誤差が増え、可視衛星も減る。

宇宙天気・電離層

太陽フレアや電離層擾乱で精度が落ちる/途絶することがある。

単一障害点

1つのシステムに全社会が依存=そこが落ちると広範囲に波及。

PNTという考え方 — GNSSは手段のひとつ

私たちが本当に欲しいのは「GPS」そのものではなく、PNT — Positioning(位置)・Navigation(航法)・Timing(時刻)です。GNSSはPNTを実現する一つの手段にすぎません。だから発想を変えて、複数の手段を組み合わせて途切れさせないのが「強靭なPNT(Resilient PNT)」「補完的PNT(Complementary PNT)」という考え方です。

P — Positioning

自分が空間のどこにいるか(緯度・経度・高さ)。

N — Navigation

どちらへどれだけ動いているか(速度・方位)。

T — Timing

正確な時刻・周波数。通信・電力・金融の土台。

代替手段は「GNSSを完全に置き換える」ものばかりではありません。多くはGNSSを補完し、途切れた瞬間をつなぐ(バックアップ)役割です。GNSSと組み合わせて使うのが基本です。

代替手段のカタログ

このSTEPでは、代表的な代替・補完手段を1つずつ見ていきます。

ひと目で比較

手段位置時刻屋内妨害耐性自立性※ひとこと
GNSS基準。ただし微弱で妨害に弱い
LEO-PNT信号が強く妨害に強い。整備が進行中
慣性航法(INS)最強完全自立電波不要。ただし時間とともに誤差が蓄積
地上系(eLoran)強力な地上波。広域の時刻バックアップ
環境標定(VPS)屋内・都市に強い。地図が要る
信号機会(SoOP)既存電波を流用。研究段階

※自立性=外部インフラ(衛星・基地局・地図)にどれだけ依存せず単独で動けるか。◎○△✕は教材向けのおおまかな目安で、実装や条件で変わります。実際はこれらを組み合わせて使い、GNSSが途切れても位置と時刻を保ちます。