ガリレオのOSNMA：次世代の衛星認証を活用するために最適なGNSSアンテナが不可欠な理由

アプリケーションでGNSSを使用しているなら、あなただけではありません、GNSS信号を妨害・偽装するハッカー、敵対国家、その他の悪意あるアクターも、あなたやあなたの顧客と同じくそれを利用しています。

たとえば、妨害攻撃の一部はドローンから大型ジェット機までの航空機を標的とし、適切な高度への上昇や降下を妨げようとします。こうした攻撃は、GNSS帯域やその近接帯域で強力なRF信号を使用し、正規の衛星信号を圧倒します。

偽装（スプーフィング）攻撃では、偽のGNSS信号を使用して、GNSS受信機に誤った位置または時刻情報を信じ込ませます。この偽信号に基づき、受信機は不正確な測位および時刻データを提供します。（スプーフィングとジャミング攻撃の詳細は「航空宇宙および防衛アプリケーション向けGNSSジャミングおよびスプーフィング対策」をご覧ください。）

朗報なのは、デバイスOEM、システムインテグレーター、エンドユーザーには、こうしたGNSS攻撃を軽減するいくつかの方法があることです。スプーフィングに対する強力な新オプションの一つが、GalileoのOpen Service Navigation Message Authentication（OSNMA）です。これは、受信信号が確かにGalileoシステムから送信されたものであり第三者により改ざんされていないことを検証します。

2025年7月に開始されたOSNMAは、さまざまな民間およびその他のアプリケーションで無料で使用可能です。ただし、OSNMAは既存デバイスにソフトウェアやファームウェアの更新で簡単に追加できるものではありません。その暗号機能を最大限に活用するには、ハードウェア、特にGNSSアンテナシステムから設計する必要があります。本稿では、OSNMAの仕組み、有効性、アンテナ設計上の重要なポイントについて解説します。

OSNMAは「検証による信頼」をどう実現するのか

OSNMAの役割を説明する方法の一つが、重要な手紙を封印する蝋（ろう）封の例です。この封印は、送信者から受け取るまでその手紙が改ざんされていないことを保証します。

Galileo Open Service（OS）は、E1B信号成分でI/NAVナビゲーションメッセージをブロードキャストし、位置情報を提供します。OSNMAは、このI/NAVメッセージ内の予約フィールドに認証データを挿入することで、その位置情報に信頼性を付加します。ナビゲーションデータには公開鍵とデジタル署名が含まれており、OSNMAはOS受信機の基本性能に影響を与えるオーバーレイを追加することなく動作します。

OSNMAに対応した受信機のみが、I/NAVメッセージ内の専用フィールドをデコードできます。OSNMA以前に展開された受信機はOSNMAデータを無視するため、従来通り正常に動作します。（詳細は「Galileo OSNMA Info Note」をご覧ください。）

OSNMA対応システムにおけるアンテナの重要性

OSNMAの暗号的メリットを最大限に活用するには、受信機は認証情報を収集・検証するための安定したデータストリームを継続的に必要とします。つまり、高品質で安定した信号を供給できるGNSSアンテナシステムが不可欠です。

OSNMA対応デバイスを設計する際は、軸比（Axial Ratio）や利得パターンが悪い低品質なGNSSアンテナの使用は避けてください。これらは位相誤差を引き起こし、信号の破損リスクを高めます。安定した低軸比を持つアンテナであれば、デバイスの向きにかかわらず信号を安定して受信できます。

考慮すべき2つ目のポイント：妨害耐性

OSNMAは改ざんの検出には有効ですが、ジャミングされれば意味がありません。そのため、以下の特性を備えたアンテナシステムを選定することが重要です：

• マルチバンド対応：OSNMAが放送されるE1/B1C信号帯へのアクセスを可能にする。
• 高い帯域外除去性能：セルラー（例：Band 13）や他のRF干渉源を除去できるフィルタ搭載。
• 堅牢なLNAとフィルタ構成：ノイズを最小限に抑え、C/N₀（信号対雑音比）を維持することで、データビットを正確に復号。

また、位相中心の安定性も重要な要素です。これにより測位誤差を低減でき、全体として「信頼性の高い測位」エコシステムの一翼を担います。

結論：アンテナが信頼性のカギを握る

OSNMAは、GNSSを「デフォルトで信頼するモデル」から「検証による信頼モデル」へと進化させます。しかし、受信機が暗号プロセスを適切に実行するには、厳しい環境下でも認証済み信号を受信できる高性能なアンテナが必要不可欠です。

アンテナがセキュア測位ソリューションの弱点にならないようにしましょう。最適なGNSSアンテナ設計のご相談は、以下のボタンからTaoglasのエンジニアリングチームにお問い合わせください。