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No.2002 2016.3.17


Wi-Fi によるA-GPS




Androidスマホでは、Wi-Fi によるA-GPSが利用できます。
Android は、Googleが開発したOSです。Googleだから実現できた、単純かつ膨大な情報量のA-GPSです。




□1.概要

Googleでは、ストリートビュー用の画像データを取得するために、通称Googleカーを走行させています。 このとき、周囲の無線LANの状況も情報として取得しているようです。

具体的には、Wifi Analyzer などのアプリを使うと、たくさんの無線LANの電波が飛んでいることが分かります。 電波のチャンネルと電波強度、その電波のアクセスポイント名とMACアドレスが確認できると思います。
MACアドレス値は、重複しない世界で唯一の値です。

Googleカーが取得している情報の詳細は非公開のため不明ですが、Googleカーの自車位置と電波強度からこのMACアドレスの位置情報が算出することが可能です。

それらの位置情報が控えてあるMACアドレスを持つ無線LANの電波を複数受信できたとき、そのAndroidスマホの位置情報が算出できます。 Androidスマホでアプリのマップを使用するとき、GPSがOFFでも無線LANをONにしてインターネットに接続できる状態であれば正確な位置を示すのは、このためです。


ちなみに無線LANの電波を取得する行為について通信の匿名性が指摘されますが、MACアドレスなどの情報は無線LAN IEEE 802.11の規格において隠蔽してはならないヘッダ情報です。隠蔽してしまうと、電波同士が衝突して識別できなくなるため、通信が成立しません。 Wifi Analyzerで電波状況が確認できるのも、規格上そうなっているからです。嫌なら有線LANを使うしかありません。もちろんデータ本文は、通信の秘密が適用される覗いてはならない部分です。

例えばクルマのナンバープレートの情報は、個人情報でありません。クルマを運転するときにナンバープレートを隠すと道路交通法違反になるのと同じ理屈です。嫌なら公共交通機関や自転車を利用するしかありません。 しかし信書に記載する住所は通信の秘密に含まれるので、善悪は時と場合によることになります。
2011年には、Googleカーが取得している情報の件で、総務省から行政指導が出ています。

参考資料:総務省 グーグル株式会社に対する「通信の秘密」の保護に係る措置(指導)
http://www.soumu.go.jp/menu_news/s-news/01kiban08_02000056.html






□2.無線LANアクセスポイント位置情報取得の原理

Googleの該当システムの詳細が公開されていないため、すべて推測になります。
GPSの原理や、他のA-GPSの原理と同じ考え方で推測すると以下のようになると思います。

位置情報取得の原理1


電波強度、すなわち電波の出力は無線LAN機器が故障していない限り一定のはずです。 このとき、A宅との距離と電波強度の強さは、比例するはずです。機器によらず出力される電波の帯域は同一のため、電波の指向性などの周波数特性も同じはずです。 遠くなるほど電波が減衰し、一定の距離以上のときに受信できなくなります。 理論上は、A宅から離れた2カ所のGPS位置情報と電波強度から、三角測量の原理により算出できます。

しかしこの場合、クルマの進行方向の右側にA宅があっても同じ値が得られます。 下図のように角度を持ち直線とならない2辺以上の両端から算出して、左右を確定する必要があります。 実際にストリートビュー用の画像データを取得するためにいろんな道路を走行していれば、自然と位置が確定するはずです。

このとき、過去に算出したMACアドレスの位置情報と異なる位置が算出できれば、この電波の無線LANは固定されたアクセスポイントではないと判断できます。
MACアドレスは理論上70兆個ありますので、分散化せず区間ごとの最大数を決めない場合は(70テラ)×(MACアドレス6byte+1データ分のbyte数分)のデータベースが必要になると思います。
位置情報取得の原理2





□3.WiFi によるAGPSの原理

下図の場合で考えてみます。理論上は、A宅とB宅の2カ所の電波強度と、電波強度の変化と移動距離の比例定数から、三角測量の原理により算出できます。
この場合、A宅とB宅の直線上の左右どちらにいるのかは、判定できません。C宅の電波強度から東西が判定できます。

位置情報取得の原理3


図(a)から(b)に移動するときに受信できるABC宅の電波強度の強弱の変化をパラメータに加えて算出すれば、例えばA宅の電波の出力が比例定数と異なっていても算出できると思います。


位置情報取得の原理4





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