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IMES（Indoor MEssaging System）

技術概要ご説明資料

測位衛星技術株式会社

1

ＩＭＥＳＩｎｄｏｏｒＭＥｓｓａｇｉｎｇＳｙｓｔｅｍ

測位衛星技術株式会社Ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ (C) 2010 ＧＮＳＳＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓＩｎｃ．ＡｌｌＲｉｇｈｔｓＲｅｓｅｒｖｅｄ．

船舶

天体測位

電波測位

衛星測位

シームレス測位

六分儀

ロラン（米国）

デッカ（欧州）ＮＳＳ

ＧＰＳ

グロナスコンパス

ガリレオ

外洋航海

漁船

軍艦

商船

カーナビ

人

ＧＰＳ携帯電話

フェデレート端末

プレジャーボート

Ｅ９１１

ＧＮＳＳ準天頂衛星

ＧＰＳ測位の変遷

１９４０１９８５２０００２０１３

車

2



ＩＭＥＳ開発の背景

■準天頂衛星プロジェクト

・米国のＥ９１１（日本では緊急通報位置通知義務化）により、ＧＰＳ機能を搭載した

ＧＰＳ携帯電話の急増。カーナビユーザーに加えて、人がＧＰＳ機能を持つようになった。

ＧＰＳ信号の届かない屋内測位対策が必要

■ＩＭＥＳ技術開発

・ＧＰＳによる屋内測位技術での技術課題

反射波、コスト、高さ精度・・・・測距でないメッセージによる位置決定法

ＩＭＥＳ技術立案

・ＪＡＸＡからＩＭＥＳ方式を米国に提案

地上補完装置としてＰＲＮ（衛星番号）が１０衛星分割り当て

・ＩＭＥＳユーザーインターフェイス仕様公開

ＩＳ－ＱＺＳＳにてメッセージ仕様公開中

（これまでのＧＰＳによる屋内測位技術）

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IMESとは

■ ＩＭＥＳとは

・GPS衛星と同じ信号を屋内送信機から送信し、位置情報をメッセージとして情報送信する技術

GPS衛星からの信号には、各衛星の軌道情報などを格納されている航法メッセージが重畳されているが、

IMESでは、この航法メッセージフィールドを用いて、その場所の位置情報を送信する。

「Indoor Messaging System」

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IMES送信信号

・・００１１０１００１０１０１０・・・・００１１０１００１０１０１０・・・・００１１０１００１０１０１０・・・・００１１０１００１０１０１０・・

・・０００１１１０１００１０１０・・・・０００１１１０１００１０１０・・・・０００１１１０１００１０１０・・・・０００１１１０１００１０１０・・

航法メッセージ（衛星の軌道情報）

ＩＭＥＳメッセージ（位置情情報＋α）

送信周波数１５７４．４２Ｍｈｚ〔中心周波数）

衛星識別〔擬似ランダムコード）ＰＲＮコード：１－３２（ＧＰＳ）、１９３－１９７(QZSS)

ＰＲＮ拡散周波数１．０２３ＭＨｚ（１０２３チップの繰り返し）

航法メッセージ

（ＩＳ－ＧＰＳ２００）

５０ｂｐｓ、１５００ビットで構成（１フレーム）、

１フレームはサブフレーム×５で構成（１サブフレーム３００ビット）

メッセージ内容衛星軌道情報（エフェメリス、アルマナック、衛星時計誤差など）

送信出力ＧＰＳ：ｄＢＷＱＺＳＳ：ｄＢＷ

送信周波数１５７４．４２Ｍｈｚ〔中心周波数）±０．２ｐｐｍ

衛星識別ＰＲＮコード（１７３－１８２）擬似ランダムノイズ

ＰＲＮ拡散周波数１．０２３ＭＨｚ（１０２３チップの繰り返し）

航法メッセージ

（ＩＳ－ＱＺＳＳ）

５０ｂｐｓ、１ワードを３０ビットで構成

４種類のメッセージ（現時点）：４ワード、３ワード、２ワード、１ワード

メッセージ内容位置情報フロアＩＤ２種類ＩＤ

送信出力－９５ｄＢＷ以下

１０２３チップ

１０２３チップ

１ｍｓ

１ｍｓ

5



地上補完衛星としてPRNを取得

●日本からの提案であるIMESに対して

屋内測位の重要性を認識して、

米国GPSがIMESに対してPRNを割り当てた。

＊PRNとは

擬似雑音コード番号。GPS信号は、CDMA方式で

各衛星毎にPRN番号が割り当てられ、識別されている。

３２

GPSによるシームレス測位の最も重要なポイント

PR

N173

ＩＳ－ＧＰＳ－２００より抜粋

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信号標準仕様

準天頂衛星システム

ユーザーインターフェイス仕様書で公開

ＧＰＳ準天頂衛星ＩＭＥＳ（地上補完衛星）

ＰＲＮ番号

１～３１

ＰＲＮ番号

１９３～１９７

ＰＲＮ番号

１７３－１８２

ＩＳ－ＧＰＳＩＳ－ＱＺＳＳ

信号互換

カーナビゲーションＧＰＳ携帯電話


屋外屋内

http://qzss.jaxa.jp/is-qzss/index.html

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名称ワード数

最低頻度

内容（LSB）

000 位置情報１ 3 12 緯度・経度 (2.4m)、階数（１階）

001 位置情報２ 4 12 緯度・経度 (1.2m)、標高(1m)、階数(0.5階)

011 ショートID 1 6 12ビットのID

100 ミディアムID 2 12 33ビットのID

ＧＰＳ受信機で位置情報＋αの情報が受信できる。

IMES メッセージ内容

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位置情報フォーマット（４ワードタイプ）

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位置情報フォーマット（３ワードタイプ）

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ショートＩＤフォーマット

11



ミディアムＩＤフォーマット

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IMESの特徴

① ＧＰＳ受信機で直接、屋内位置情報が入手できる。

IMESが正式にPRN番号を取得していることで、グローバルにGPSによるシームレス測位が展開可能。

加えて、フロア階、ＩＤ情報が入手できるので、３次元空間情報環境で利用しやすくなっている。

○ＩＭＥＳメッセージ受信は、ＧＰＳの航法メッセージ受信と基本的に同じ。

○屋内環境では、反射波や距離測位のための時刻同期など測距方式は難しく、ＩＭＥＳは、メッセージ受信なので確実に位置特定ができる。（３次元位置）

○ＧＰＳ受信機で位置情報以外の情報（フロア階、ＩＤ）が入手できるので、ＧＰＳ利用範囲が広がる。

② ＧＰＳメーカー、ＧＰＳ利用ユーザーでのＩＭＥＳ対応が容易 ○ＧＰＳは、Ｅ９１１（日本では緊急情報位置通知義務）等の制度により、携帯電話の位置特定手段として、携帯電話に標準搭載されている。

○既存の位置情報サービスは、ほとんどがＧＰＳベースとなっている。サービス側も現在の仕組みから大きく変更することなくＩＭＥＳサービスも導入できる。

○米国ＧＰＳから地上衛星として、ＰＲＮ番号（１７３－１８２）を正式に割り当てらおり、ＪＡＸＡからＩＳ－ＱＺＳＳ仕様書も公開されており、ＧＰＳメーカーが対応可能になっている。

○ハードは、現存のＧＰＳ受信機で、ファーム改修（ＰＲＮ番号のアサイン、メッセージ処理）だけなので比較的改修負担が少ない。ハード追加はないくソフト改修のみ。

＊ＧＰＳの世界では、ＤＧＰＳ対応（ＲＴＣＭフォーマット）やＷＡＡＳ（ＲＴＣＡＤＯ２２９Ｃ）対応など標準仕様対応は、頻繁に行われている。標準仕様が重要。

③ 国際インフラとしての管理体制 ○ 米国ＧＰＳより割り当てられたＰＲＮによる信号送信技術であることから、その信号や送信機の確実な管理体制が必要。

○ ユーザーから見るとＩＭＥＳ位置情報は、担保された位置情報として利用できる。

④ 小型化低コスト ○ 繰り返しの実証試験を経て、ＩＭＥＳ送信機のＬＳＩ開発に着手。小型化、低コスト化が可能になった。

■普及しているGPS携帯電話・GPS受信機を用いてのシームレス測位技術

■通常GPSの測距計算でなく、メッセージ読み取りによる位置決め（GPSタグ）

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ＧＰＳ技術向上の変遷

● 意図的精度劣化の時代

ＦＭ

海上ビーコン

基地局

ＧＰＳ

準拠フォーマットＲＴＣＭ－１０４準拠フォーマットＲＴＣＡ－ＤＯ２２９Ｃ

● 最近のＤＧＰＳ傾向

ＳＢＡＳ

ＤＧＰＳ補正情報

ＤＧＰＳ補正情報

● ＧＰＳ携帯電話（アシストＧＰＳ）準拠フォーマット３ＧＰＰ

基地局

ＧＰＳ

測位サーバー

衛星軌道情報

● シームレス測位（屋内測位）時代準拠フォーマットＩＳ－ＱＺＳＳ

ＩＮＤＯＯＲ

ＧＰＳ受信機の機能向上の変遷ＧＰＳメーカーは、環境変化に敏感に対応していく。

位置情報

フロア情報

ＩＤ

受信機必要

ハード追加なし

ハード追加なし

通信回線利用

高精度測位

高感度測位

高精度測位

屋内測位


向上された機能環境の変化

ディファレンシャル補正技術ＳＡによる精度劣化

ＳＢＡＳ対応ＤＧＰＳ技術

（広域衛星補強情報システム）

ＷＡＡＳ／ＥＧＮＯＳ／ＭＳＡＳによる

ＳＢＡＳ衛星の整備

アシストＧＰＳ技術携帯電話によるＧＰＳの普及

ＧＮＳＳ受信技術グロナス、ガリレオ、ＱＺＳＳ衛星登場

シームレス測位技術携帯電話によるＧＰＳの普及

３次元空間情報の整備

ＷＡＡＳ

ＭＳＡＳ

ＥＧＮＯＳ

ＣＨ数増加

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ＧＰＳ市場の状況

■日本の携帯電話契約者数（１億人、定額制は５０００万人突破）

２００８

２００７

インプレスコミュニケーションズ「ケータイ白書２００９」より抜粋

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IMES 送信機

IMES信号受信

絶対位置（緯度経度、階数/高さ）

情報コンテンツ

通信事業者（キャリア）

緊急通報時の位置情報通知

ASP

位置情報検索、経路案内など

警察・消防

絶対位置

絶対位置

安心安全情報(絶対位置）は基本情報として送信。

緯度・経度・高さは、絶対位置の送信

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IMES 送信機

IMES信号受信

Mid ID

アプリサーバー

ＩＭＥＳＩＤからの情報提供 Short ID

情報コンテンツ

IMESサーバー

ＩＭＥＳは、位置情報＋属性情報を送信！

その場所ならではの情報受信が容易。

場所特定、ビル特定、売り場特定

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ＩＭＥＳ送信機

～２００６２００７２００８２００９

測位衛星技術（株）のＩＭＥＳ開発の経緯

スードライト開発２ＣＨＩＭＥＳ

試作機開発

小型ＩＭＥＳ

試作機開発 LSI化

２０１１

普及型

プロトタイプ

測位衛星技術（株）ＩＭＥＳ送信機

開発中

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Ｈ２０年度自律移動支援プロジェクト実証実験（１）

ＩＭＥＳ（地上補完信号送信機）

設置数６８基

設置場所さんちか周辺

平成１９年豊田市でのデモ（参考）

（プロジェクトの目的）身体的状況、年齢、言語等を問わず、「いつでも、どこでも、だれでも」

移動等に関する情報を入手することを可能にする。

ＩＭＥＳ実験実施エリア

平成２０年度神戸自立移動支援プロジェクト

配布資料より抜粋

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屋外屋外屋内

参考Ｈ２０年度自律移動支援プロジェクト実証実験紹介

「IT media プロフェッショナルモバイル」ホームページ内神尾寿のMobile + View より抜粋

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IMES・シームレス測位開発経緯

●２００５、２００６第４、５回 GPS-QZSS 専門家会合（米国GPSとの技術調整会議）

・準天頂衛星用受信機の普及促進、E110/119、LBSマーケット拡大のためのシームレス測位のニーズから、

日本から米国に対して、新たなGPS信号であるL1Cの信号を用いた室内補完システムとしてIMESを提案、

地上補完用PRNコードの割当を要請。

・日米双方より、IMES信号と衛星測位信号との間で有害な干渉を生じることなく共存可能であるとの

一次解析結果が示され、IMESの技術的な実現性が確認された。

●２００６４月 IMESサブワーキンググループ会合

・米国GPSとの共通仕様化を議論。商用展開の可能性から日本側（QZSS）の仕様として公開、国際標準が

必要となった時点で再度、米国と共通の仕様書について検討する。

●２００７２月試作機開発・基礎実証実験

・IMES Ｌ１Ｃ／Ａ送信機（測位衛星技術㈱）の試作開発。

携帯電話受信機（NTTドコモ社）の試作機開発。

・NTTドコモ赤坂の地下駐車場にて基礎検証実験を実施。

●２００７１１月米国よりPRNコード１０個取得

・米国より、日本で設置されるIMES送信機のL1C/A信号の衛星番号として、

衛星番号：ＰＲＮ（Pseudo Randam Noise）コードを米国より10個取得。

●２００７ 11月ＱＺＳＳユーザーインターフェイス仕様書で公開。

・ＱＺＳＳユーザーインターフェースの、ＡＰＰＥＮＤＩＸで出力レベルやメッセージフォーマット等を公開。

参考

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現在の携帯電話位置情報通知義務システム

音声通話

チャンネル

位置情報

通知チャンネル

場所わかりません。

携帯電話通信事業者ネットワーク指令室

何階なのか？

測位サーバー通報サーバー

音声回線

ネットワーク

パケット交換

ネットワーク

補助

位置情報受信システム

NTT

公衆電話網

広域イーサーネット

伝達情報・緯度･経度

･高度情報（任意）

・位置精度

・電話番号

１１９番通報平均時間導入前導入後

固定電話 2分20秒 2分21秒

携帯電話 3分21秒 2分35秒

大幅な短縮

位置情報通知義務システム導入効果

出所：（財）衛星測位利用推進センター資料

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消防設備への測位機能組み込みの相乗効果

【防災設備】不特定多数の人が行きかう大規模消防施設、駅などへ導入

【導入シナリオ】

携帯電話搭載GPSのIMES対応推進

３次元空間情報の流通（現在、整備に向け進行中）

【地理空間情報サービス普及】

【民間商業設備】位置情報利用サービス向けとして設備

シームレス測位環境整備

一般GPSのIMES対応推進

＋

対応ユーザー端末普及

＋

安心安全の為のシームレスインフラ整備

歩行者ナビゲーション

３次元空間情報の整備携帯電話ＧＰＳシームレス対応

施設管理など業務での利用

民間による位置情報サービスの為のインフラ整備

構内案内

見守りサービス

プラットフォーム

ビジネス

新しい広告サービス

案内ロボット

シームレス測位インフラが、G空間社会の基盤の土台となる。

エリアワンセグ装置

IMES単体

駅案内板

http://yonashin-home.com/genre_24.html

http://yonashin-home.com/id_24401.html

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本日のデモンストレーションのご紹介

IMES信号受信

IMES 送信機 IMES 送信機

緯度・経度出力

IMES信号受信

緯度・経度出力

例：「東京ドーム」

の座標を出力例：「東京駅」

の座標を出力

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IMES信号発生器の設定の仕方

IMES設定用ソフトウェア

（メイン画面）

①

②

④

⑥

⑤

③

①PRN IDを設定します。設定範囲は173～182です。

②緯度、経度、高度、ショートＩＤ、ミディアムＩＤ、フロアＩＤを設定します。

③ＰＣ－装置間でデータの送受を行っている時に緑色で表示されます。送受信が正常でない時は、エラーメッセージが表示されます。

⑤RFアッテネータの設定を行います。Readを押すと装置に設定されているパラメータを読み出し、Setを押すと入力されているパラメータを装置に設定します。

④設定及び適用のアイコンボタンです。

⑥メッセージシーケンスを設定します。最大16*8の設定が可能です。シーケンス１～８に、各メッセージ IDを最大１６列配置可能です。

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