【ITニュース解説】Xona Pulsar satellites set to launch a GPS alternative

私たちの生活に欠かせないGPS（全地球測位システム）は、スマートフォンやカーナビなど、日々のさまざまな場面で位置情報を提供する重要なインフラだ。しかし、GPSにはいくつかの限界があることも知られている。例えば、その信号は建物の中や地下では届きにくく、また精度もメートル単位であることが一般的だ。さらに、意図的な妨害や誤った信号によるなりすまし（Spoofing）に対して脆弱であるという課題も抱えている。

今回注目するのは、そうしたGPSの限界を超えることを目指し、まったく新しい商業衛星航法システムを構築しようとしている企業「Xona Space Systems」と、彼らが打ち上げる「Pulsar」衛星だ。Xonaは、GPSを補完し、将来的にはその強力な代替となることを目標に掲げ、高精度で強力な信号を提供するPulsar衛星を開発した。このシステムは、既存のGPS受信機でも比較的簡単なソフトウェアの変更で利用できるよう設計されており、位置情報や正確な時刻同期に依存するあらゆるシステムに大きな影響を与える可能性を秘めている。

Xonaは今月、SpaceXのロケットに搭載して6機のPulsar航法衛星を打ち上げる予定だ。これは、商業GPS代替システム構築に向けた最初の一歩となる。この6機の衛星のうち、4機は昨年Xonaが打ち上げ、軌道上での試験を終えたプロトタイプの改良版で、Aerospacelab社の衛星プラットフォームを活用している。残りの2機は、Xonaがカリフォルニア州の本社で完全に自社開発したものだ。これらの2機は、Xonaが最終的に258機もの衛星で構成することを目指す、完全なPulsar衛星コンステレーション（衛星群）の基礎となる重要な役割を担っている。昨年のプロトタイプ衛星はすでに軌道上で350回以上のデータ送信テストを完了しており、技術的な実現可能性は既に確認済みだ。

Xona Pulsarのサービスは段階的に提供される予定だ。まず、今回打ち上げられる衛星が軌道に乗ると、中緯度地域の上空を1日に約8回通過するようになり、これを皮切りに実際の顧客とのベータテストが開始される。初期の運用開始は2027年初頭を目指しており、Xonaは2028年までに米国、ヨーロッパ、日本、韓国といった主要地域でのフルカバーを目指している。すでに初期の顧客として、時刻同期サービスを提供するTimeBeat社が名乗りを上げている。TimeBeat社は、自社が世界各地に展開するデバイスの時刻を正確に合わせ、修正するためのパイロットプログラムでPulsarの利用を計画している。これは、Pulsarシステムが単なる位置情報だけでなく、高精度な時刻同期という重要な用途にも対応できることを示している。

XonaはPulsarシステムに関して、3つの主要な主張をしている。まず、精度についてだ。現在のGPSの測位精度が一般的にメートル単位であるのに対し、Pulsarはセンチメートルレベルの測位精度を実現すると主張している。これは、自動運転車やドローン、精密農業など、極めて高い位置精度が求められる分野で革新的な変化をもたらす可能性を秘めている。次に、信号強度だ。XonaはPulsarの信号がGPSの最大100倍も強力であり、建物の中でも信号を検出できると主張している。これにより、GPSが届きにくかった屋内での位置情報取得が可能になり、物流倉庫での在庫管理や、病院内での機器追跡など、これまでは難しかった用途が広がる。そして、なりすまし（Spoofing）と妨害（Jamming）に対する耐性だ。なりすましとは、偽の航法信号を送信して受信機を騙し、実際とは異なる場所にいると誤認させる行為を指す。一方、妨害とは、強力なノイズ信号を送信することで、正規の信号をかき消してしまう行為のことだ。XonaはPulsarの信号に動的な暗号化電子透かしを組み込むことで、なりすましを防ぐとともに、その強力な信号によって妨害も抑止できると述べている。Pulsarの信号は、GPSが使用する周波数帯の隣にあるLバンドという周波数帯域を利用しており、すでに米国連邦通信委員会（FCC）から、計画されている全コンステレーションからの放送に関する承認も得ている。

Xonaは2019年の設立以来、様々な投資家から総額3億ドル以上の資金を調達しており、中には米国宇宙軍からの2000万ドルの支援も含まれている。これは、この技術に対する期待の大きさを物語っている。現在、Xonaは衛星の生産規模を拡大している。カリフォルニア州バーリンゲームの本社では、より軽量化された新型衛星をさらに4機製造中であり、さらにカナダのモントリオールには35,000平方フィートもの製造・運用スペースを追加している。彼らは2027年末までに週に数機というペースで衛星を製造することを目指しており、Waymoで約10年間運用に携わったPatrick Cadariu氏を最高執行責任者（COO）として迎え、生産体制の強化を図っている。Cadariu氏は、航法サービスのような製品においては、性能や運用の安定性を犠牲にして規模を拡大することはできないと語っており、品質維持への強いこだわりを示している。Xonaのブライアン・マニングCEOは、多くの人がGPSを無料サービスと考えているが、実際にはより高性能なサービスを求める巨大な市場が存在すると指摘している。PulsarはGPSとは異なり商業サービスとして提供されるため、利用には料金が発生する見込みだ。

システムエンジニアとして、Xona Pulsarのような新しい航法システムの登場は、私たちの開発プロジェクトにいくつかの影響をもたらす可能性がある。まず、位置情報や時刻同期に依存する製品を開発している場合、第二の航法源を計画に含めることを検討すべきだ。Pulsarのような妨害に強いバックアップ信号は、システムの停止を防ぎ、サービスの安定性を高める可能性がある。次に、既存のチップやモジュールベンダーに問い合わせてみることだ。Xonaは既存のGPS受信機でもソフトウェアの変更だけでPulsarに対応できるとしているため、現在使用している、またはこれから使用する予定のハードウェアがこのアップデートに対応可能かどうかを確認することが重要だ。また、Xonaが主張するセンチメートルレベルの精度や100倍強力な信号といった数値は、現時点ではXona側の主張であり、ベータテストの結果を待ってから、これらの数値を設計に組み込むべきだ。初期のサービスは限定的なカバー範囲になるため、すぐに広範囲での利用を前提とするのではなく、まずはTimeBeat社のパイロットプログラムのように、特定の用途や限られた範囲でのテストから始める計画が現実的だろう。最後に、PulsarはGPSとは異なり有料の商業サービスであるという点を認識し、将来的に利用する際にはそのための予算を考慮する必要がある。Xona Pulsarの次の大きなマイルストーンは、今回の衛星打ち上げだ。そして、その後に続く、実際にサービスを利用する顧客からのベータテスト結果が、この新しい航法システムの可能性をさらに明確にするだろう。