Lisäpanostusta satelliittipaikannushäirinnän vastaiseen yhteistyöhön Pohjoismaissa

Paikannussignaalien häirintään liittyvä ongelma koskee yhtä lailla kaikkia Pohjoismaita. Pohjoismaiset asiantuntijat kokoontuivat 12. kesäkuuta Helsinkiin keskustelemaan uusimmasta globaalin satelliittipaikannusjärjestelmän (GNSS) häirintää koskevasta tutkimuksesta.

kuvituskuva satelliitista.

– Ongelman tehokkaan torjunnan koordinoinnille on tarvetta. Eilen pidetty GNSS Interference 2019 -seminaari oli askel oikeaan suuntaan, sanoo tutkimuspäällikkö Sarang Thombre Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksesta.

Tutkimuslaitosten, korkeakoulujen, teollisuuden ja virastojen edustajat Suomesta, Ruotsista, Norjasta ja Tanskasta tekevät yhteistyötä järjestöjen – mm. pohjoismaisen navigointiyhdistyksen NNF:n – kautta ja pyrkivät lisäämään tietoisuutta ja kehittämään vastastrategioita.

GNSS-signaalit ovat heikkoja ja haavoittuvaisia

– Yli 20 000 kilometrin päässä sijaitsevista navigointisatelliiteista lähetetyt GNSS-signaalit ovat yleensä vastaanotettaessa hyvin heikkoja ja alttiita häirinnälle. Häirinnässä on kyse siitä, että muut radiosignaalit häiritsevät GNSS-signaaleja, mikä aiheuttaa paikannuksen tarkkuuden heikkenemisen tai koko paikannuksen toimimattomuuden, kertoo tutkimuspäällikkö Zahidul Bhuiyan Paikkatietokeskuksesta.

Onneksi GNSS-signaalin häirinnän havaitseminen on hyvinkin mahdollista.

– Olemme Paikkatietokeskuksessa työskennelleet aktiivisesti parin viime vuoden ajan yhdessä kansainvälisten kumppaniemme kanssa löytääksemme ratkaisun GNSS-häirinnän seuraamiseen, havaitsemiseen, luokitteluun ja estämiseen, jotta satelliittipaikannuksen käyttäjät voivat käyttää palvelua kaikkina aikoina ilman keskeytyksiä, sanoo Bhuiyan.

Suurin osa taloudesta riippuvainen GNSS-järjestelmästä

Globaali satelliittipaikannusjärjestelmä on ollut jo pitkään olennainen osa päivittäistä toimintaamme, oli kyse sitten yksinkertaisesta navigointiavusta tai edistyneistä ajanmäärityssovelluksista, joita käytetään nykypäivän elämän sujuvaan ja huolettomaan elämiseen.

– Kesäkuussa 2017 Ison-Britannian kuninkaallinen navigointijärjestö Innovate UK ja UKSA julkaisivat London Economicsin tekemän tutkimuksen, jonka mukaan GNSS-järjestelmän viisi päivää kestävän häiriön vaikutus Ison-Britannian talouteen olisi arviolta 5,2 miljardia puntaa. Iso-Britannia muodostaa noin 15 % Euroopan BKT:stä, joten jos samaa laskelmaa sovelletaan Euroopan tasolla, taloudellinen vaikutus olisi noin 35 miljardia puntaa eli noin 39 miljardia euroa, kertoo Pierluigi Mancini Euroopan avaruusvirastosta.

Vaihtoehtoja ja uusia toimenpiteitä tarvitaan

Riippuvuutemme GNSS-järjestelmästä aiheuttaa riskin, jos meillä ei ole varasuunnitelmia tai vaihtoehtoja.
 
– Valtioiden ja infrastruktuurioperaattorien on lisättävä kriittisten infrastruktuurijärjestelmien kriisinkestävyyttä ja häiriönsietoa. Tätä varten tarvitaan innovatiivisia, ajantasaisia ja luotettavia moniteknologisia PNT-järjestelmiä, Mancini sanoo.

PNT-järjestelmiä eli paikannus-, navigointi- ja ajoitusjärjestelmiä ovat esimerkiksi inertianavigointimenetelmät ja langattomat verkkopaikannusjärjestelmät sekä tietysti GNSS.

Nicolai Gerrard Nkomilta kertoo, että Norjan viestintäviranomainen (Nkom) on seurannut GNSS-häirintään liittyvien tapausten määrän kasvua ja pyrkii torjumaan trendiä. Nkomilla sekä kenttä- että hallintohenkilöstö saa kokemusta GNSS-taajuuksien laittoman käytön tunnistamisesta ja rankaisemisesta.

– Nkom pyrkii vahvistamaan yhteistyötä ja koordinointia vaikutusten piiriin kuuluvien alojen toimijoiden ja viranomaisten kanssa, Gerrard sanoo.

Ensisijaisena epäilyn kohteena ei ole häirintä

GNSS-signaalien häiriöt eivät aina johdu tahallisesta häirinnästä. Sijaintilaskelmien tekemiseen käytettävät satelliittimittaukset perustuvat useiden eri tekijöiden muodostamaan ketjuun. Mikä tahansa ketjun osa voi altistua vaikutuksille. Esimerkiksi vastaanottimen lähellä sijaitsevat isot puut tai rakennukset voivat estää signaalin etenemisen.

Anna Jensen Ruotsin kuninkaallisesta teknillisestä korkeakoulusta (KTH) kertoi seminaarissa Tanskan GNSS-häirintää koskevasta tutkimuksestaan. Jensen esitteli data-analyysin tapauksesta, jossa häirintä vaikutti GPS-, Galileo- ja GLONASS-signaaleihin.

– Käyttäjät kuluttivat paljon aikaa ja vaivaa signaalihäiriöiden syiden selvittämiseen. Kaikissa käsitellyissä tapauksissa käyttäjät olettivat aluksi, että laitteissa on jotain vikaa tai niitä käytetään väärin, ja epäilivät vasta sitten häirintää. GNSS-järjestelmän käyttäjien olisi hyödyllistä saada lisätietoja häirinnän piirteistä, Jensen sanoo.

Luonnollisia syitä vai radiohäirintää?

GNSS-signaalien radiotaajuuksien häirintä (RFI) voi tapahtua radiohäirinnällä tai harhautussignaaleilla (spoofing) Häirinnästä on kyse, kun erittäin voimakas vihamielinen signaali lähetetään GNSS-signaalitaajuuksilla niin, että kohteena oleva signaali peittyy kokonaan. Tässä tapauksessa paikannus ei onnistu.

Harhautussignaaleista on kyse, kun voimakas vihamielinen, GNSS-signaalin kanssa identtinen signaali lähetetään GNSS-signaalitaajuuksilla tarkoituksena hämätä vastaanotinta ja pakottaa se seuraamaan vihamielistä signaalia, mikä johtaa virheelliseen sijaintiin ja ajan arviointiin.

Kuluttajakäyttöön tarkoitetun GNSS-vastaanottimen paikannustarkkuus on tyypillisesti noin viiden metrin luokkaa, mutta joissakin olosuhteissa tarkkuus on heikompi. Pahimmassa tapauksessa satelliitin vikaantumisesta tai poikkeuksellisen suurista ympäristö- tai ilmakehävääristymistä johtuen vastaanottimen laskema paikka voi poiketa todellisuudesta jopa satoja metrejä tai enemmän.

Lisätietoja

Osastonjohtaja Sanna Kaasalainen, 050 369 6806, etunumi.sukunimi@maanmittauslaitos.fi

Mitä on satelliittipaikannus?

Lue lisää Suomen GNSS-tutkimuksesta

GNSS Interference 2019 -seminaarin järjestivät pohjoismainen navigointiyhdistys NNF ja Paikkatietokeskus

Uusimmat uutiset ja blogit