Satelliitti­paikannus muodostaa tieto­yhteiskunnan selkä­rangan ja on siksi kriisivalmiuden ytimessä – ensimmäiseksi tarvitaan ajantasainen tilannekuva

Teksti: Sanna Kaasalainen, Maanmittauslaitos

GNSS-häirintä on puhuttanut viime aikoina. Kun satelliittipaikannuksessa on häiriö, vaihtoehtona on joko sen torjuminen edistyneellä teknologialla, varajärjestelmien käyttö tai toiminnan lopettaminen häiriön ajaksi. Siksi on tärkeä tietää, toimiiko paikannus luotettavasti.

Kuva: Esa-Pierre Carril, Maanmittauslaitos

Satelliittipaikannus (Global Navigation Satellite Systems – GNSS) mahdollistaa tarkan paikannuksen ja ajanmäärityksen. Näistä molemmat ovat kriittisiä monien yhteiskunnan tärkeiden toimintojen ja palveluiden kannalta. Siten GNSS-palveluiden kriisinkestävyys on noussut tärkeäksi puheenaiheeksi, erityisesti häiriöiden määrän lisäännyttyä viime vuosina.

Avaruudesta tulevat GNSS-signaalit ovat heikkoja ja siten pienetkin häiriösignaalit voivat peittää ne. Tahattomia häiriöitä voivat aiheuttaa ympäristö (erityisesti ilmakehän ionosfääri), matkapuhelintukiasemien antennit tai muut virheellisesti toimivat laitteet.

Tahallinen signaalin häirintä ja harhautus on myös vakava uhka. Häirintää, joka on helppo toteuttaa pienillä ja edullisilla laitteilla, on Suomessakin havaittu esimerkiksi paikoissa, jossa henkilö- ja tavaraliikenne on vilkasta, kuten satamissa ja lentokentillä. Kriisialueilla on havaittu myös laajamittaista häirintää ja paikannusvastaanottimien harhautusta.

Tarkka paikannustieto on välttämätöntä liikenteen sujuvuudelle ruuhkaisilla väylillä, kuten meriliikenteessä, ilmailussa ja pelastustehtävissä. Erityisen kriittisessä roolissa tarkka paikannus on automaattiliikenteen sovelluksissa, joten sen rooli kasvaa entisestään tulevaisuudessa.

Paikannustietoa tarvitsevat myös esimerkiksi rakennustyömaiden koneohjatut laitteet. Tarkka aika on kriittistä erityisesti sähköverkoissa, tietoliikenteessä ja finanssialalla. Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus (FGI) on tutkinut paikka- ja aikatiedon tarkkuusvaatimuksia eri toimialoilla osana Suomen Akatemian rahoittamaa Resilience and security of geospatial data for critical infrastructures (REASON) -tutkimushanketta sekä Huoltovarmuuskeskukselle viime vuonna tehdyssä selvityksessä GNSS-palvelujen tarjonnasta ja toiminnasta Suomessa.

Osa palveluntarjoajista kykenee jatkamaan toimintaa myös silloin, kun tarkat aika- ja paikkatiedot eivät ole tarkasti tiedossa. Esimerkiksi matkapuhelinverkon tukiasemien ja 5G-verkon lakattua toimimasta muut puhelinverkot pystyvät vielä toimimaan.

Häiriötilanne voi kuitenkin estää monien kriittisten palvelujen saatavuuden kokonaan, jolloin esimerkiksi osa lentokentistä joudutaan sulkemaan.

Häirintäsignaalin poistaminen tai kompensoiminen vaatii edistynyttä teknologiaa, mutta usein jo tiedolla signaalin heikkenemisestä voidaan ehkäistä haittavaikutuksia ja vahinkoja aktivoimalla varajärjestelmät.

Kuva: GNSS-Finland-palvelun käyttöliittymä. Tässä kuvakaappauksessa kaikki FinnRef-asemat näyttävät vihreää valoa, mikä tarkoittaa, että kaikkien neljän GNSS-järjestelmän (Galileo, GPS, Glonass, Beidou) kaikki taajuudet toimivat moitteettomasti. Jos asemaa häiritään, liikennevalo muuttuu tarkkuudesta riippuen keltaiseksi tai punaiseksi, mikä tarkoittaa, että satelliittipaikannusta alueella ei kannata käyttää.

Kattava tilannekuvaa GNSS-signaalin saatavuudesta ja laadusta on ollut saatavilla vasta vuodesta 2020 lähtien. Viime vuodesta lähtien se on ollut kaikkien nähtävillä, kun Maanmittauslaitoksen GNSS-Finland-palvelu avattiin. Palvelu perustuu Maanmittauslaitoksen ylläpitämästä FinnRef-tukiasemaverkosta saatavaan tietoon signaalin laadusta kaikilla neljällä GNSS-järjestelmällä (GPS, Galileo, Glonass, BeiDou).

Euroopan Avaruusjärjestön ESA:n NAVISP-ohjelman rahoittamassa kansainvälisessä COLOSSUS-projektissa kerätään GNSS-havaintoja eri maiden referenssiverkoista satelliittipaikannuksen luotettavuuden seurantaa varten. Maanmittauslaitos tekee yhteistyötä COLOSSUS-projektin kanssa tarjoamalla tilaa vastaanottimelle. FGI kartoittaa EGNOS-avustejärjestelmän suorituskykyä niin ikään ESA:n rahoittamassa hankkeessa.

GNSS-Finland -verkko on suhteellisen harva, joten paikalliset pienet häiriöt eivät välttämättä osu FinnRef-asemille. Sitä voidaan kuitenkin täydentää erillisillä vastaanottimilla, ja lisäksi se on riittävän tiheä havaitsemaan mahdolliset laajamittaiset häiriöt tai GNSS-järjestelmien omat toimintahäiriöt.

Parhaillaan FGI kehittää GNSS-Finland-palvelua havaitsemaan myös aikasignaalin ongelmat. Tulevaisuudessa seurantaverkkoa on myös tarkoitus laajentaa. Näin Suomeen saadaan entistäkin kattavampi GNSS-tilannekuva.

Luetuimmat

Lue lisää