Satelliittipaikannus yhä laajemmin käytössä – onko häiriöihin varauduttu riittävästi?

Maailmanlaajuiset GNSS-järjestelmät ovat nykyaikaisen paikannuksen ja ajan määrittämisen perusta. Niiden mahdollistaman paikannuksen ohjauksessa rahti kulkee niin maalla, merellä kuin ilmassakin turvallisesti ja tehokkaasti. Satelliittijärjestelmien aikasignaalit puolestaan takaavat, että data ja sähkö siirtyvät katkoksitta verkossa. Ilman GNSS-palveluita moni huoltovarmuuskriittinen ala toimisi epävarmemmin ja tehottomammin. Osa palveluista, kuten droneilla toteutettavat pelastuspalvelut, ei toimisi lainkaan.

“GNSS-palveluiden käytön kasvu on nostanut esiin myös niiden haavoittuvuuden esimerkiksi luonnonolosuhteista tai tahallisesta häirinnästä johtuen. Tämän vuoksi teetimme selvityksen GNSS-palveluiden tarjonnasta ja toiminnasta Suomessa huoltovarmuuskriittisillä aloilla”, kertoo varautumispäällikkö Tuomas Seppälä Huoltovarmuuskeskuksesta.

Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksen toteuttaman selvityksen mukaan palveluiden lisääntyvä käyttö edellyttää hyvää varautumista myös satelliittijärjestelmän häiriöihin. Palveluja käyttävät paljon pelastus-, turvallisuus- ja logistiikkapalvelut sekä finanssiala, teleoperaattorit ja sähkölaitokset. Selvitys kartoittaa havaitut riskipaikat sekä tarjoaa ehdotuksia niihin varautumiseen.

Uhkana häiriöt ja tahallinen häirintä

GNSS-palvelut lisäävät tehokkuutta ja turvallisuutta monilla aloilla mutta ovat myös häiriöalttiita. Esimerkiksi avaruussään ilmiöt, kuten aurinkomyrsky, voivat pahimmillaan aiheuttaa katkoksia signaaleihin. Erityisesti napa-alueilla avaruussään ilmiöt ovat aktiivisia ja voimakkaita.

Häiriöt voivat johtua myös tahallisesta häirinnästä: signaalin estosta tai väärentämisestä. GNSS-signaalien tahallinen häirintä tai esto on rangaistavaa ja häirintään tarkoitettujen laitteiden valmistus ja myyminen on kielletty Suomessa. Laitteita saa kuitenkin omistaa.

“Häirintätapahtumia rekisteröidään jatkuvasti meillä ja muualla. Esimerkiksi Suomen Lapissa havaittiin Naton Pohjois-Norjassa tapahtuneen sotaharjoituksen aikana paikannussignaalin häirintää, minkä takia paikkatieto vääristyi.

Mustallamerellä puolestaan todettiin joitakin vuosia sitten GPS-signaalin väärennyksiä, minkä takia useiden isojen alusten navigaattorit osoittivat niiden olevan kymmeniä kilometrejä eri paikassa kuin ne oikeasti olivat – jopa mantereen puolella”, Tuomas Seppälä kertoo.

Selvityksestä vastannut professori ja osastonjohtaja Sanna Kaasalainen Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksesta listaakin tutkimuksen raportissa asioita, jotka parantavat ja joihin on kiinnitettävä huomiota GNSS-palveluita käyttävien toimialojen huoltovarmuuden takaamiseksi.

Näin parannat GNSS-palveluiden toimintavarmuutta

1. Varajärjestelmät saatavilla
GNSS-palveluja käyttävien alojen on pidettävä huolta omista varajärjestelmistään ja niiden käyttöönoton prosesseista.

2. Galileon PRS-palvelun suojatumpi signaali
EU:n siviiliviranomaisten hallinnoima satelliittipaikannusjärjestelmä Galileo on luotu lisäämään Euroopan riippumattomuutta ja huoltovarmuutta. Galileolla on myös viranomaisille ja huoltovarmuuskriittisille aloille tarkoitettu salattu PRS-paikannuspalvelu, joka tulee käyttöön vuoden 2024 aikana. Se ei ole yhtä herkkä häirinnälle kuin avoin palvelu. Traficom toimittaa hyväksytyille käyttäjille salatun signaalin tulkitsemiseen tarvittavat avaimet ja luo suomalaiselle elinkeinoelämälle edellytykset PRS-laitteiden ja -sovellusten valmistukseen.

3. GNSS Finland -palvelu kertoo satelliittipaikannuksen häiriöistä
GNSS-signaalien toimivuutta monitoroi GNSS Finland -palvelu, joka antaa ajantasaista tietoa satelliittipaikannuksen toiminnasta ja luotettavuudesta. Sen tuottamaa tietoa voidaan integroida muihin, kuten lentoliikenteen, tilannekuvajärjestelmiin. GNSS Finlandista välitetään tarvittaessa hälytysviestejä Traficomille. Signaalien toimivuutta seurataan Suomen valtion FinnRef-mittausasemaverkon avulla.

4. Parempi GNSS-tilannekuva kriittisten toimijoiden käyttöön
Huoltovarmuuskriittisten toimijoiden käyttöön tulisi saada keskitetty GNSS-tilannekuvapalvelu, jotta tieto mahdollisista vikatilanteista ja varajärjestelmiin siirtymisen tarpeesta saadaan nopeasti. Nyt satelliittipaikannukseen liittyvä toiminta ja viranomaistehtävät ovat hajautuneet.

5. Kansallinen aikasynkronointipalvelu
Suomeen tarvitaan kansallinen GNSS-järjestelmiä varmistava aikasynkronointipalvelu erityisesti finanssialan ja tiedonsiirron tarpeisiin. Esimerkiksi teleoperaattorit joutuvat nyt itse varautumaan lakisääteiseen kahden viikon mittaiseen ajan ylläpitoon GNSS-signaalin estyessä. Esimerkiksi Ruotsissa asia hoituu valtakunnallisen aikasynkronoinnin turvin.

6. Osaamisen ja koulutuksen kehittäminen
Asiantuntijoiden erikoisosaaminen on kapeaa, siksi koulutusta ja osaamista on lisättävä. GNSS-alaan liittyvää koulutusta annetaan Suomessa muutamassa yliopistossa ja ammattikorkeakoulussa. Paikkatietokeskus on alan ainoa virallinen tutkimusyksikkö.

7. Varajärjestelminä voidaan käyttää tukijärjestelmiä
GNSS-järjestelmien varajärjestelmiksi on tarjolla erilaisia tukijärjestelmiä. Maailmalla harkitaan mahdolliseksi satelliittinavigoinnin varajärjestelmäksi maanpäällisten radiomajakoiden verkostoa eLORANia.
Myös inertiapaikannusta ja sen yhdistämistä muihin sensoreihin ja signaalilähteisiin voidaan käyttää paikannukseen. Esimerkiksi pelastustoimi voisi hyötyä tästä.
LEO-piensatelliiteissa (Low Earth Orbit) on potentiaalia sisätilapaikannukseen ja niiden käyttöä hybridipaikannukseen tutkitaan. Ne kiertävät lähempänä maata kuin GNSS-satelliitit ja ovat edullisempia.

Tutustu selvitykseen GNSS-palvelujen tarjonnasta ja toiminnasta 

Avauskuva: Etelä-Savon palastuslaitos, Tyypillisiä satelliittipaikannusta käyttäviä aloja ovat erilaiset poliisi- ja pelastuspalvelut sekä armeija, joille kaluston ja kohteiden tarkka sijaintitieto on kriittisen tärkeää.