Satelliittipaikannuksen nykytila ja kehitysnäkymät

Satelliittipaikannus on huoltovarmuuden kannalta kriittinen teknologia, jonka tuotannossa Euroopassa halutaan olla omavaraisia. Galileo on EU:n omistamana ainoa siviiliviranomaisten hallinnoima satelliittipaikannusjärjestelmä. Sen rahoitus tulee EU:n avaruustoiminnan budjetista ja sen käytöstä päättävät kaikki jäsenmaat yhteisesti.

Satelliittipaikannuksen hyödyntäminen on kasvanut voimakkaasti vuodesta 1995 lähtien, jolloin amerikkalainen GPS saavutti täyden toimintakunnon. 2010-luvulla GPS:n rinnalle on rakennettu vaihtoehtoisia satelliittipaikannusjärjestelmiä (GNSS), jotka mahdollistavat yhä kehittyneempien sovellusten ja toimintatapojen rakentamisen. Teknologiariippuvuus tuo kuitenkin mukanaan myös haasteita ja riskitekijöitä etenkin turvakriittisten järjestelmien toiminnalle.

Sijainti- ja aikatieto osana jokapäiväistä toimintaa

Tarkka ja luotettava sijaintitieto on olennainen osa erimerkiksi älykkäiden liikennejärjestelmien kehitystä. Satelliittipaikannusta voidaan hyödyntää kaikissa liikennemuodoissa maalla, merellä ja ilmassa. 

Satelliittipaikannusjärjestelmiä (GNSS) hyödynnetään muillakin teollisuuden aloilla: Pankki-, energia- ja televerkot käyttävät GNSS-signaaleista saatavaa hyvin tarkkaa aikatietoa järjestelmien eri osien synkronointiin, logistiikkayritykset optimoivat kaluston käyttöä sijaintitiedon perusteella ja mobiilisovellukset tarjoavat käyttäjille aikaan ja paikkaan sidottuja viihdepalveluita.
Satelliittipaikannuksen käyttäjät vaihtelevat yksittäisistä kansalaisista kokonaisiin logistiikkajärjestelmiin ja rakennetun infrastruktuurin turvajärjestelmiin. Sijainti- ja aikatiedon saaminen mielletään itsestään selviksi asioiksi, niistä on tullut lähes luonnonvakioita.

Satelliittipaikannukseen on vaihtoehtoja

Satelliittipaikannuksen peruspalveluita ovat kaikille avoimet sijainti- ja aikatiedot. Tällä hetkellä peruspalvelua tuottaa maailmanlaajuisesti neljä eri GNSS-järjestelmää: Galileo, GPS, GLONASS ja BeiDou. Kaikkien järjestelmien palvelut toimivat samalla periaatteella, mutta niiden suorituskyvyissä on jonkin verran eroa johtuen kunkin järjestelmän käyttämistä teknologiaratkaisuista.

GNSS-järjestelmien vertailu taulukkomuodossa. 4 saraketta ja 5 riviä.Kuva 1. GNSS-järjestelmien vertailu

Yllä olevassa taulukossa vertaillaan eri GNSS-järjestelmiä ja niiden peruspalveluiden suorituskykyä avoimessa maastossa. Usein käyttäjä on kuitenkin rakennetussa ympäristössä, jolloin toimintaolosuhteet satelliittipaikannukselle muuttuvat haastavammiksi. Mikä on GNSS-järjestelmien suorituskyky kaupunkien urbaaneissa kanjoneissa, metsissä ja muissa taivasnäkyvyydeltään rajallisissa paikoissa? Aiheesta on tehty useita tutkimuksia, mutta yksiselitteistä vastausta ei voida antaa. 

Miten toimintaympäristö vaikuttaa sijaintiedon tarkkuuteen?

Kriittisin tekijä sijaintitiedon tarkkuudelle on käyttäjän vastaanottimen näkemien satelliittien lukumäärä ja niiden välittämien vääristymättömien GNSS-signaalien saatavuus. Sijaintitiedon selvittämiseksi tarvitaan GNSS-signaali vähintään neljästä satelliitista samanaikaisesti. Esteitä sisältävässä ympäristössä satelliittien saatavuus heikkenee taivasnäkymää varjostavien elementtien vuoksi. Käytettävissä olevien satelliittien lukumäärän kasvattaminen parantaa todennäköisyyttä hyvälaatuisen sijaintitiedon saamiseen. Paras suorituskyky saavutetaankin rakentamalla useamman GNSS-järjestelmän satelliitteja yhtäaikaisesti käyttävä vastaanotin.

Satelliittien saatavuuden lisäksi sijaintitiedon tarkkuuteen vaikuttavat oleellisesti erilaiset vääristymät ja radiohäiriöt GNSS-signaaleissa. Urbaaneissa olosuhteissa rakennettu infrastruktuuri ja ympäröivät sähköiset laitteistot ovat yleisiä häiriölähteitä. Erilaiset pinnat aiheuttavat GNSS-signaalien heijastumia ja monitie-etenemistä. Myös ilmakehän eri kerrosten ominaisuudet, kuten ionosfäärin aktiivisuus, aiheuttavat vääristymiä signaaleihin.

Useamman eri taajuusalueen käyttö GNSS-signaalien lähetyksessä parantaa järjestelmien häiriösietoisuutta ja mahdollisuutta korjata signaalivääristymiä vastaanottimissa. Monitaajuista GNSS-signaalia siviilikäyttöön tuottaa toistaiseksi vain Galileo-järjestelmä. Myös GPS-järjestelmä on siirtymässä useamman taajuuden käyttöön signaloinnissa vähitellen, kun sen satelliitteja korvataan seuraavan sukupolven laitteilla.

Onko suorituskyvyn rajat jo saavutettu?

Yhä vaativammat sovelluskohteet tarvitsevat yhä parempaa tarkkuutta. Perinteisestä metriluokan paikannustarkkuudesta on alkanut tulla pullonkaula sovelluskehityksessä muun ympäröivän teknologian suorituskyvyn parantuessa. Toiminta- ja turvallisuuskriittiset järjestelmät vaativat suurta luotettavuutta ja häiriösietoisuutta.

Kasvaneet odotukset suorituskyvylle huomioitiin, kun Galileon kehitys aloitettiin Euroopassa 2000-luvun loppupuolella. Tehdyillä teknologiavalinnoilla, kuten satelliittisignaalin lähettämisellä kahdella eri taajuudella, haettiin parannusta tunnistettuihin haasteisiin olemassa olevien GNSS-järjestelmien hyödyntämisessä. Euroopassa päädyttiin avoimuuteen myös muiden kuin peruspalveluiden tarjoamisessa. Tämän ansiosta Galileo tarjoaa laadukkaiden peruspalveluiden lisäksi erityispalveluita neljässä eri kategoriassa.

Tarkkuuspalvelu (HAS)

High Accuracy Service (HAS) -palvelu tuottaa käyttäjälle sijaintitiedon noin 20 cm:n tarkkuudella. Korkean tarkkuuden sijaintitieto mahdollistaa entistä vaativampien sovelluskohteiden toteuttamisen. Esimerkiksi autonomisten ja etähallittavien työkoneiden käyttö hyötyy merkittävästi palvelun tarjoamasta korkeammasta tarkkuudesta.

Todennuspalvelut (OS-NMA ja CAS)

Peruspalveluiden luotettavuutta parantamaan Galileo tarjoaa eritasoisia todennuspalveluita, joilla tarvittaessa voidaan varmentaa, että vastaanotetut GNSS-signaalit todella tulevat Galileo-satelliiteista. Sekä kaikille avoin todennuspalvelu OS-NMA (Open Service Navigation Message Authentication) että kaupallinen todennuspalvelu CAS (Commercial Authentication Service) perustuvat salattuun satelliittisignaaliin. Tällä vaikeutetaan kolmannen osapuolen aiheuttamaa signaalien väärentämistä ja harhauttamista.

Viranomaispalvelu (PRS)

Galileon julkisesti säännellyn satelliittipalvelun (Public Regulated Service, PRS) eli viranomaispalvelun on tarkoitus tuottaa sähköisesti ja toiminnallisesti varmistettua, jatkuvaa sijainti- ja aikatietoa EU:n jäsenvaltioille elintärkeisiin toimintoihin kaikissa olosuhteissa – myös kriisitilanteissa. Tällaisia käyttäjäryhmiä ovat esimerkiksi teleyritykset, pankit, erilaiset liikenteen ja logistiikan toimijat, poliisi, pelastustoimi, puolustusvoimat, rajavartiolaitos ja tulli.

Tuki maailmanlaajuiselle etsintä- ja pelastuspalvelulle (SAR)

Galileo-satelliitteihin on rakennettu tuki maailmanlaajuista Cospas-Sarsat-hätäsignaalijärjestelmää varten. Galileon SAR-pelastuspalvelu pystyy toimittamaan hätäsignaalin lähettäjälle kuittauksen siitä, että signaali on vastaanotettu pelastuskeskuksessa. Näin hätäviestin lähettäjä saa varmuuden siitä, että pelastustoimet ovat käynnistyneet. Galileon SAR-palvelun käyttöön tarvitaan erityinen hätälähetin, joka aktivoidaan hätätilanteessa.

Sovellusmahdollisuudet nyt ja tulevaisuudessa

Nykyisten GNSS-järjestelmien tarjoama muutaman metrin sijaintitiedon tarkkuus riittää hyvin moniin perinteisiin sovelluksiin kuten karttanavigointiin ja logistiikkajärjestelmien tavaranseurantaan.

Kehittyneet sovellukset kuten laitteiden autonominen liikkuminen vaativat sovelluksesta riippuen alle metrin sijaintitiedon tarkkuutta. Avoimessa maastossa Galileon kehittyneet peruspalvelut ja uusi tarkkuuspalvelu pystyvät hyvinkin vastaamaan näihin vaatimuksiin.

Kaupunkimaisissa olosuhteissa vaatimukset sijaintitiedon tarkkuudelle kasvavat edelleen ja toisaalta satelliittipaikannuksen toimintaympäristö vaikeutuu huomattavasti. Luotettavan, alle metrin sijaintitiedon tarkkuuden saamiseksi urbaaneissa katukuiluissa ja muissa vastaavissa ympäristöissä tarvitaan käytännössä GNSS-järjestelmien tueksi muita menetelmiä kuten televerkkoihin tukeutuvaa paikannusta tai erilaisista sensoreista koottavan informaation hyödyntämistä.

Sisätiloissa satelliittipaikannus ei toimi, koska taivaalta tulevat radiosignaalit ovat liian heikkoja läpäisemään rakennusten kattorakenteita. Sovellusten käytettävyyden kannalta olisi kuitenkin keskeistä löytää keino saumattomaan siirtymään ulko- ja sisätilapaikannuksen välillä.

GNSS-järjestelmien tuottama aikatieto riittää tarkkuudeltaan hyvin esimerkiksi pankki- ja energiasektorin järjestelmäosien synkronointiin. Televerkkojen alati kasvavat tiedonsiirtonopeudet vaativat tiukempaa aikasynkronointia verkon osien välillä ja selvästi hyötyvät GNSS-järjestelmien kehityksestä.

Toiminta- ja turvakriittisissä sovelluskohteissa teknologiaan tukeutuminen pienentää inhimillisen virheen mahdollisuutta, mutta toisaalta kasvattaa järjestelmähäiriön aiheuttamaa riskiä. Galileon todennuspalvelut tuovat kaikkien käyttäjien saataville mahdollisuuden satelliittipaikannuksen luotettavuuden varmistamiseen ja mahdollisten pahantahtoisten häirintäyritysten tunnistamiseen.

Kokonaisuudessaan satelliittipaikannuksen tulevaisuuden näkymät ovat positiiviset: GPS:n rinnalle rakennettujen vaihtoehtoisten järjestelmien hyödyntäminen yleistyy vauhdilla, palveluiden suorituskyky on parantunut ja GNSS-järjestelmien merkittävyys on tunnistettu, mikä lupaa resursseja niiden ylläpidolle ja kehitykselle myös jatkossa.

Artikkelin kirjoittaja Tero Vihavainen/Traficom

file:///E:/Galileo-paikannus/Satelliittipaikannuksen%20nykytila%20ja%20kehitysn%C3%A4kym%C3%A4t%20_%20Traficom.mhtml

Satelliittipaikannus

Liikenne ja viestintävirasto Traficom on eurooppalaisen Galileo-satelliittipaikannusjärjestelmän palvelutuotannosta vastaava viranomainen Suomessa. Teemme yhteistyötä kansallisten toimijoiden ja eurooppalaisen Galileo-yhteisön kanssa.

Mikä on Galileo?

Galileo on maailmanlaajuinen, Euroopan unionin (EU) rakentama ja ainoana siviilihallinnassa oleva satelliittinavigointijärjestelmä. Muita vastaavia maailmanlaajuisia järjestelmiä ovat yhdysvaltalainen GPS, venäläinen GLONASS ja kiinalainen BeiDou. Nämä ovat puolustushallintojen hallinnoimia.

Galileo-järjestelmän toteuttamisesta ja käytöstä päättävät Euroopan unioni ja sen jäsenvaltiot. Galileo-järjestelmän kriittisimmät palvelut ovat EU:n jäsenvaltioiden käytettävissä myös kriisitilanteissa, mitä ei kaikilta osin voida taata muille satelliittinavigointijärjestelmille.

Merkittävä osa Galileo-järjestelmän palveluista on ollut käytettävissä vuodesta 2016 lähtien. Peruspalvelut on tarkoitus julistaa täysimääräisesti käyttöönotetuiksi vuonna 2022. Viranomais- ja muiden erityispalveluiden osalta Galileo-järjestelmän on tarkoitus olla täysin operatiivinen vuonna 2024. Järjestelmän kehittämistyö jatkuu myös tämän jälkeen.

Suuri osa uudemmista päätelaitteista, kuten kuluttajille suunnatut matkapuhelimet ja älylaitteet, sisältävät jo laitteistotuen Galileon palveluille. Näiden käyttöönotto on muissa laitteissa tehtävissä joissain tapauksissa ohjelmistopäivitysten kautta.

Galileon viranomaispalvelu

PRSPaikannuspalvelut ja tarkka aika ovat yhä kriittisempi osa toimivaa yhteiskuntaa. Muun muassa pelastus- ja poliisitoiminnot ovat riippuvaisia luotettavasta sijaintitiedosta. Häiriöiltä, häirinnältä ja harhautukselta suojattu PRS-palvelu (Public Regulated Service) pyrkii turvaamaan sijainti- ja aikatiedon saatavuuden ja luotettavuuden viranomaisille ja huoltovarmuuskriittisille toimijoille.

Kuva: © ESA–Pierre Carrill

Liikenne- ja viestintävirasto Traficom hallinnoi eurooppalaisen Galileo-satelliittipaikannusjärjestelmän julkisesti säänneltyä palvelua (Public Regulated Service, PRS) Suomessa. Palvelu on tarkoitettu viranomaisille, kuten esimerkiksi pelastus- ja turvallisuusviranomaisille sekä huoltovarmuuskriittisille yrityksille. Se pyritään ottamaan Suomessa käyttöön vuonna 2024.

SATELLIITTIPAIKANNUS ON ALTIS HÄIRIÖILLE

Satelliittinavigointiin kohdistuva häirintä (jamming) tarkoittaa tahallista radiolähetystä, joka peittää navigaatiosatelliittien signaalin alleen paikannusvastaanottimessa.

Signaalin väärentäminen (spoofing) tarkoittaa väärennettyjen sijainti- ja aikasignaalien lähettämistä siten, että navigaatiovastaanotin laskee virheellisen sijainti- tai aikatiedon. Tällöin käyttäjä uskoo olevansa toisessa paikassa kuin todellisuudessa on, tai esimerkiksi aikasignaalia käyttävä tietojärjestelmä toimii virheellisesti.

Galileon PRS-signaali on laajakaistainen, avoimia navigointisignaaleita suurempitehoinen ja salattu, mistä syystä se tarjoaa suojan harhautustarkoituksessa lähetettyjä väärennettyjä signaaleita vastaan ja sietää avoimia paikannussignaaleja paremmin tahallista häirintää.

PRS on osa yhteiskunnan varautumista

Viranomaisten on pyrittävä takaamaan kansalaisten turvallisuus kaikissa olosuhteissa. PRS-palvelun avulla voidaan vahvistaa yhteiskunnan strategisia ja kriittisiä järjestelmiä, kuten esimerkiksi tiedon- ja energiansiirtojärjestelmiä sekä rahoitusalan järjestelmiä normaaliolojen häiriötilanteissa ja poikkeusoloissa.

PRS-palvelun perusidea on tukea eurooppalaisia julkisia turvallisuus- ja pelastuspalveluita, sisäistä turvallisuutta ja muuta viranomaistoimintaa sellaisissa tehtävissä, joissa edellytetään erityistä palvelun jatkuvuutta.

PRS-palvelu perustuu Euroopan parlamentin ja EU:n neuvoston päätökseen 1104/2011/EU sekä Euroopan parlamentin ja EU:n neuvoston asetukseen (EU) N:o 1285/2013.

Lain sähköisen viestinnän palveluista mukaan Liikenne- ja viestintävirasto Traficom on Suomen PRS-viranomainen. PRS-toiminto on sijoitettu Traficomin Kyberturvallisuuskeskukseen.

Traficomin rooli PRS-viranomaisena on

  • edistää PRS-palvelun käyttöönottoa Suomessa
  • taata suomalaisille viranomaisille ja elinkeinoelämälle eurooppalaisista paikannussatelliiteista saatavan sijainti- ja aikasignaalin häiriötön vastaanotto
  • toimittaa hyväksytyille käyttäjille salatun signaalin tulkitsemiseen tarvittavat avaimet
  • luoda suomalaiselle elinkeinoelämälle edellytykset PRS-laitteiden ja -sovellusten valmistukseen
  • valvoa mm. toiminnan määräystenmukaisuutta sekä PRS-vastaanottimien ja -tekniikan tietoturvallisuuteen kohdistuvia vähimmäisvaatimuksia tutkimus-, kehitys- ja valmistusvaiheissa.

Myös muut kuin viranomaiset voivat aikanaan hakea valtuutusta PRS-palvelun hyödyntämiseen. Suomessa hakemukset osoitetaan Traficomille.

Astrobiologiaa suomessa

Nasan määritelmän mukaan astrobiologia on tutkimusta, jonka tavoitteena on selvittää elämän alkuperää, kehittymistä, esiintymistä ja tulevaisuutta maailmankaikkeudessa.

Voidaan myös sanoa että astrobiologia tutkii elämän edellytyksiä maailmankaikkeudessa. Sekä: astrobiologia tutkii ja selvittää elämän suhdetta maailmankaikkeuteen.

Näistä määritelmien perusteella tämä tieteenala on aika epämääräisesti rajattu. Sen alle voidaan lukea melkein mitä vain luonnontieteellistä tutkimusta, mutta yhdistävä tekijä näille tutkimuksille on, että ne käsittelevät ja rakentavat olemassaolon suurta tarinaa. Tarinan rakentamiseen tarvitaan tietoa, tutkimusta ja ymmärrystä kaikkien eri luonnontieteiden aloilta. Aihe myös jakaantuu ja haaraantuu moniin eri suuntiin. 

https://astrobiologia.fi/

Galileo – satelliittipaikannus


Traficomin sivu:
https://www.traficom.fi/fi/satelliittipaikannuksen-nykytila-ja-kehitysnakymat

Satelliittipaikannuksen nykytila ja kehitysnäkymät

Satelliittipaikannus on huoltovarmuuden kannalta kriittinen teknologia, jonka tuotannossa Euroopassa halutaan olla omavaraisia. Galileo on EU:n omistamana ainoa siviiliviranomaisten hallinnoima satelliittipaikannusjärjestelmä. Sen rahoitus tulee EU:n avaruustoiminnan budjetista ja sen käytöstä päättävät kaikki jäsenmaat yhteisesti.https://www.youtube-nocookie.com/embed/onIax_vW9bQ

Satelliittipaikannuksen hyödyntäminen on kasvanut voimakkaasti vuodesta 1995 lähtien, jolloin amerikkalainen GPS saavutti täyden toimintakunnon. 2010-luvulla GPS:n rinnalle on rakennettu vaihtoehtoisia satelliittipaikannusjärjestelmiä (GNSS), jotka mahdollistavat yhä kehittyneempien sovellusten ja toimintatapojen rakentamisen. Teknologiariippuvuus tuo kuitenkin mukanaan myös haasteita ja riskitekijöitä etenkin turvakriittisten järjestelmien toiminnalle.

https://youtu.be/onIax_vW9bQ

Sijainti- ja aikatieto osana jokapäiväistä toimintaa

Tarkka ja luotettava sijaintitieto on olennainen osa erimerkiksi älykkäiden liikennejärjestelmien kehitystä. Satelliittipaikannusta voidaan hyödyntää kaikissa liikennemuodoissa maalla, merellä ja ilmassa. 

Satelliittipaikannusjärjestelmiä (GNSS) hyödynnetään muillakin teollisuuden aloilla: Pankki-, energia- ja televerkot käyttävät GNSS-signaaleista saatavaa hyvin tarkkaa aikatietoa järjestelmien eri osien synkronointiin, logistiikkayritykset optimoivat kaluston käyttöä sijaintitiedon perusteella ja mobiilisovellukset tarjoavat käyttäjille aikaan ja paikkaan sidottuja viihdepalveluita.
Satelliittipaikannuksen käyttäjät vaihtelevat yksittäisistä kansalaisista kokonaisiin logistiikkajärjestelmiin ja rakennetun infrastruktuurin turvajärjestelmiin. Sijainti- ja aikatiedon saaminen mielletään itsestään selviksi asioiksi, niistä on tullut lähes luonnonvakioita.

Satelliittipaikannukseen on vaihtoehtoja

Satelliittipaikannuksen peruspalveluita ovat kaikille avoimet sijainti- ja aikatiedot. Tällä hetkellä peruspalvelua tuottaa maailmanlaajuisesti neljä eri GNSS-järjestelmää: Galileo, GPS, GLONASS ja BeiDou. Kaikkien järjestelmien palvelut toimivat samalla periaatteella, mutta niiden suorituskyvyissä on jonkin verran eroa johtuen kunkin järjestelmän käyttämistä teknologiaratkaisuista.

GNSS-järjestelmien vertailu taulukkomuodossa. 4 saraketta ja 5 riviä.
Kuva 1. GNSS-järjestelmien vertailu

Yllä olevassa taulukossa vertaillaan eri GNSS-järjestelmiä ja niiden peruspalveluiden suorituskykyä avoimessa maastossa. Usein käyttäjä on kuitenkin rakennetussa ympäristössä, jolloin toimintaolosuhteet satelliittipaikannukselle muuttuvat haastavammiksi. Mikä on GNSS-järjestelmien suorituskyky kaupunkien urbaaneissa kanjoneissa, metsissä ja muissa taivasnäkyvyydeltään rajallisissa paikoissa? Aiheesta on tehty useita tutkimuksia, mutta yksiselitteistä vastausta ei voida antaa. 

Miten toimintaympäristö vaikuttaa sijaintiedon tarkkuuteen?

Kriittisin tekijä sijaintitiedon tarkkuudelle on käyttäjän vastaanottimen näkemien satelliittien lukumäärä ja niiden välittämien vääristymättömien GNSS-signaalien saatavuus. Sijaintitiedon selvittämiseksi tarvitaan GNSS-signaali vähintään neljästä satelliitista samanaikaisesti. Esteitä sisältävässä ympäristössä satelliittien saatavuus heikkenee taivasnäkymää varjostavien elementtien vuoksi. Käytettävissä olevien satelliittien lukumäärän kasvattaminen parantaa todennäköisyyttä hyvälaatuisen sijaintitiedon saamiseen. Paras suorituskyky saavutetaankin rakentamalla useamman GNSS-järjestelmän satelliitteja yhtäaikaisesti käyttävä vastaanotin.

Satelliittien saatavuuden lisäksi sijaintitiedon tarkkuuteen vaikuttavat oleellisesti erilaiset vääristymät ja radiohäiriöt GNSS-signaaleissa. Urbaaneissa olosuhteissa rakennettu infrastruktuuri ja ympäröivät sähköiset laitteistot ovat yleisiä häiriölähteitä. Erilaiset pinnat aiheuttavat GNSS-signaalien heijastumia ja monitie-etenemistä. Myös ilmakehän eri kerrosten ominaisuudet, kuten ionosfäärin aktiivisuus, aiheuttavat vääristymiä signaaleihin.

Useamman eri taajuusalueen käyttö GNSS-signaalien lähetyksessä parantaa järjestelmien häiriösietoisuutta ja mahdollisuutta korjata signaalivääristymiä vastaanottimissa. Monitaajuista GNSS-signaalia siviilikäyttöön tuottaa toistaiseksi vain Galileo-järjestelmä. Myös GPS-järjestelmä on siirtymässä useamman taajuuden käyttöön signaloinnissa vähitellen, kun sen satelliitteja korvataan seuraavan sukupolven laitteilla.

Onko suorituskyvyn rajat jo saavutettu?

Yhä vaativammat sovelluskohteet tarvitsevat yhä parempaa tarkkuutta. Perinteisestä metriluokan paikannustarkkuudesta on alkanut tulla pullonkaula sovelluskehityksessä muun ympäröivän teknologian suorituskyvyn parantuessa. Toiminta- ja turvallisuuskriittiset järjestelmät vaativat suurta luotettavuutta ja häiriösietoisuutta.

Kasvaneet odotukset suorituskyvylle huomioitiin, kun Galileon kehitys aloitettiin Euroopassa 2000-luvun loppupuolella. Tehdyillä teknologiavalinnoilla, kuten satelliittisignaalin lähettämisellä kahdella eri taajuudella, haettiin parannusta tunnistettuihin haasteisiin olemassa olevien GNSS-järjestelmien hyödyntämisessä. Euroopassa päädyttiin avoimuuteen myös muiden kuin peruspalveluiden tarjoamisessa. Tämän ansiosta Galileo tarjoaa laadukkaiden peruspalveluiden lisäksi erityispalveluita neljässä eri kategoriassa.

Tarkkuuspalvelu (HAS)

High Accuracy Service (HAS) -palvelu tuottaa käyttäjälle sijaintitiedon noin 20 cm:n tarkkuudella. Korkean tarkkuuden sijaintitieto mahdollistaa entistä vaativampien sovelluskohteiden toteuttamisen. Esimerkiksi autonomisten ja etähallittavien työkoneiden käyttö hyötyy merkittävästi palvelun tarjoamasta korkeammasta tarkkuudesta.

Todennuspalvelut (OS-NMA ja CAS)

Peruspalveluiden luotettavuutta parantamaan Galileo tarjoaa eritasoisia todennuspalveluita, joilla tarvittaessa voidaan varmentaa, että vastaanotetut GNSS-signaalit todella tulevat Galileo-satelliiteista. Sekä kaikille avoin todennuspalvelu OS-NMA (Open Service Navigation Message Authentication) että kaupallinen todennuspalvelu CAS (Commercial Authentication Service) perustuvat salattuun satelliittisignaaliin. Tällä vaikeutetaan kolmannen osapuolen aiheuttamaa signaalien väärentämistä ja harhauttamista.

Viranomaispalvelu (PRS)

Galileon julkisesti säännellyn satelliittipalvelun (Public Regulated Service, PRS) eli viranomaispalvelun on tarkoitus tuottaa sähköisesti ja toiminnallisesti varmistettua, jatkuvaa sijainti- ja aikatietoa EU:n jäsenvaltioille elintärkeisiin toimintoihin kaikissa olosuhteissa – myös kriisitilanteissa. Tällaisia käyttäjäryhmiä ovat esimerkiksi teleyritykset, pankit, erilaiset liikenteen ja logistiikan toimijat, poliisi, pelastustoimi, puolustusvoimat, rajavartiolaitos ja tulli.

Tuki maailmanlaajuiselle etsintä- ja pelastuspalvelulle (SAR)

Galileo-satelliitteihin on rakennettu tuki maailmanlaajuista Cospas-Sarsat-hätäsignaalijärjestelmää varten. Galileon SAR-pelastuspalvelu pystyy toimittamaan hätäsignaalin lähettäjälle kuittauksen siitä, että signaali on vastaanotettu pelastuskeskuksessa. Näin hätäviestin lähettäjä saa varmuuden siitä, että pelastustoimet ovat käynnistyneet. Galileon SAR-palvelun käyttöön tarvitaan erityinen hätälähetin, joka aktivoidaan hätätilanteessa.

Sovellusmahdollisuudet nyt ja tulevaisuudessa

Nykyisten GNSS-järjestelmien tarjoama muutaman metrin sijaintitiedon tarkkuus riittää hyvin moniin perinteisiin sovelluksiin kuten karttanavigointiin ja logistiikkajärjestelmien tavaranseurantaan.

Kehittyneet sovellukset kuten laitteiden autonominen liikkuminen vaativat sovelluksesta riippuen alle metrin sijaintitiedon tarkkuutta. Avoimessa maastossa Galileon kehittyneet peruspalvelut ja uusi tarkkuuspalvelu pystyvät hyvinkin vastaamaan näihin vaatimuksiin.

Kaupunkimaisissa olosuhteissa vaatimukset sijaintitiedon tarkkuudelle kasvavat edelleen ja toisaalta satelliittipaikannuksen toimintaympäristö vaikeutuu huomattavasti. Luotettavan, alle metrin sijaintitiedon tarkkuuden saamiseksi urbaaneissa katukuiluissa ja muissa vastaavissa ympäristöissä tarvitaan käytännössä GNSS-järjestelmien tueksi muita menetelmiä kuten televerkkoihin tukeutuvaa paikannusta tai erilaisista sensoreista koottavan informaation hyödyntämistä.

Sisätiloissa satelliittipaikannus ei toimi, koska taivaalta tulevat radiosignaalit ovat liian heikkoja läpäisemään rakennusten kattorakenteita. Sovellusten käytettävyyden kannalta olisi kuitenkin keskeistä löytää keino saumattomaan siirtymään ulko- ja sisätilapaikannuksen välillä.

GNSS-järjestelmien tuottama aikatieto riittää tarkkuudeltaan hyvin esimerkiksi pankki- ja energiasektorin järjestelmäosien synkronointiin. Televerkkojen alati kasvavat tiedonsiirtonopeudet vaativat tiukempaa aikasynkronointia verkon osien välillä ja selvästi hyötyvät GNSS-järjestelmien kehityksestä.

Toiminta- ja turvakriittisissä sovelluskohteissa teknologiaan tukeutuminen pienentää inhimillisen virheen mahdollisuutta, mutta toisaalta kasvattaa järjestelmähäiriön aiheuttamaa riskiä. Galileon todennuspalvelut tuovat kaikkien käyttäjien saataville mahdollisuuden satelliittipaikannuksen luotettavuuden varmistamiseen ja mahdollisten pahantahtoisten häirintäyritysten tunnistamiseen.

Kokonaisuudessaan satelliittipaikannuksen tulevaisuuden näkymät ovat positiiviset: GPS:n rinnalle rakennettujen vaihtoehtoisten järjestelmien hyödyntäminen yleistyy vauhdilla, palveluiden suorituskyky on parantunut ja GNSS-järjestelmien merkittävyys on tunnistettu, mikä lupaa resursseja niiden ylläpidolle ja kehitykselle myös jatkossa.

BLOGIN KIRJOITTAJA

Tero Vihavainen toimii erityisasiantuntijana Liikenne- ja viestintäviraston Kyberturvallisuuskeskuksessa.

Twitter: @VihavainenTero (Ulkoinen linkki)

LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/tero-vihavainen-92171435/ 


Maanmittauslaitoksen linkki_:
https://www.maanmittauslaitos.fi/tutkimus/teematietoa/paikannusjarjestelma-galileo

ESA/Galileo

https://www.esa.int/Applications/Navigation/Galileo

Utsjoen seita

”Utsjoen seitakivi http://www.lomatarppi.fi/docs/mokkikirja/utsjoen_seitakivi.pdf · PDF tiedosto

Seita (saamelaiskielillä siedi) on saamelaisessa muinaisuskossa pyhä paikka, uhripaikka. Seitoja olivat esimerkiksi epätavalliset kalliomuodostelmat, jättimäiset kivikasat, isot luonnonkivet tai pystytetyt kivet. Seitakivet ovat usein helposti tunnistettavia poikkeuksellisen muotoisia tai kookkaita kallionlohkareita, joskus lähitienoon ainoita kiviä. Joskus on käytetty myös puupaaluja. Seidoille uhrattiin erilaisia luonnontuotteita, kuten lihaa tai kalaa, jotta ne antaisivat uhraajalle elinkeino-onnea. Saamelaisten suhde seitoihin oli vastavuoroinen, sillä kumpaakin osapuolta saattoi kohdata rangaistus, jos keskinäinen sopimus rikottiin.

Tämä seitakivi on Utsjoen rannassa aivan kylän keskustassa.


Aja ensin Utsjoen terveyskeskuksen pihaan. Parkkeeraa auto terveyskeskuksen taakse parkkipaikalle ja kävele terveyskeskuksen pohjoispäädystä kohti rantaa.



Kulje rannassa kohti ylävirtaa, löydät vanhan pumppukopin ja siitä jatkat vielä hiukan ylävirtaan.



Rannassa on vaatimattoman näköinen seitakivi. Työnnä kätesi koloon, löytyykö euroja, vieheitä vai jotain muuta
.



Seidalle uhratut lahjat olivat usein poron tai peuran sarvia. Seita teki eräänlaista veronkantoa, sillä se kokosi pyydystyskauden ensimmäiset antimet. Seita-kultin myöhempään vaiheeseen kuuluvat raha-, viina- ja tupakkauhrit, joita on dokumentoitu 1800-luvulta. Metsä- ja kalaonnen takaamiseksi seidoille tehtiin uhrilupauksia, joita vahvistettiin varoitustarinoin. Lupaukset saatettiin myös joikata.
Seitojen palvonta alkoi vähentyä 1600- ja 1700-luvuilla. Kirkolliset ja maalliset tahot tuhosivat seitoja, sillä ne olivat kristinuskon käsityksen mukaan epäjumalanpalvelusta. Ensimmäisenä hävisivät suuret yhteisölliset uhrit, sillä niiden uhraamista oli vaikea pitää salassa. Yksilöllinen palvonta jatkui kuitenkin vielä pitkään kristinuskon tulonkin jälkeen. Merkkejä uhraamisesta on vielä 1900-luvultakin, ja palvonta jatkui ainakin maailmansotien väliseen aikaan ja ehkä jopa 1950-luvulle saakka.”


Kuvat ja teksti: http://www.lomatarppi.fi/docs/mokkikirja/utsjoen_seitakivi.pdf · PDF tiedosto

Galileosta Galileoon

Galileo Galilei (15. helmikuuta1564PisaFirenzen herttuakunta – 8. tammikuuta1642ArcetriToscanan suurherttuakunta)[1] oli italialainen tähtitieteilijäfilosofi ja fyysikko. Hänen merkittävimmät saavutuksensa liittyvät tieteellisen menetelmän kehitykseen aristoteelisesta nykyiseen muotoonsa. Häntä on kutsuttu tieteen, klassisen fysiikan ja tähtitieteen isäksi.” (Lainaus Wikipediasta)

Vuonna 1616 Galilei meni Roomaan puolustamaan näkemyksiään Maan kiertämisestä Auringon ympäri kirkon silloisille valtaapitäville. Mutta kardinaali Bellarmine toimittikin hänelle inkvisition käskyn, että hän ei saa puolustaa ajatusta Maan liikkumisesta Auringon ympäri. Vallallahan oli vuosituhantinen näkemys Maasta kaikkeuden keskuksena, joten Auringonkin kuului kuuliaisesti kiertää Maata muiden taivaankappaleiden tavoin. Erityisesti katolinen kirkko kantoi suurta huolta tästä uskontoonkin varsin sopivasti istuvasta näkemyksestä, joten Galileo Galilein saamaa tuomiota pidettiin pitkään varsin tarpeellisena. Vasta 1900-luvun loppupuolella katolinen kirkko vapautti Galileon kaikista inkvisition langettamista tuomioista myös hänen kirjallisuuttaan koskien.

Mutta nyt 400 vuotta myöhemmin vuonna 2016 Galileo astui uuteen rooliinsa satelliittipaikannusjärjestelmänä: ”Galileo on maailmanlaajuinen, Euroopan unionin (EU) johtama, ESA:n (Euroopan avaruusjärjestö) rakentama ja ainoa siviilihallinnassa oleva satelliittinavigointijärjestelmä (GNSS), joka koostuu toistaiseksi 23 operatiivisesta, maata kiertävästä satelliitista ja maassa sijaitsevista operointi- ja monitorointikeskuksista. Galileo-hankkeen ensimmäisen sukupolven satelliittien tavoitemäärä on 30. ” (lainaus Wikipediasta)

Vuonna 2021 tammikuussa rekisteröitiin runsaat 1,8 miljardia Galileo-paikannusta käyttävää järjestelmää. Niinpä Arktinen aikavaelluskin on mitannut polkunsa strategiset koordinaatit Galileota käyttäen.

ARKTISEN AIKAVELLUKSEN GALILEO-KOORDINAATIT

N:oTauluTaulun paikkaKoordinaatit NKoordinaatit E
12-taulu, polun aloituskoulu, valaistu polku69,895627,0117
21-tauluvalaistu polku69,895227,0111
31-tauluvalaistu polku69,895027,0111
4Andaras-taulutvalaistu polku69,894727,0115
51-tauluAnnakurran polku69,894027,0072
61-tauluAnnakurran polku69,894027,0024
72-tauluKalgulammen kota69,894426,9920
81-tauluJohtalanvaaran polku69,899126,9814
92-taulu, aurinkokunnan syntySeitikkovaara, polku69,878726,9666
102-taulu, galaksitkirkon parkkipaikan luona69,862127,0049
112-taulu, Big BangNammajärvet, kota69,826526,9225
12HärkävaaraTulistelupaikka69,860026,9523
13KahluupaikkaAlaseitikkojoki69,857726,9875
14Hautausmaaparkkipaikka69,858427,0055

Tarkoituksemme on kehittää verkkosivuillemme kattava sivusto tästä Galileo-satelliittipaikannusjärjestelmästä, mutta sitä odotellessamme tässä tällainen alkuviritelmä nähtäväksi. Juhani H-h

Teräshangilla Nammajärville

Huhtikuun päivien auringonpaiste ja yöpakkaset ovat tehneet tällekin vuodelle mahdollisuuden astella jalan pitkin lumista tunturipaljakkaa liki mielin määrin suuntaan jos toiseen ja paikkaan jos toiseenkin – jopa Nammajärvien kodalle saakka. Arktisen aikavaelluksen kosmisen historian alkupisteessä Aurinko maalailee maisemaa häkäisevään hohteeseen, joka näyttää houkuttelevan liikkeelle ihmisiä myös suksin ja ”peltipailakoin” – jäljistä päätellen runsaamminkin.

Nammajärvien kota

Universumimme syntyyn liittyvää kertomaa on kulkijan hyvä katsoa kodan läheisyyteen pystytetystä alkupossahdusta esittelevästä taulusta samalla, kun kodassa kahvipannu kuumenee retken riemuksi.