Satellihttasajádatdiehtu lea fuolahussihkkarvuođa dáfus kritihkalaš teknologiija, man buvttadeamis Eurohpás háliidit leat iešbirgejeaddjit. Galileo lea Eu:a oamastan áidna siviilavirgeoapmahaččaid hálddašan satellihttasajádatdiehtovuogádat. Dan ruhtadeapmi boahtá EU:a gomuvuođa doaimma bušeahtas ja dan geavaheamis mearridit buohkat lahttoriikkat oktasaččat.

Satellihttasajádatdieđu atnin ávkin lea lassánan garrasit jagi 1995 rájes, goas amerihkálaš GPS olahii dievas doaibmanortnega. 2010-logus GPS báldii leat huksejuvvon molssaevttolaš satellihttasajádatdiehtovuogádagat (GNSS), mat dahket vejolažžan ain eanet ovdánan heivehusaid ja doaibmavugiid huksema. Teknologiijasorjavašvuohta buktá mielde goittotge maiddái hástalusaid ja riskadahkkiid eandalii dorvokritihkalaš vuogádagaid doaibmamii.

Sajádat- ja áigediehtu oassin juohkebeaivválaš doaibmama

Dárkilis ja luohtehahtti sajádatdiehtu lea mihtilmas oassi ovdamearkka dihtii intelligeanta johtolatvuogádagaid ovdáneami. Satellihttasajádatdieđu sáhttá atnit ávkin buot johtolathámiin eatnamis, mearas ja áimmus. 

Satellihttasajádatdiehtu (GNSS) adnojuvvo ávkin maiddái earáinge industriija surggiin: Báŋko-, energiija- ja telefierpmit geavahit GNSS-signálain boahtán hui dárkilis áigedieđu vuogádagaid eará osiid synkroniseremii, logistihkkafitnodagat optimerejit gálvvuid geavaheami sajádatdieđu vuođul ja mobiilaheivehusat fállet geavaheaddjiide áigái ja báikái čadnojuvvon ájánasbálvalusaid.
Satellihttasajádatdieđu geavaheaddjit molsašuddet ovttaskas riikkavuložiin olles logistihkkavuogádagaide ja huksejuvvon infrastruktuvrra dorvovuogádagaide. Sajádat- ja áigedieđu oažžun navdojuvvo diehttelas áššin, dat lea dego measta standárda.

Satellihttasajádatdihtui leat molssaeavttut

Satellihttasajádatdieđu vuođđobálvalusat leat buohkaide rabas sajádat- ja áigedieđut. Dán muttus vuođđobálvalusa buvttadit máilmmiviidosaččat njeallje eará GNSS-vuogádaga: Galileo, GPS, GLONASS ja BeiDou. Buot vuogádagaid bálvalusat doibmet seammá vuođđojurdagiin, muhto daid čađahannávccain leat juoga veardde earut mat bohtet guđege vuogádaga geavahan teknologiijaválljemiin.

Govva 1. GNSS-vuogádagaid veardádallan

Bajábeale tabeallas veardádallat eará GNSS-vuogádagaid ja daid vuođđobálvalusaid čađahannávcca rabas eanadagas. Dávjá geavaheaddji lea goittotge huksejuvvon birrasis, goas doaibmadilit satellihttasajádatdihtui nuppástuvvet eanet hástaleaddjin. Mii lea GNSS-vuogádagaid čađahannákca gávpogiid urbána ávžžiin, vuvddiin ja earáin báikkiin gos oainnus albmái lea rájálaš. Fáttás leat dahkkojuvvon máŋggat dutkamušat, muhto ovttačilggolaš vástádusa ii sáhte addit.

Mo doaibmabiras váikkuha sajádatdieđu dárkilvuhtii?

Kritihkaleamos dahkki sajádatdieđu dárkilvuhtii lea geavaheaddji vuostáiváldi áican satellihtaid lohkomearri ja daid sirdán bonjakeahtes GNSS-signálaid oažžun. Sajádatdieđu čielggadeapmái dárbbašit GNSS-signála unnimustá njealji satellihtas seammaáigásaččat. Birrasis gos leat eastagat, satellihtaid ii juvssa nu bures elemeanttaid dihtii, mat hehttejit oaidnima albmái. Geavahusas lean satellihtaid lohkomeari lasiheapmi buorida vuordaga alladási sajádatdieđu oažžumii. Buoremus čađahannávcca juksatge huksemin vuostáiváldi mii geavaha máŋgga GNSS-vuogádaga satellihtaid seammaáigásaččat.

Satellihtaid oažžuma lassin sajádatdieđu dárkilvuhtii váikkuhit mihtilmasat earálágan botnjaseamit ja rádiohehttehusat GNSS-signálain. Urbána diliin huksejuvvon infrastruktuvra ja birastahtti šleađggalaš rusttegat leat dábálaš sivat hehttehusaide. Earálágan olggožat dagahit GNSS-signálaid speadjalastimiid ja máŋggageaidnoovdáneami. Maiddái áibmogearddi eará gerddiid iešvuođat, dego ionosfeara aktiivvalašvuohta, dagahit signálaide botnjasemiid.

Máŋgii eará dávjodatguovllu geavaheapmi GNSS-signálaid sáddemis buorida vuogádagaid hehttehusaid gierdama ja vejolašvuođa divvut signálabotnjasemiid vuostáiváldiin. Máŋggadávjodaga GNSS-signála siviilageavahussii buvttada dássážii dušše Galileo-vuogádat. Maiddái GPS-vuogádat lea sirdašuvvamin dávjjit dávjodaga geavaheapmái signaleremis vehážiid mielde, go dan satellihtat buhttejuvvojit čuovvovaš sohkabuolvva rusttegiiguin.

Leatgo čađahannávcca rájit juo olahuvvon?

Ain eanet gáibideaddji heivehusčuozáhagat dárbbašit ain buoret dárkilvuođa. Árbevirolaš mehterluohká sajádatdiehtodárkilisvuođas lea boahtigoahtán boahtalčeabet heivehusovdáneamis go eará birastahtti teknologiija čađahannávccat buorránit. Doaibman- ja dorvvolašvuođakritihkalaš vuogádagat gáibidit nana luohtehahttivuođa ja hehttehusaid gierdama.

Lassánan vuordámušat čađahannákcii vuhtiiváldojedje, go Galileo gárvvisteapmi álggahuvvui Eurohpás 2000-logu loahpabealde. Dahkkojuvvon teknologiijaválljemiiguin, dego satellihttasignála sáddemiin guovtte eará dávjodagas, ohccojuvvui buorideami gávnnahuvvon hástalusaide juo lean GNSS-vuogádagaid ávkin atnimis. Eurohpás válljejuvvui rabasvuohta maiddái earáid go vuođđobálvalusaid fállamis. Dán ánssus Galileo fállá alladási vuođđobálvalusaid lassin sierrabálvalusaid njealji eará kategoriijas.

Dárkilvuođabálvalus (HAS)

High Accuracy Service (HAS) -bálvalus buvttada geavaheaddjái sajádatdieđu sullii 20 cm dárkilvuođain. Alla dárkilvuođa sajádatdiehtu dahká vejolažžan ain eanet gáibideaddji heivehusčuozáhagaid ollašuhttima. Ovdamearkka dihtii autonomalaš bargorusttegiid geavaheapmi ja maid sáhttá hálddašit gáiddusin, ávkašuvvá mearkkašahtti olu bálvalusa fállan alit dárkilvuođas.

Gávnnahanbálvalusat (OS-NMA ja CAS)

Vuođđobálvalusaid luohtehahttivuođa buorideapmái Galileo fállá sierradási gávnnahanbálvalusaid, main sáhttá dárbbu mielde sihkkarastit, ahte vuostáiváldon GNSS-signálat duođaid bohtet Galileo-satellihtain. Ja buohkaide rabas gávnnahanbálvalus OS-NMA (Open Service Navigation Message Authentication) ja gávppálaš gávnnahanbálvalus CAS (Commercial Authentication Service) vuođđuduvvet čihkkojuvvon satellihttasignálii. Dáinna váttásmahttit goalmmát oassebeali dagahan signálaid vearisteami ja čádjidahttima.

Virgeoapmahašbálvalus (PRS)

Galileo almmolaččat regulerejuvvon satellihttabálvalusa (Public Regulated Service, PRS) dahje virgeoapmahašbálvalusa mihttomearrin lea buvttadit šleađggalaččat ja doaimmalaččat sihkkarastojuvvon, jotkkolaš sajádat- ja áigedieđu EU:a lahttostáhtaide eallindehálaš doaimmaide buot diliin – maiddái kriisadiliin. Dákkáraš geavaheaddjijoavkkut leat ovdamearkka dihtii telefitnodagat, báŋkkut, earálágan johtalusa ja logistihka doaibmit, boles, gádjundoaibma, bealuštanfámut, rádjegozáhuslágádus ja tuollu.

Doarjja máilmmiviidosaš ohcan- ja gádjunbálvalussii (SAR)

Galileo-satellihtaide lea huksejuvvon doarjja máilmmiviidosaš Cospas-Sarsat-heahtesignálavuogádaga várás. Galileo SAR-gádjunbálvalusa sáhttá doaimmahit heahtesignála sáddejeaddjái dieđu das, ahte signála lea vuostáiváldon gádjunguovddážis. Ná heahtedieđu sáddejeaddji oažžu sihkkarvuođa das, ahte gádjundoaimmat leat álggahuvvon. Galileo SAR-bálvalusa geavaheapmái dárbbašuvvo earenoamáš heahtesáddenbierggas, mii aktiverejuvvo heahtedilis.

Heivehusvejolašvuođat dál ja boahttevuođas

Dáláš GNSS-vuogádagaid fállán moatte mehtera sajádatdieđu dárkilvuohta reahkká bures máŋggaide dábálaš heivehusaide dego kártanavigeremii ja logistihkkavuogádagaid dávvirčuovvumii.

Ovdánan heivehusat dego rusttegiid autonomalaš lihkadeapmi gáibidit heivehusa mielde vuollel mehtera sajádatdieđu dárkilvuođa. Rabas eanadagas Galileo ovdánan vuođđobálvalusat ja ođđa dárkilvuođabálvalus sáhttet goittotge buresge vástidit dáidda gáibádusaide.

Gávpotlágan diliin gáibádusat sajádatdieđu dárkilvuhtii lassánit ain ja nuppe dáfus satellihttasajádatdieđu doaibmabiras váttásma fuomášahtti olu. Luohtehahtti, vuollel mehtera sajádatdieđu dárkilvuođa oažžumii urbána gáhtain ja earáin seammasullasaš birrasiin dárbbašit geavatlaččat GNSS-vuogádagaid doarjjan earáid vugiid, dego telefirpmiide doarjalan báikedieđu dahje informašuvnna ávkin atnima, mii čohkkejuvvo earálágan sensoriin.

Sisbirrasiin satellihttasajádatdiehtu ii doaimma, dan sivas go álmmis boahtán rádiosignálat leat menddo heaju čađahit ráhkadusaid gáhtuid. Heivehusaid anolašvuođa dáfus livččii goittotge guovddážis gávdnat vuogi oktilaš sirdašuvvamii olgo- ja sisbirassajádatdieđu gaskkas.

GNSS-vuogádagaid buvttadan áigediehtu reahkká dárkilvuođa dáfus bures ovdamearkka dihtii báŋko- ja energiijasektora vuogádatosiid synkroniseremii. Telefirpmiid oppa áigge lassánan diehtosirdinjohtilvuođat gáibidit nannosut áigesynkroniserema fierpmi osiid gaskkas ja čielgasit ávkašuvvet GNSS-vuogádagaid ovdáneamis.

Doaibma- ja dorvokritihkalaš heivehusčuozáhagain teknologiijai doarjaleapmi geahpeda olmmošlaš meattáhusa vejolašvuođa, muhto nuppe dáfus lasiha vuogádatfeailla dagahan riskka. Galileo gávnnahanbálvalusat buktet oažžumii buohkaide geavaheaddjiide vejolašvuođa satellihttasajádatdieđu luohtehahttivuođa sihkkarastimii ja vejolaš bahádáhtolaš hehttenfiggamušaid dovddasteapmái.

Ollislašvuođas Satellihttasajádatdieđu boahttevuođa oidnosat leat positiivvalaččat: GPS báldii huksejuvvon molssaevttolaš vuogádagaid ávkin atnin lassána jođánit, bálvalusaid čađahannákca lea buorránan ja GNSS-vuogádagaid mearkkašahttivuohta lea dovddastuvvon, mii lohpida resurssaid daid bajásdoallamii ja ovdáneapmái maiddái boahttevuođas.

(saamennos Pentti Pieski)

https://www.varmuudenvuoksi.fi/aihe/huoltovarmuus/570/satelliittipaikannus_yha_laajemmin_kaytossa_-_onko_hairioihin_varauduttu_riittavasti

Yhä useampi toimiala pohjaa toimintansa satelliittien avulla saatuihin paikannus- ja aikatietoihin. Näitä tietoja välittävät GNSS-palvelut ovat häiriöalttiita ja siksi niiden mahdollisiin häiriöihin pitää varautua ajoissa ja entistä paremmin. Tietoa riskeistä ja vinkkejä varautumiseen löytyy Huoltovarmuuskeskuksen teettämästä selvityksestä.

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.

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

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.

Tutkimusretkiä kosmokseen 25.7.–5.8.2022

Tutkimusretkiä kosmokseen 25.7.–5.8.2022

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/

FAN Suomen astrobiologit

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.

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 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