Kokeile kuukausi maksutta

Venäjän hyökkäys voi näkyä yllättäen rakennustyömailla – Häirintä voi estää sentin tarkan mittaustoiminnan

Kyberhäirintä voi aiheuttaa viivästyksiä rakennustyömailla ja häiritä erityisesti maanrakennuskoneiden 3D-ohjauslaitteita. Tukiasemilla voidaan välttää paikannukseen kohdistuvaa häirintää.

Suurin osa infratyömaista käyttää paikannuksen varmistamiseen työmaan omaa tukiasemaa. Kuva: Liisa Takala
Kuuntele juttu

Häiriöt johtuvat satelliittisignaalissa esiintyvistä häiriöistä, jotka voivat johtua luonnollisista syistä tai tarkoituksellisesta häirinnästä. Viranomaiset suorittavat signaalin valvontaa ja puuttuvat poikkeamiin.

Satelliittipaikannuksella on merkittävä rooli yhteiskunnan tärkeillä osa-alueilla, kuten esimerkiksi rahaliikenteessä, energiaverkoissa, ilmailussa, merenkulussa sekä pelastustoimessa. Myös rakennusalalla tarkan paikannuksen tarve on kasvanut erityisesti esimerkiksi maanrakennuskoneiden koneohjatussa toiminnassa sekä työkoneiden ja -laitteiden paikannuksessa.

Liikenne- ja viestintävirasto Traficomin mukaan häiriöiden määrä on ollut viime vuosina kasvussa. Ukrainan sota on käynnistänyt uuden häirintäaallon. Tyypillisimmin häirintä kohdistuu lentoliikenteen navigointiin, mutta yksittäisiä häiriöitä on havaittu esimerkiksi infratyömailla. Yleensä häirintä on lyhytkestoista, jotta sen lähde ei paljastu.

”Satelliittipaikannuksen häirintä vaikuttaa kaikkiin häiriön alueella oleviin vastaanottimiin siten, että se peittää paikannussatelliiteista tulevat signaalit, joiden teho on huomattavasti pienempi kuin maanpinnalta tuleva häirintäsignaali. Tämä koskee niin autojen navigaattoreita kuin rakennustyömaiden työkoneita. Näissä koneissa käytetään useimmiten tarkkuuspaikannusta, koska tarkkuusvaatimus on noin kaksi senttimetriä. Tarkkuusvastaanottimiin tulee samaa satellittidataa ja sen lisäksi korjausdataa maa-asemilta tarkkuuden parantamiseksi”, osastonjohtaja, professori Sanna Kaasalainen Maanmittauslaitokselta kertoo.

Jos paikannusvastaanotinta häiritään, seurauksena on, ettei se saa laskettua paikkaa ollenkaan tai paikkaratkaisussa on isoja virheitä. Jos kyseessä on niin sanottu harhautus, vastaanotin laskee paikan väärin. Tällöin myös esimerkiksi työkoneiden jakama sijaintitieto ei ole luotettavaa eikä seuranta onnistu.

Paikannussatelliitit lähettävät signaalia avaruudesta maahan noin 100 watin (W) teholla. Niin sanottu GNSS-vastaanotin pystyy tunnistamaan signaalit niiden sisältämän informaation perusteella, ja pystyy siksi erottamaan satelliitin lähettämän signaalin kohinasta. Koska välimatkaa maahan on noin 20 000 kilometriä, on vastaanottimeen tulevan signaalin teho niin heikko, että se on helppo peittää yksinkertaisellakin radiolaitteella (jamming).

Tyypillisesti nämä häirintälaitteet, jammerit, lähettävät voimakasta signaalia GNSS-taajuuksilla niin, että häirintäsignaali estää GNSS-signaalin vastaanottamisen. Kun tällainen signaali tulee yhdestä lähettimestä, sen tulosuunta voidaan selvittää RF-signaalin tulokulmaan perustuen. Pienikin teho riittää, esimerkiksi 1W -tehoisella laitteella voidaan estää GNSS-signaalit jopa 20 neliökilometrin alueella.

Koska signaalin sisältämä informaatio on hyvin tunnettua, se pystytään myös väärentämään, ja tätä väärennettyä signaalia voidaan käyttää vastaanottimen harhautukseen (spoofing). Harhautuksessa vastaanottimelle lähetetään väärennettyä signaalia, jolloin sen signaalista laskema sijainti ei pidä paikkaansa. Harhautukseen tarvitaan jo enemmän osaamista ja laitteistoa, koska siinä pitää pystyä tuottamaan samanlaista signaalia kuin paikannussatelliiteista.

”Häiriöiden määrä on viime aikoina kasvanut Suomessa ja muuallakin. Vaikka häiriöt ovat tähän asti olleet harvinaisia, on niihin syytä varautua erilaisilla varajärjestelmillä. Kriisialueilla häirintää esiintyy enemmän ja se on muutenkin lisääntymässä, koska paikkatietoon perustuvat sovellukset kasvavat jatkuvasti”, Kaasalainen kertoo.

Kahden sentin tarkkuus

Nykyään jo lähes kaikilla infratyömailla työt tehdään 3D-mallinnettuna, mutta yksikään kone ei operoi pelkästään satelliitista saadun signaalin turvin vaan signaaliin liitetään aina korjauslaskentaa. Maanrakennuskoneiden 3D-ohjauslaite perustuu siis satelliittipaikannukseen, mutta sen kanssa ei pysty työskentelemään ilman korjaussignaalia. Suomessa korjaussignaalia toimittavia yrityksiä on kaksi.

Jos työmaalla on oma tukiasema, se ei tarvitse korjaussignaalia, koska tukiasema kertoo tarkasti koneen ja kauhan sijainnin. Koneiden ohjauslaitteet eivät pysty vaadittuun kahden sentin tarkkuuteen siis ilman korjaussignaalia tai työmaan tukiasemaa.

Kun työkoneen signaalin tarkkuus heikentyy tai siihen tulee häiriöitä, järjestelmä sulkee itsensä. Pahimmassa häirintään liittyvässä skenariossa ja muutaman koneurakoitsijan kauhukuvissa korkokepit voivat tulla takaisin työmaille, sillä lähes kaikki työmaat mallinnetaan nykyisin.

Erilaisia mittauspalveluita tuottavan Geotrimin toimitusjohtaja Timo Sääski on viime päivinä saanut asiakkailtaan useita puheluita, joissa on kyselty häirinnästä ja sen vaikutuksista. Vaikka suurimmat häiriöt on koettu lentoliikenteessä, myös esimerkiksi infratyömailla on ollut tapauksia, joissa häirintälaitteita ja häirintää on havaittu.

”On tapauksia, joissa laiton jammeri on tullut samalle radiotaajuudelle, jossa käytetään työmaan koneita käytetään. Silloin työmaalla ei saatu mittaus- tai korjaussignaalia hetkellisesti käyttöön”, Sääski kertoo.

Harvalla häirintää aiheuttavalla on tarkoitus estää työmaan mittauksia. Yleensä halutaan häiritä kulkureitin mittausta. Laittomilla laitteilla on haluttu sotkea esimerkiksi ajopäiväkirjan toimintaa.

”Kaikistä häiriöistä kannattaa aina raportoida”, Sääksi sanoo.

Ennen Ukrainan sotaa suurin osa GNSS-häirinnästä erityisesti Suomessa on ollut pienimuotoista ja yksittäisten pienten toimijoiden tekemää. Traficom monitoroi häiriöitä, ja vastaanottaa ilmoituksia GNSS-häiriöistä sähköisen palvelun kautta. Ilmoituksia tekevät tyypillisesti tavalliset kansalaiset.

Yleensä syyksi on paljastunut esimerkiksi laitevika GNSS-häiriön sijaan. Riskinä kuitenkin on, että tulevaisuudessa häiriöt ja jopa tahallinen häirintä lisääntyy GNSS-pohjaisten sovellusten, kuten esimerkiksi ajopiirtureiden, -tietullijärjestelmien ja  niin sanottujen geofencing-järjestelmien yleistymisen myötä.

”Tarkemmissa mittalaitteissa on aina paikannussiru sisäänrakennettuna, jotta niiden sijaintia voi seurata esimerkiksi varastamisen varalta. Näissä tarkkuudeksi riittää yleensä muutama metri. Toki korjauspalvelulla satelliittipalvelussa päästään pystyssä sijaitsevan kananmunan tarkkuuteen, mutta yleensä puhutaan metreistä.”

Maailmalla jo yleistä

Silloin tällöin on voitu havaita myös voimakkaampaa häirintää. Tämä on yleisempää maailmalla, erityisesti kriisialueilla tai niiden läheisyydessä.

Viime syksynä julkaistun Maanmittauslaitoksen ”Selvitys GNSS-palvelujen tarjonnasta ja toiminnasta” -raportin mukaan esimerkiksi heinäkuussa 2019 Britannian öljytankkeri joutui harhautuksen uhriksi Hormuzinsalmella Iranin eteläpuolella. Harhauttamisesta epäiltiin Iranin armeijaa.

Myös Mustallamerellä on ollut laajamittaista laivojen harhauttamista. Harhautus tapahtuu vähitellen siten, että laiva näyttäisi harhautuneen reitiltä, ja näiden toistuvien harhautumisen seurauksena tehdyt reitin korjaukset vähitellen aiheuttavat laivan kurssin muuttumisen. Suurin osa julkisuuteen tulleista harhautustapauksista onkin tapahtunut merellä, jossa sitä on teknisesti helpompi toteuttaa, mutta sitä on havaittu myös esimerkiksi lentokenttien läheisyydessä Venäjällä.

Laajamittaista häirintää voi toteuttaa kytkemällä häirintälaite eli jammeri suuritehoiseen suunta-antenniin, jonka avulla häirintäsignaalia voidaan lähettää suurella teholla kattamaan suurempi alue kuin häirintälaitteella yksin. Tällaiset antennit ovat tyypillisiä sotilaskäytössä, ja signaali ja sen tulosuunta on helppo havaita.

Harhautukseen voidaan käyttää samanlaista menetelmää vaihtamalla häirintälaitteen tilalle signaalisimulaattori. Maan pinnalla olevalla antennilla voidaan lähettää häirintää 2-5 kilometrin päästä, mutta kuten muussakin radiotoiminnassa, jos halutaan laajempi kattavuus, täytyisi käyttää suuritehoista parabolista, halkaisijaltaan noin 5-10 metristä, antennia ja lähetyksen tulisi tapahtua ilmasta tai avaruudesta käsin.

Häiriöiden havaitseminen ja tunnistaminen on usein melko suoraviivaista, mutta niiden lokalisaatio ei ole tällä hetkellä erityisen kehittynyttä.

Tätä artikkelia ei ole kommentoitu

0 vastausta artikkeliin “Venäjän hyökkäys voi näkyä yllättäen rakennustyömailla – Häirintä voi estää sentin tarkan mittaustoiminnan”

Vastaa

Viimeisimmät näkökulmat