Tarkkaa ja häiriönsietävää navigointia

Suomen merialueilla on alueita, joilla na vigointi on haastavaa ja jotka ovat erityisen alttiita näille uhille. Riski keskeytyksille ja häiriöille huonon näkyvyyden aikana on kohonnut erityisesti Etelä-Suomen suurista satamista operoivan meriliikenteen osalta. Uudet teknologiat, kuten monitaajuus ja monijärjestelmäinen signaalinkäsittely, inertiaaliset mittausyksiköt (Inertial Measurement Units, IMU) ja muut GNSS-järjestelmien kestävyyttä ja luotettavuutta ovat ratkaisevan tärkeitä.

Parannettu häirinnänsietokyky

Perinteiset GPS-vastaanottimet käyttävät yhtä taajuusaluetta (L1), mikä tekee niistä helppoja kohteita häirinnälle. Monitaajuusvastaanottimet käyttävät useita taajuusalueita (kuten L1, L2 ja GPS:n osalta L5), mikä vaikeuttaa ulkopuolisten toimijoiden tekemää häirintää. Jos tietyn taajuuden signaali estetään, voi vastaanotin vaihtaa toiseen taajuuteen ja varmistaa jatkuvan toiminnan. Parempi signaalin eheys saavutetaan vertaamalla eri taajuuksia, jolloin järjestelmä voi havaita epäjohdonmukaisuuksia ja tunnistaa mahdollisesti estetyt signaalit.

GPS:n lisäksi muut GNSS-järjestelmät, kuten GLONASS (Venäjä), Galileo (Eurooppa) ja BeiDou (Kiina), tarjoavat täydentäviä signaaleja. Käyttämällä vastaanotinta, joka integroi näiden järjestelmien signaalit, saadaan useita etuja. Useammat satelliittisignaalit tarkoittavat parempaa tarkkuutta ja luotettavaa paikannusta, vaikka yksi järjestelmä vaarantuisi. Tehokkaampi datan hallinta useilla järjestelmillä voi parantaa paikannustarkkuutta.

Parempi resilienssi ja häirintäyritysten tunnistuskyky

Monitaajuus- ja monijärjestelmävastaanottimia yhdistämällä saadaan synergioita, joita voidaan hyödyntää optimaalisesti ja taata järjestelmän resilienssi. Teknologiat varmistavat, että järjestelmä jatkaa toimintaansa häirinnästä ja signaalinestoyrityksistä huolimatta.

Kehittynyt signaalintunnistus ja edistyneet tekniikat mahdollistavat häirintäsignaalien tunnistamisen ja parhaassa tapauksessa myös niiden estämisen. Tärkeitä signaalin ominaisuuksia, kuten taajuutta, voimakkuutta ja modulaatiota, tarkistetaan poikkeavuuksien havaitsemiseksi. Algoritmit etsivät vaihe-eroja, ajoitusongelmia tai ristiriitaisuuksia, jotka viittaavat häirintäyritykseen. Samalla useista lähteistä peräisin olevia signaaleja verrataan keskenään epäjohdonmukaisuuksien havaitsemiseksi. Tämä kaikki tarjoaa lisäsuojausta järjestelmälle.

Digitaaliset suodattimet SDR GNSS -vastaanottimissa

Ohjelmistoradiotekniikkaan (Software-defined radio, SDR) perustuvat GNSS-vastaanottimet käyttävät digitaalisia suodattimia parantaakseen signaalinkäsittelyä häiriöalttiissa ympäristöissä. Suodattimet eristävät oikeat GNSS-signaalit ja vaimentavat kohinaa ja häiriöitä. Samalla ne puhdistavat signaaleja, parantavat tarkkuutta ja vähentävät monitiehäiriöiden aiheuttamia virheitä.

Erittäin tarkat anturit alusten liikkeille

Yhdistämällä aluksella oleva reaaliaikainen kinematiikkajärjestelmä (Real-Time Kinematic, RTK), joka tarjoaa senttimetrin tarkkuuden, ja inertiaaliset mittausyksiköt (Inertial Measurement Unit, IMU), parannetaan tarkkuutta ja kestävyyttä monimutkaisissa tai merenkulkuympäristöissä, jotka ovat alttiita signaalinestolle. Sijainti lasketaan ja ylläpidetään aluksen liikkeistä saatujen tietojen avulla.

Navigointipohja käyttää RTK-paikannusta ja tarjoaa liikkuvalle yksikölle reaaliaikaisia korjauksia, mikä mahdollistaa erittäin tarkan suunnan ja nopeuden. Kiinteä suhteellinen sijainti pohjan ja liikkuvan yksikön välillä auttaa myös havaitsemaan väärennetyt sijaintisignaalit. Samalla IMU:t seuraavat liikettä, suuntaa ja nopeutta. Jos GNSS-signaalit häiriintyvät, IMU voi jatkaa sijainnin arviointia ja siten varmistaa keskeytymättömän navigoinnin.

Suojaus signaalinestoa vastaan CRPA-antennien avulla

Ohjatut vastaanottokuvioantennit (Controlled Reception Pattern Antenna, CRPA) parantavat GNSS-järjestelmän kestävyyttä keskittymällä oikeisiin satelliittisignaaleihin ja torjumalla häiritsijöiden aiheuttamat häiriöt. CRPA-antennit priorisoivat tietyistä suunnista tulevat satelliittisignaalit ja vähentävät signaalineston vaikutusta. Lisäksi nämä antennit voivat säätää vastaanottokuvioitaan dynaamisesti minimoidakseen häiriöt ja optimoidakseen signaali-kohinasuhteen paremman signaalinlaadun saavuttamiseksi.

Suomen merenkulkutoiminta 

GNSS on olennainen osa merenkulun infrastruktuuria. Siksi erityisesti Suomelle on tärkeää varmistaa sen kestävyys huijaus- ja signaalinestoa vastaan. Suomi on erittäin riippuvainen turvallisesta ja toimivasta merilii-kenteestä kansantalouden ja huoltovarmuuden takaamiseksi.

Yhdistämällä monitaajuus- ja monijärjestelmävastaanottimet, signaalintunnistus, CRPA-antennit, digitaaliset suodattimet ja edistyneet tekniikat, kuten RTK ja IMU, GNSS-järjestelmistä tulee huomattavasti kestävämpiä. Nämä teknologiat eivät ainoastaan suojaa uhkia vastaan, vaan myös parantavat tarkkuutta ja luotettavuutta, jolloin ne tekevät merenkulusta turvallisempaa ja kestävämpää.

Vuonna 2024 julkaistiin uusi sukupolvi SOLAS (International Convention for the Safety of Life at Sea) -hyväksyttyjä GNSS-vastaanottimia, jotka perustuvat näihin teknologioihin. Esimerkkejä ovat Saab TransponderTechin R6 NAV -anturi ja R6 NEO NAV -anturi. Saabin R6 NAV NEO on monipuolinen ratkaisu avomerille, satamiin ja muille vilkkaille vesialueille, ja se on suunniteltu vastaamaan kasvavaan tarkkuusnavigointiantureiden kysyntään. Saab TransponderTech on myös mukana kehittämässä seuraavan sukupolven AIS- ja VDES-tunnistusjärjestelmiä (Automatic Identification System, AIS ja VHF Data Echange System, VDES). Näiden järjestelmien kokeet rannikkoasemilla ja aluksilla ovat käynnissä yhdessä satelliitti-VDES:n kanssa. Kokeet toteutetaan tiiviissä yhteistyössä merenkulkuviranomaisten kanssa ympäri maailmaa.

Maritime TransponderTech

Tarjoamme paikannus- ja navigointitehoa ammattimaisille merenkulkijoille. Palvelemme ylpeänä kaupallista merenkulkua, merivoimia, rannikkovartiostoja ja merenkulkuviranomaisia kaikkialla maailmassa ja edistämme turvallisuutta ja tehokkuutta merellä.

Lue lisää