GPS-signaali katoaa monesta eri syystä – häiriöitä aiheuttavat niin luonnonilmiöt kuin häirintälähettimetkin
GPS-signaalin katoamiseen voi olla monia syitä. Osa johtuu luonnonilmiöistä, mutta syynä voi olla myös vieraan valtion tuottama häirintä.
Timo Oksasen mukaan GNSS-paikannukseen perustuvan automaattiohjauksen ajoittaisten ongelmien syyn selvittäminen on vaikeaa. Kuvituskuva. Kuva: Marcus Pasveer25.7.202408:00
Tarkkaan GNSS-paikannukseen perustuva automaattiohjaus on valtavirtaa laajoilla viljelyalueilla, kuten Australiassa ja Pohjois-Amerikassa. Leveitä työkoneita on vaikea silmämääräisesti ohjata tarkasti kulkemaan vakioetäisyydellä edellisestä ajolinjasta. Mikäli GNSS-järjestelmä ja tarkennussignaali ei toimi, peltotyöt voivat kokonaan keskeytyä. Suomessa käytössä olevat muokkaus-, kylvö- ja sadonkorjuun työkoneet ovat yleensä sen verran kapeita, että laadusta tinkimällä työ saadaan tehtyä ilmankin.
Noin 20 000 kilometrin korkeudessa viilettävien GNSS-satellittien lähettämä signaali on erittäin heikkoa, esimerkiksi suhteessa matkapuhelinverkon tai televisiolähetysten tehoon. Heikosta signaalista johtuen sitä on helppo häiritä kauempaakin, mutta myös ilmakehässä tapahtuvat ilmiöt häiritsevät sitä luontaisesti. Analogisen television aikakautena signaalissa olevien häiriöiden suuruutta pystyi maallikko ymmärtämään kuvassa olevan lumisateen perusteella.
Tänä keväänä on raportoitu ongelmia GNSS-paikannuksessa. Lentokoneissa olevien laitteiden ja niiden havaintojen perusteella on pystytty selvittämään, että itärajan takana on häirintälähettimiä käytössä, jotka aiheuttavat ongelmia tuntemattoman kantomatkan päähän. Koska GNSS-signaali on hyvin heikkoa, sitä on helppo häiritä esim. tuottamalla vahvempaa kohinaa samalle taajuudelle. Onneksi maapallon pinnan kaarevuus heikentää kaukaa matalalta lähetettävän häirintäsignaalin kulkua esim. traktorin katolla oleville antenneille.
Suuri osa luontaisista GNSS-signaalihäiriöistä syntyy yläilmakehässä, jossa satelliitista lähtenyt signaali kohtaa ionosoituneita hiukkasia ja signaali vääristyy ja heikkenee. Auringon aktiivisuus vaikuttaa suoraan näiden hiukkasten syntymiseen ja käyttäytymiseen. Auringon aktiivisuus vaihtelee huomattavasti ja siinä tunnetaan ns. 11 vuoden sykli, eli noin 11 vuoden välein auringon pinnalla tapahtuvat ilmiöt ovat aina huipussaan. Tänä vuonna auringon aktiivisuus alkaa olla taas huippulukemissa ja tämän huipun laki saavutettaneen tänä tai ensi vuonna. Sitten auringon purkaukset alkavat taas rauhoittua. Auringon korkea aktiivisuus jatkunee vielä pari vuotta tästä eteenpäin.
Auringon korkea aktiivisuuskausi aiheuttaa sekä revontulia että GNSS-häiriöitä, mutta aiempien syklien huippuaikoina myös eri maiden sähköverkoissa on ollut vakavia ongelmia. Korkea auringon aktivisuus aiheuttaa yläilmakehässä voimakasta GNSS-signaalin vääristymistä, ja sopivassa suunnassa olevan satellitin lähettämä signaali voi olla käyttökelvotonta. Vastaavasti voimakkaat vaihtelut vaikuttavat maan päällä oleviin GNSS-tukiasemiin ja RTK-laskenta ei löydä matemaattista ratkaisua.
GNSS-paikannukseen perustuvan automaattiohjauksen ajoittaisten ongelmien syyn selvittäminen on vaikeaa. Juurisyy voi löytyä vastaanottopuolella antennista, antennin kaapelista, vastaanottimen liittimistä, korjaussignaalista tai vääristyneestä satelliittisignaalista.
Tänä keväänä eräänä iltana pääkaupunkiseudulla RTK-GNSS paikannus lakkasi toimimasta parin tunnin ajaksi. Onneksi Ilmatieteenlaitoksen sivuilla oleva reaaliaikainen "revontuliennuste" paljasti, että auringon aktiivisuudesta johtuva geomagneettinen häiriö oli juuri noiden parin tunnin aikana erittäin korkea – syyllistä ei tarvinnut etsiä tällä kertaa antennikaapelista.
Koneviestin kolumnisti Timo Oksanen toimii maatalouskoneautomaation professorina Münchenin teknillisessä yliopistossa.
Joko sinulle tulee Koneviestin uutiskirje? Tilaamalla maksuttoman uutiskirjeen saat noin kerran kuukaudessa sähköpostiisi toimituksen valitsemia kiinnostavimpia juttuvinkkejä. Tilaa uutiskirje
Artikkelin aiheet- Osaston luetuimmat
