Venäläistä rulettia satelliittipaikannuksella

2024-06-07 [Petri]

Yli 46.000 lentoa Itämeren alueella on tähän mennessä raportoinut navigointiongelmista GPS-järjestelmän kanssa. Finnair on joutunut perumaan lentoja Tarttoon ja palaamaan Itä-Suomen kentille suuntautuneilta reiteiltään takaisin Helsinkiin ilman laskeutumista.

Kaikki nämä tapaukset johtuvat siitä, että kyseisten kenttien laskeutumisohjeet perustuvat satelliittipaikannukseen, ja GPS-signaali on yllättäen muuttunut epäluotettavaksi.

Asiaa tutkineiden mukaan syynä tähän on järjestelmällinen Venäjän aikaansaama häirintä.

On vaikea ymmärtää millaista “etua” Venäjä itselleen on hakemassa jumittamalla tietoisesti yhden viime vuosisadan hienoimman turvallisuutta parantaneen järjestelmän: tämä olisi normaalia sotatilanteessa, mutta ei satoja kilometrejä rintaman ulkopuolella tapahtuvana siviilientojen häirintänä.

Käyn kirjassani läpi perinteisten ilmailun navigointijärjestelmien historian ympärisäteilevistä majakoista (Non-Directional Beacons, NDB) VHF Omni Range (VOR) majakoihin ja Instrumenttilaskeutumisjärjestelmiin (ILS).

VOR-asemien “ketjut” ovat olleen ilmailun reittinavigoinnin ydin vuosikymmenten ajan, ja jokainen lentäjä on tottunut niitä käyttämään. NDB-asemia on edelleen käytössä siellä täällä, mutta ne ovat tavallisesti vain “varmistusten varmistuksia” ja usein vain mielenkiintoisia testikohteita aloitteleville instrumenttilentäjille. ILS-järjestelmien käyttöä tulee taas jokaisen instrumenttikoulutetun lentäjän testata kouluttajan kanssa tasaisin väliajoin pysyäkseen lentokelpoisena.

Niin VOR- kuin ILS-järjestelmätkin ovat varsin kalliita ylläpitää, kun taas GPS on täysin “ilmainen” käyttäjän näkökulmasta, joten uusia, aiempaa tarkempia laskeutumis- ja navigointiapuja onkin kehitetty tähän “taivaspalveluun” perustuen.

Viime vuosien trendi on kansainvälisesti ollut keskittää VOR-asemat vain luomaan maan tai maanosan kattavia reittirakenteita, ja korvata kalliit ILS-järjestelmät uusilla aluenavigointijärjestelmillä (RNAV). Tämä menetelmä tarjoaa lähestymisreitin kiitoradalle GPS-reittipisteiden kautta.

Koska kyseessä on pelkästään virtuaaliset reittipisteet vapaasti valittaviin koordinaatteihin, näitä voidaan luoda tarpeen mukaan ja siten muodostaa aiempaa joustavampia ja polttoainetta säästäviä lähestymismalleja. Näiden avulla saadaan luotettava huonon sään lähestymisjärjestelmä myös pienemmille lentokentille, joiden liikennetiheys ei riittäisi perustelemaan ILS-investointia.

Näin ollen pienkenttien liikennevarmuus paranee, ja niistä voi tulla järkeviä investointikohteita lentoyhtiöille, avaten uusia reittivaihtoehtoja lähempänä potentiaalisia matkustajaryhmiä.

Aivan perus-GPS ei tarkkuudeltaan tähän riitä, joten sitä tukemaan on lisätty ns. WAAS- (Wide Area Augmentation System) ja EGNOS- (European Geostationary Navigation Overlay) satelliitteja, jotka tuottavat reaaliaikaisen korjausinformaation, jonka avulla ilmakehässä koko ajan tapahtuva radioaaltojen satunnainen vääristyminen korjataan. GPS-vastaanotin käyttää tätä tietoa hyväkseen ja tuottaa sijaintitiedon muutaman metrin tarkkuudella.

Tuloksena on siten “useampi kärpästä yhdellä iskulla”-ratkaisu: saadaan halvempi, tarkempi, joustavampi ja laajemmin käytettävissä oleva ratkaisu, jonka ansiosta aiempi kallis ILS voidaan purkaa.

GPS-tuki reitillä on luonnollisesti myös turvallisuutta lisäävä “vaihtoehtoinen näkökulma”: vaikka lentosuunnitelma olisikin rakennettu perinteisiin VOR-asemiin perustuen, elävä GPS-kartta sen ohella varmistaa, että ollaan menossa juuri oikealla reitillä.

Koska GPS on käytössä kaikkialla, sen avulla voidaan myös siirtyä suoriin A→B lentoihin. Koneiden ei siten tarvitse enää pakkautua VOR-järjestelmien muodostamiin lentoväyliin, vaan ne voivat lentää suoraan lyhyintä reittiä kohteeseensa. Polttoainekulujen säästössä puhutaan sadoista miljoonista vuosittain, ja lennonjohdon työkuorma vähenee kun koneet hajaantuvat suuremmalle alueelle.

Kaiken kaikkiaan ilmailun taloudellisuus, varmuus ja turvallisuus oli hyvää vauhtia paranemassa, kunnes Venäjä päätti, että hyökkäys naapurimaahan on temppu, jolla Venäjän arvostusta maailmassa nostetaan.

Toisin kävi.

Surullisinta tässä on se, että GPS-signaalin häirintä on varsin yksinkertaista: GPS-satelliitit lähettävät datavirtansa 20.000 kilmetrin korkeudesta, ja viestien rakenne on julkista tietoa. Siten maasta käsin tapahtuva häirintäsignaalin lähettäminen riittävän tehokkaasti on helppoa: lähetinten etäisyyksien ero on yli tuhatkertainen.

Kuten alussa sanoin, moni asejärjestelmä on nykyisin GPS-ohjautuva, joten häirintä sotaoloissa on paitsi ymmärrettävää, myös elintärkeää. Mutta sen käyttäminen siviili-ilmailua ja myös laivoja kohtaan on käsittämätöntä kiusantekoa, josta ei ole minkäänlaisia positiivisia seuraamuksia Venäjälle.

Tätä kirjoittaessa FlightRadar24-sivusto listasi yli sata lentokonetta Kaliningradin läheisyydessä (kuva). Hyvin todennäköisesti jälleen moni näistä lennoista tulee raportoimaan navigointiongelmista.

Tämän tekee erityisen turhauttavaksi se yksinkertainen seikka, että sotilaskoneet on vakiona varustettu moninkertaisilla navigointijärjestelmillä: häirintä on oletusarvo. Siten tämän toiminnan seuraukset kohdistuvat pahimmin juuri siviili-ilmailuun.

Toistaiseksi ollaan selvitty ilman onnettomuuksia tai "läheltä piti"-tilanteita, kiitos päällekäisten järjestelmien, mutta riski on noussut merkittävästi ja eritoten aivan tarpeettomasti näiden Venäjän toimien seurauksena.

Hieman pidempi ja yksityiskohtaisempi kuvaus tilanteesta on englannin kielisessä versiossani tästä aiheesta.

Permalink: https://bhoew.com/blog/fi/157