Satellittnavigasjon og bruk

Satellittnavigasjon er tilnærmet enerådende teknologi for alle anvendelser som inkluderer posisjonering, stedfesting, sporing og navigasjon.

Navigasjonssatellitter med tilhørende stasjoner på bakken er kritisk infrastruktur for viktige samfunnsområder som olje og gass, transport, energiforsyningen, kommunikasjonsnett og finansielle transaksjoner. Det finnes ingen alternativer som kan levere tilsvarende global ytelse på tvers av sektorer.

Opp gjennom menneskenes historie har både sola, månen, stjernene, fjell, fyrtårn og andre objekter som er godt synlige, blitt brukt til å navigere etter. I det moderne samfunnet trengs navigasjonsobjekter som kan "sees" uansett tid på døgnet, årstid og høyde over havet.

Konstellasjon av Galileo-satellitter, Europas nye navigasjonssystem. Illustrasjon: ESA/J. Huart

Til dette benyttes satellitter i bane rundt jorda vel 20 000 km over bakken. Et system med 30 satellitter vil gi global dekning hele døgnet.

Navigasjonssatellittene sender signaler som navigasjonsmottakere benytter for å beregne sin posisjon. Signalene inneholder det nøyaktige tidspunktet som signalet ble sendt. Tiden hentes fra en supernøyaktig atomklokke ombord i satellitten.

Navigasjonsmottakere beregner avstanden til satellittene ved å finne tidsforsinkelsen mellom når signalet forlot satellitten og når det ankom mottakeren. Når mottakeren kjenner satellittenes posisjon kan den så beregne egen posisjon.

Mottakerne må se signaler fra minst fire ulike satellitter for å beregne lengde- og breddegrad samt høyde over havet med nøyaktighet ned til bare noen få meter i sann tid. I tillegg til posisjon får man nøyaktig tid og hastighet fra navigasjonssatellittenes signaler.

I dag er det satellittene i det amerikanske systemet Global Positioning System, GPS, som benyttes av flest brukere over hele verden. Det finnes også et russisk satellittnavigasjonssystem, GLONASS, med global dekning.

Det kinesiske satellittnavigasjonssystemet  Beidou utvides fram mot 2020 fra å ha regional til å ha global dekning. Europas selvstendige satellittnavigasjonssystem, Galileo,  er under bygging og skal være fullt operativt innen 2020.

Stort antall bruksområder

Veksten i bruk av satellittnavigasjon er formidabel. Det finnes et enormt marked for produkter og tjenester. Også sikkerhetskritisk bruk øker. Satellittbasert posisjonering relatert til vei og stedsbaserte tjenester forventes å ha den største markedsveksten framover. Se GSA Market Report.

Det siste tiåret har den sivile anvendelse av satellittnavigasjon eksplodert. USAs militære satellittnavigasjonssystem GPS (Global Positioning System) har siden tidlig operasjon på midten av 90-tallet, også hatt et signal for sivile brukere. Da forstyrrelsen på det sivile GPS-signalet ble fjernet i år 2000 gikk posisjonsfeilen ned fra 100 til 10 meter. Dette åpnet for et utall anvendelser av GPS.

Bilnavigasjon, flåtestyring (styring og overvåking av mobile enheter) og sporing av alt fra verditransport, farlig gods og kollektivtrafikk til fugler, dyr og mennesker skyter fart. Satellittnavigasjon benyttes for å stedfeste objekter til bruk i geografiske informasjonssystemer.

Bygging, drift og vedlikehold, som brøyting og salting, av vei baserer seg på maskinstyring ved hjelp av navigasjonssatellitter. Fra 2015 skal alle nye biler i EU (samt Norge, Sveits og Island) ha satellittnavigasjon for posisjonering, slik at automatisk nødanrop kan utløses ved ulykker.

Navigasjon og posisjonering for maritim og offshore-virksomhet er i dag utelukkende basert på satellittnavigasjon. Olje- og gassindustrien begynte tidlig å bruke satellittnavigasjon i Nordsjøen. Ved å bruke korreksjoner fra referansestasjoner i kjente posisjoner blir posisjoneringen enda mer nøyaktig. Norge tok tidlig i bruk slike metoder for differensiell GPS.

Panorama over Galileos kombinerte uplink-stasjon og sensorstasjon på Svalbard. Foto: ESA - Fermin Alvarez Lopez.

Geologiske undersøkelser, seismikk, for kartlegging og overvåking av havbunnen og ressurser som ligger under havbunnen er basert på navigasjonssatellitter.  I tillegg brukes satellittnavigasjon i offshoreoperasjoner som ved brønnboring, når store flytende plattformer skal ankre opp, ved dykkeroperasjoner, og når forsyningsskip og tankskip skal legge til eller operere nær oljeinstallasjonene.

Effektiv utnyttelse av luftromskapasitet og innflygingssystemene til de store norske lufthavner baserer seg mer og mer på bruk av satellittnavigasjon. Luftfarten er i startfasen for bruk av satellittnavigasjon til innflygning med vertikale sikkerhetskrav.

Satellittbaserte navigasjons-, posisjons- og tidstjenester har et bredt nedslagsfelt, og GPS-sensorer i kvadratmillimeterstørrelse benyttes i stadig nye typer brukerutstyr (mobiltelefon, kamera, klokke, løpesko, trygghetsalarm, hundehalsbånd, med mer). Finansielle transaksjoner, kraftnett og telenett benytter GPS for nøyaktig tid.

I fremtiden forventes Norges bruk av infrastruktur i rommet å fortsette å øke, både i omfang og viktighet.