Når GPSen svikter

Satellittnavigasjonssystemer brukes i nær sagt alle sammenhenger innen frakt, transport og reise.

Bil, båt, fly, turgåere, turister og andre bruker satellitter til å finne frem. I nødsituasjoner er disse systemene livsviktige for å bli funnet raskt.

Men noen ganger kan mulighetene for å navigere og foreta posisjonsbestemmelse ved hjelp av satellitter svikte. Hva gjør vi da?

Hva kan forstyrre satellittnavigasjon?

- Satellittnavigasjonssignaler kan forstyrres med relativt enkle midler, men som regel virker slik jamming kun lokalt, sier Steinar Thomsen, seksjonssjef innen satellittnavigasjon ved Norsk Romsenter.

Fordi navigasjonssignalene fra rommet har beveget seg over 20 000 kilometer fra satellitten og ned til jorda, er disse signalene relativt svake og dermed lett å forstyrre på bakken.

Sikthindringer som åser, fjell og høye bygninger, samt jordas egen krumming, begrenser rekkevidden på jammingen.

Når det nye europeiske navigasjonssystemet Galileo er ferdig vil det telle 30 satellitter. Grafikk: ESA/P. Carril

Slike sikthindringer skygger også for signalene fra navigasjonssatellittene selv, og er en av de vanligste grunnene til tap eller forstyrrelse av navigasjonssignaler generelt.

Siden satellittnavigasjonssignalene også går gjennom atmosfæren, er de følsomme for lokale forstyrrelser i ionosfæren som skyldes solstormer, såkalt romvær.

- Ved bruk av satellitter fra flere systemer samtidig, som for eksempel GPS og Galileo, det nye europeiske satellittnavigasjonssystemet, får vi tilgang til satellitter som er spredt over en større del av himmelen, sier Thomsen.

Siden sikthindringer og romvær vil påvirke signalene fra de ulike satellittene forskjellig, får vi tilgang til nok uforstyrrete signaler dersom vi bruker mottakere som nyttegjør seg av flere systemer.

Dessuten benytter Galileo delvis de samme frekvensene som det amerikanske GPS, slik at de to systemene kan brukes om hverandre.

Galileo-satellittene sender også sterkere navigasjonssignaler på egne frekvenser som kun offentlige eller militære brukere har adgang til.

Flynavigasjon uten satellitt

- Fly navigerer ikke bare etter satellitter, men har flere bakkebaserte systemer som de styrer etter underveis og ved innflygning, sier Karl Bjarne Kapaasen, seniorrådgiver innen satellittnavigasjon ved Norsk Romsenter.

Dette er navigasjonssystemer som har vært i bruk lenge og som har blitt beholdt selv etter at satellittnavigasjon kom til.

- Noen fly har også treghetsnavigasjonssystemer som kan fungere en viss tid uten oppdateringer fra satellitter, og for kortere flyturer vil det fungere greit, sier Kapaasen.

To Galileo-satellitter settes ut i sine motsatte baner fra frisettingsmekanismen de skytes opp med. Grafikk: ESA/J. Huart

Selv om de bakkebaserte navigasjonssystemene for fly bruker radiosignaler, går de på helt andre frekvenser og har mye sterkere signaler enn satellittsystemene.

Dermed vil en GPS-jammer ikke påvirke slike bakkebaserte radionavigasjonssystemer.

- Likevel, siden de bakkebaserte systemene ikke alltid er det primære navigasjonssystemet, men reserveløsninger for ekstra redundans og trygghet, ønsker pilotene ikke å bruke disse lenger enn nødvendig, sier Kapaasen.

Å finne frem til havs

Også til havs er det flere måter å navigere på. Skip finner sin posisjon ved hjelp av en kombinasjon av optiske, radar- og satellittbaserte systemer.

- Langs norskekysten finnes og vedlikeholdes cirka 21000 fyr, lykter, bøyer og andre sjømerker for å vise vei og lede skipsfarten trygt forbi skjær og grunner, sier Thomsen.

Radarfyr langs kysten synes på skipsradar og gjør det mulig å navigere uten satellittsystemer. Grafikk: Kystverket

Flere av disse merkene, inkludert radarfyr (RACON), synes på radarskjermen slik at de kan brukes til navigering. Disse signalene går på helt andre frekvenser enn navigasjonssignalene fra satellitter, og er mye sterkere.

- Alt dette, kombinert med kompass, fartsmålere, ekkolodd og oppdaterte elektroniske sjøkart, slik vi har i Norge, gjør at skip også langt til havs navigerer greit i perioder med satellittforstyrrelser, sier Thomsen.

Navigering på land

Også på land har vi god og vedlikeholdt merking ved hjelp av skilt, samt detaljerte og oppdaterte kart å styre etter.

- Noen navigasjonssystemer i biler har også kompass, treghetssensorer og kilometerteller som holder rede på tilbakelagt avstand, og kan fungere helt uten tilgang til signaler fra navigasjonssatellitter, sier Thomsen.

Men programvaren i alle typer satellittnavigasjonssystemer bør oppdateres jevnlig og maskinvaren byttes ut innimellom, slik de fleste gjør med sine telefoner og datamaskiner for å kunne benytte nye funksjoner og få bedre sikkerhet.

Første bilde av Bergen og området rundt tatt av Copernicus-satellitten Sentinel-2A. Foto: Copernicus Sentinel data 2015. 

- Den enkelte bruker og sektor må også være bevisst på hvor avhengig de har gjort seg av elektroniske navigasjonssystemer og hva de skal gjøre om disse systemene faller bort, sier Thomsen.

Oftest skjer det på grunn av helt trivielle ting som tomt batteri eller en antennekabel som har løsnet.

- Vår fantastiske teknologi kan lett bli en sovepute, og å vedlikeholde gamle navigasjonsteknikker er en utfordring, men det er fortsatt viktig å kunne bruke metoder som kart og kompass, avslutter Thomsen.

Kontakt

Steinar Thomsen – Seksjonssjef, satellittnavigasjon - Norsk Romsenter – 22 51 18 30 /  911 04 385

Karl Bjarne Kapaasen – Seniorrådgiver, satellittnavigasjon – Norsk Romsenter – 22 51 18 28 / 924 97 792