Satelliittinavigointijärjestelmien häirinnästä on tullut kasvava ongelma Suomessa. Nyt siihen halutaan puuttua tutkimuksella, jonka tulokset voivat auttaa lainvalvojia merkittävästi.
Vuodenvaihteessa erityisesti Itämereltä ja muualtakin Suomesta raportoitiin kymmeniä GPS-järjestelmän häiriöitä.
Hybridiosaamiskeskuksen verkostojohtaja Jukka Savolainen piti Ylen haastattelussa todennäköisenä sitä, että GPS-häiriöt ovat Venäjältä lähtöisin.
Satelliittinavigointijärjestelmiä voi häiritä myös kotikonstein. Netistä saa tilattua taskuun mahtuvia ”jammereita” eli jumittimia, jotka voivat pimentää muiden laitteiden paikkatiedon jopa satojen metrien säteeltä.
Miksi järjestelmät ovat niin kriittisiä ja minkälaisia ongelmia niiden häirintä voi aiheuttaa? Kysyimme tätä Helsingin yliopiston tietojenkäsittelytieteen professori Laura Ruotsalaiselta, joka tutkii laboratoriossaan satelliittisignaaleja ja niihin kohdistuvaa häirintää.
Puhelin eksyy signaaliviidakkoon
Ensin pieni johdanto siihen, mistä GPS-häirinnässä on kyse.
GPS ja muut satelliittinavigointijärjestelmät toimivat siis pähkinänkuoressa näin: Maapallon kiertorata vilisee satelliitteja, jotka työskentelevät ympäri kellon ihmiskunnalle.
Noin 22 000 kilometrin korkeudesta ne lähettävät signaalia, johon on pakattu mukaan lisätietoa, jota voidaan käyttää esimerkiksi paikantamiseen.
Maankamaralla älypuhelin poimii vähintään neljän eri satelliitin signaalit ja osaa niiden perusteella laskea sijaintinsa ja tarkan aikatiedon.
Signaali on kuitenkin jo heikko, kun se saapuu korkeuksista keskuuteemme. Häirintälaitteet lähettävät tyhjää roskasignaalia samoilla taajuuksilla, joita satelliitit käyttävät viestintäänsä.
Sininen täppä katoaa puhelimen kartalta, eikä laite osaa enää paikantaa itseään. Puhelin on eksynyt läpipääsemättömän tiheään signaaliviidakkoon.
Tässä jutussa puhumme yleisesti GPS-häirinnästä, sillä amerikkalainen GPS-järjestelmä on yleisölle tutuin neljästä vastaavasta järjestelmästä.
Häirintä vaikeuttaa esimerkiksi lentoliikennettä ja sähkönsiirtoa
Laajassa mittakaavaassa satelliittinavigoinnin häirintä voi olla vieraan valtion hybridivaikuttamista, pienemmässä yksityishenkilöiden pyrkimystä piilottaa omaa liikkumistaan. Hybridioperaationa häirintä vaikeuttaa suomalaisen tietoinfran toimintaa laajalla skaalalla.
– Satelliittinavigointi on sekä ilma- että maaliikenteelle tärkeää. Tarkan aikatiedon vuoksi sitä käytetään myös synkronoimaan esimerkiksi sähkönsiirtoa, tietoliikennettä ja rahaliikennettä. Myös pelastustoimi hyödyntää älylaitteiden paikkatietoa, Ruotsalainen luettelee.
Jos siis ajattelemme oman puhelimemme tilalle lentokoneen tai vaikkapa itseään ohjaavan robottibussin, voimme käsittää helposti, miksi GPS-häirintä on ongelmallista.
– Meillä on erilaisia suojauksia ja tarvittaessa käyttöön voidaan ottaa vaihtoehtoisia järjestelmiä käyttöön, mutta se aiheuttaa paljon lisätyötä ja kustannuksia, Ruotsalainen sanoo.
Pienet ”jammerit” ovat kasvava ongelma
Ruotsalaisen mukaan kasvava ongelma ovat kuluttajakäyttöön valmistetut laitteet, jotka saavat virtansa esimerkiksi auton tupakansytittimestä. Kuka vain voi tilata niitä ulkomailta muutamalla kymmenellä eurolla. Laki ei estä laitteiden ostamista tai omistamista, mutta niiden käyttö on kiellettyä.
Esimerkiksi tienpäällä liikkuva, yksityisyydensuojaa kaipaava autoilija voi tietämättään häiritä muidenkin laitteita laajalla alalla.
– Jos häiritsee omaa vastaanotinta ja estää sen seurannan, niin usein käyttäjä ei ymmärrä, että samalla signaali leviää ympäristöön ja estää satelliittinavigointisignaalin käytön kokonaan satojen metrien etäisyydellä, Ruotsalainen kertoo.
Helsingin yliopistolla on Faradayn häkki, jossa jammereita voi käyttää luvallisesti. Tiivis metallikontti pitää roskasignaalin sisällään. Yliopiston katolla olevista satelliittiantenneista on johdettu piuhat häkkiin, jossa signaalia toistetaan ja häiritään tutkimustarkoituksessa.
Yliopistolla kehitetään koneoppimisen menetelmiä satelliittisignaalien häirinnän tunnistamiseen. Kun häirintä tunnistetaan, voidaan siirtyä nopeammin korvaavien järjestelmien käyttöön.
Häirintälaitteille myös etsitään ominaisia sormenjälkiä, jotka todistaisivat, että häirintä on lähtöisin juuri tietystä laitteesta.
– Näiden lisäksi tutkimme sitä, millä tavalla häirintälaitteita voidaan paikantaa ja saada ne sitten pois häiritsemästä.
Tutkimusta tarvitaan edellämainitun laillisen ristiriidan vuoksi: laitteiden hallussapito on sallittua, mutta käynnistäminen ei.
Simulaatioiden ja Faradayn häkissä tehtyjen tutkimusten avulla tärkeää infrastruktuuria saadaan suojattua laajamittaisen valtiollisen häirinnän lisäksi myös kadulla liikkuvilta pikkuhäiritsimiltä.
