Häirinnän havaitseminen GNSS-paikannuksessa

Abstract

Satelliittipaikannuksen yleistyessä yhä useammalle osa-alueelle arkipäivän sovelluksissa, on sen luotettavuus ja turvallisuus entistä tärkeämpää. Satelliittipaikannuksen häirintä on noussut ajankohtaiseksi aiheeksi ylittäessään uutiskynnyksen Suomessa monesta eri syystä. Epämukavien tilanteiden aiheuttamisen lisäksi paikannuksen häirinnän seuraukset voivat olla erittäin vakavat, sillä siihen nojaa osa kriittisestä infrastruktuurista. Satelliittipaikannuksen turvallisuuden avainasemassa on sen häirinnältä suojautuminen. Suojautumisen ensimmäinen askel puolestaan on häirinnän havaitseminen. Satelliittipaikannusjärjestelmiin kohdistuva häirintä voidaan toteuttaa useilla eri tavoilla. Tässä työssä tarkastellaan erityisesti jamming- ja spoofing-häirintätekniikoita sekä keinoja niiden havaitsemiseksi. Jamming-häirintä tarkoittaa paikannussatelliittisignaalien peittoamista vahvemman lähetyksen alle, tavoitteena estää vastaanottajan sijainti- tai aikatiedon määrittäminen. Spoofing-häirintä tarkoittaa simuloitujen signaalien lähettämistä, tavoitteena hämätä vastaanottajan sijainti- tai aikatieto. Työn tavoitteena on selvittää vastaus kysymykseen: ”Miten häirinnän voi havaita GNSS-paikannuksessa?”. Työ on toteutettu kirjallisuuskatsauksena. Aineisto on kerätty alan tutki-muksesta ja oppikirjoista. Aineistoon on otettu mukaan sekä uudempaa, että vanhempaa kirjallisuutta. Tuore kirjallisuus käsittelee erityisesti häirinnän havaitsemista ja vanhempi kirjallisuus on sisällytetty, koska satelliittipaikannukset kulmakivet ovat yhä paikkansapitäviä. Kirjallisuuskatsauksen perusteella jamming-häirinnän havaitseminen pohjautuu sen voi-makkuuden vertailuun häiriöttömien olosuhteiden kanssa. Jamming-häirintä voidaan havaita asettamalla kynnysarvoja vastaanotettujen signaalien ominaisuuksille ja tarkkailemalla niiden ylittymistä. Spoofing-häirintä voidaan havaita jamming-häirinnän tavoin myös voimakkaana signaalina tai tarkastelemalla spoofatun signaalin ominaisuuksia ja pyrkimällä erottamaan se aidosta signaalista. Häirinnän havaitsemiseksi ei välttämättä riitä yksi keino, sillä luonnollisilla olosuhteilla saattaa olla samoja vaikutuksia kuin tarkoituksellisella häirinnällä. Usean havaitsemiskeinon käyttö yhdessä nostaa todennäköisyyttä havaita häirintä oikea-aikaisesti. Aihe on erittäin ajankohtainen ja uusia havaitsemistekniikoita kehitetään jatkuvasti.