Suomi kuvataan matalalla lentävillä ilmalaivoilla – tarkka mittaustekniikka sietää GPS-häirinnän

Maanmittauslaitos on ottamassa käyttöön matalalla lentävät ilmalaivat, joiden kamerat ja sensorit eivät ole herkkiä GPS-häirinnälle.

Joensuulaisen Kelluu oy:n ilmalaiva lennolla Joensuun edustalla. Video: Heikki Haapalainen / Yle

Maanmittauslaitoksen kuvauksista osa epäonnistui kesällä 2024 GNSS-häirinnän vuoksi itärajalla ja Kymenlaaksossa. Epäonnistuneet kuvat otetaan tänä vuonna uudelleen, ja lentokoneiden ohella kuvauksissa voidaan käyttää myös ilmalaivoja.

Noin sadan metrin korkeudessa matalalla ja hitaasti liikkuva ilmalaiva on vähemmän herkkä satelliittihäirinnälle kuin kilometrin korkeudessa lentävä lentokone.

– Olemme kehittäneet ilmalaivassa käytettäviä ohjelmistoja ja ilmalaivan fyysistä suojausta niin, että se on vähemmän altis satelliittisignaalin häirinnälle, sanoo toimitusjohtaja Janne Hietala ilmalaivoja operoivasta Kelluu oy:stä.

Joensuulaisen Kelluu oy:n toimitusjohtaja Janne Hietala sanoo, että itärajan takaa tuleva GPS-häirintä tekee yritykselle mahdolliseksi kehittää menetelmiä, joilla häirinnän vaikutus saadaan torjuttua.

Maanmittauslaitoksen mukaan ilmakuvauslentoja häirittiin viime kesänä tahallisesti.

– Kameralaitteisto ei saa riittävän tarkkaa paikkaa laskettua, kun satelliittinavigointijärjestelmien häirintä on päällä, sanoo vanhempi tutkija Mika Saajasto Maanmittauslaitokselta.

Osa kameroista ei edes suostu aloittamaan kuvausta, jos tarkkaa paikkatietoa ei ole käytössä.

Maanmittauslaitos tuottaa karttoja, ilmakuvia ja laserkeilausaineistoa koko Suomen alueelta. Niistä käyvät ilmi muun muassa kiinteistöjen tarkat rajat. Kuvia käyttävät myös Puolustusvoimat ja Ruokavirasto.

Ilmakuvassa näkyy metsää, tiepohjia ja hakkuuaukeaa.
Maanmittauslaitoksen Paikkatietoikkunasta haettu ilmakuva vuodelta 2022. Kuvassa on käytöstä poistettu rajanylityspaikka Joensuun Ruhovaarassa. Kuva: Maanmittauslaitos

Satelliittipaikannuksen häirintä kyetään tunnistamaan

Maanmittauslaitos ja Kelluu kehittävät Pohjois-Karjalassa tapahtuvilla kuvauslennoilla menetelmiä, joilla häirintä voidaan tunnistaa reaaliaikaisesti.

Osa vastaanottimista ei ole tähän kyennyt, vaan epäonnistuminen on huomattu vasta kuvauksen jälkeen.

Reaaliaikainen tunnistaminen on tärkeää, jotta häirinnän aiheuttamiin haittoihin pystytään varautumaan paremmin.

Maanmittauslaitoksen vanhempi tutkija Mika Saajasto esittelee minkälaisella laitteella ilmakuvauksissa tarvittava paikkatieto saadaan satelliiteilta.

Nykyiset voimakkaat häirintälaitteet estävät samanaikaisesti useiden satelliittinavigointijärjestelmien käyttämisen. Tällöin puhutaan GNSS-häirinnästä.

Maailmanlaajuisesti tarkkaan paikantamiseen voidaan käyttää yhdysvaltalaiseen GPS-järjestelmään kuuluvien satelliittien lisäksi kiinalaisten BeiDou-satelliittien, venäläisten Glonass-satelliittien ja yhteiseurooppalaisen Galileon lähettämää paikkatietoa.

– Suurin osa nykyaikaisista vastaanottamista käyttää kaikkia saatavilla olevia signaaleja ja laskee paikan sitä kautta, sanoo Mika Saajasto.

GNSS-järjestelmien häirintä tapahtuu yksinkertaisimmillaan lähettämällä kohinaa satelliittien käyttämällä taajuudella. Jos vastaanotin ei pysty erottamaan satelliitin lähettämää signaalia kohinasta, sijaintitietoa ei voida määrittää.

– Ilmalaivojen tekniikka tunnistaa ja suodattaa häirintää, jolloin tarkkojen kuvien ottaminen onnistuu, sanoo toimitusjohtaja Janne Hietala.

Kuvassa on Kelluu oy:n ilmalaivan kameralla otettu kuva, jossa näkyy alapuolella oleva järvi ja vihreää luontoa.
Ilmalaivan kameralla otettu kuva Heinävedeltä Pohjois-Karjalasta. Kuva: Kelluu oy

Itärajalla kolmiulotteisia kuvia

Tänä kesänä Maanmittauslaitos ja Kelluu kuvaavat ilmalaivoilla Itä-Suomessa, jossa GNSS-häirintä on ollut voimakkainta. Lisäksi käytetään lentokonetta.

Yksi ilmalaiva pystyy päivässä kuvaamaan noin tuhannen hehtaarin suuruisen alueen ja lentämään 12 tuntia.

Hitaasti liikkuvat ilmalaivat mahdollistavat hyperspektrikuvantamisen, jolloin jopa erilaisten kohteiden kemiallinen koostumus voidaan tunnistaa ilmasta.

– Pääsemme tavallaan kasvien sisään ja voimme arvioida vaikkapa lannoitustarvetta pelloilla tai maanpinnan veden kosteutta. Tällaiseen tarkkuuteen ei perinteisillä menetelmillä ole pystytty, sanoo Hietala.