Maailmanlaajuisen GPS-paikannuken häiriöt ovat yleistyneen Suomessakin, jossa GPS-signaalia häiritään myös tietoisesti, kertoo Traficom alkuvuoden selvityksessä. Avuksi voidaan ottaa kuitenkin muut matalalla lentävät LEO-satelliitit. Vaasan yliopistossa väittelevä Mahmoud Elsanhouryn mukaan LEO-satelliitit voivat tuoda merkittävää parannusta paikannuksen tarkkuuteen ja luotettavuuteen.
Vaasan yliopistossa kehitetty maan kiertoradalla matalalla lentäviä LEO-satelliitteja ja massiivisia MIMO-antenneja hyödyntävä menetelmä tuo keinoja tarkkaan navigointiin silloin, kun perinteiset GPS:n tyyppiset GNSS-satelliittipaikannusjärjestelmät eivät toimi.
Patentoitu menetelmä on esitelty Mahmoud Elsanhouryn Vaasan yliopistoon tekemässä väitöskirjassa. Elsanhouryn tutkimus sisältää useita osa-alueita, kuten ultralaajakaistan (Ultra Wideband. UWB) kehittämistä tarkkaan ja esteitä läpäisevään sisätilapaikannukseen.
Lisäksi tutkimus esittelee parannuksia ajoneuvojen satelliittipaikannukseen sekä uuden LEO-satelliitteihin perustuvan paikannusmenetelmän, joka ratkaisee monia perinteisten GNSS-satelliittipaikannusjärjestelmien rajoitteita.
LEO-satelliitteihin perustuva järjestelmä tarjoaa väitöskirjan mukaan luotettavan navigointiratkaisun myös tilanteissa, jossa koetaan GPS-häirintää ja -häiriöitä. LEO-satelliitteihin tukeutuva paikannusjärjestelmä hyödyntää useita signaalikeiloja navigoinnin luotettavuuden parantamiseksi, mikä varmistaa tarkan paikannuksen myös silloin, kun perinteiset GNSS-satelliittipaikannusjärjestelmät epäonnistuvat.
Väitöskirjatyötä varten simulaatioista saadut tulokset olivat erittäin lupaavia, sillä LEO-satelliitteja hyödyntävä uusi menetelmä oli haastavissa signaaliolosuhteissa selvästi parempi kuin GNSS-järjestelmä. LEO-paikannuksella saatiin 9,15 metrin tarkkuus, kun GNSS-järjestelmässä tarkkuus jäi 26,6 metriin.
’’ Menetelmämme osoittivat ulkotiloissa jopa 60–190 prosentin parannuksia paikannustarkkuudessa’’, kertoo Vaasan yliopistossa torstaina 3. lokakuuta 2024 väittelevä Mahmoud Elsanhoury.
Patentoitu menetelmä on herättänyt myös kansainvälistä tunnustusta ja huomiota maailmalla. Äskettäin se voitti EUNICE Entrepreneurial Award 2024 -palkinnon Espanjassa. Tutkimus on tuonut hänelle jo useita apurahoja ja tunnustuksia, kuten Nokia Säätiön apurahan, Vuoden Innovaatio -palkinnon Vaasassa.
Mahmoud Elsanhoury uskoo, että väitöskirjassa esiteltyjä paikannusteknologioita voitaisiin soveltaa myös avaruusympäristöihin, kuten kuun ja Marsin tutkimiseen. Lisäksi LEO-paikannuksen ohella sisätiloissa ultralaajakaista- eli UWB-järjestelmien kehittäminen on Elsanhouryn mukaan tärkeää.
Elsanhouryn testit, jotka tehtiin Technobothnian laboratoriotiloissa Vaasan yliopiston kampuksella, osoittivat huomattavia parannuksia sisätilapaikannuksessa verrattuna perinteisiin menetelmiin. Paikannuksen keskimääräinen tarkkuus oli vain 4,7 senttimetriä.
Kun ultralaajakaistaan yhdistetään liikeantureita, voidaan päästä tarkempiin sijaintitietoihin ja ratkaista ahtaiden tilojen haasteita paikannukselle. Teknologia on osoittautunut käyttökelpoiseksi monimutkaisissa, tiiviisti rakennetuissa teollisuusympäristöissä.
Lisää: Väitöskirja Towards Precision Positioning for Smart Logistics Using Ultra Wide-Band Systems and LEO Satellite-Based Technologies. Mahmoud Elsanhoury, Acta Wasaensia 534 Vaasan yliopisto (LINKKI, pdf).
Kuvituskuva: Shutterstock