Forventer feil på satellittnavigasjon!

Eksempel på avansert GNSS mottager fra Kongsberg Seatex som benytter både GPS og Glonass. Denne mottageren er programmert til å koble ut bruk av Glonass i en time, omkring det tidspunktet da Glonass systemet justeres med ett sekund den 1. juli 2015, klokken 00:00:00 (UTC). På displayet bak kan man se eksempel hvor mottageren bruker 11 GPS satellitter, men har utkoblet de 8 synlige Glonass satellittene.

Forventer feil på satellittnavigasjon

– kan være en sikkerhetsrisiko i DP-modus

Flere leverandører av mottagere og tjenester for satellittnavigasjon (GNSS) har gått ut med advarsel om mulige feil som kan oppstå den 1. juli 2015. Årsaken er justering av klokker i enkelte systemer.

Alle dagens GNSS systemer (GPS, Glonass, BeiDou og Galileo) er basert på måling av tiden det tar å overføre en kode fra satellitten til mottageren. Multipliserer man denne tiden med signalets hastighet kan man altså beregne avstanden, og dermed en stedlinje på jorden. Siden signalet går med tilnærmet lysets hastighet, 300 000 km/sek eller 300 m/milliontedels sekund, skjønner vi at det ikke skal store målefeil til før posisjonen blir fullstendig feil. Populært sagt kan man si at en målefeil på et sekund vil medføre feil i stedlinjen på 300 000 km. Det er her det forventede problemet oppstår.

Siden 1972 har man justert UTC med et såkalt hoppe-sekund (eng.: leap second). Dette for å tilpasse tidsmålingen best mulig til «soltiden» på jorden. Et halvt år i forvegen blir tidspunkt for klokkejusteringen annonsert, oftest ved at man stiller klokken 1 sekund frem. Intervallene har variert ettersom variasjon i jordrotasjon ikke er lineær. Sist det skjedde en justering var i 2012.

Den ekstremt nøyaktige tidsmålingen i GNSS systemene lar seg gjøre ved at man har to atomklokker i hver satellitt. I tillegg blir det beregnet drift og avvik i disse klokkene, som igjen blir formidlet til mottagerne. Systemene har vært synkronisert til UTC på ulikt vis. GPS ble synkronisert til UTC i 1980 og har siden hatt en kontinuerlig tidsreferanse som har drevet bort fra UTC med 16 sekunder, siden man ikke har justert systemtiden med hoppe-sekunder. BeiDou og Galileo benytter også kontinuerlig systemtid uten bruk av hoppe-sekund. Tiden i Glonass er derimot synkronisert til UTC ved bruk av hoppe-sekund og vil derfor få et økende avvik i forhold til tidsreferansen i de andre systemene.

At «systemtiden» i GPS gradvis vil avvike fra UTC har ingen praktiske konsekvenser for ytelsen, og man unngår at mottageren oppfatter problematiske tidshopp. Operatørene av de russiske Glonass satellittene vil altså fortsette å justere med hoppe-sekund. Neste gang dette vil skje er kl. 00.00 den 1. juli UTC.

Benytter man «hybride» mottagere som kan ta inn flere systemer vil altså disse kunne oppfatte en brå tidsforandring, som igjen kan medføre fundamentale feil i posisjonen.

Basert på dårlige erfaringer fra forrige klokkejustering i 2012 har flere leverandører av GNSS mottagere og tjenester derfor nå gått ut med sterke anbefalinger om å koble ut bruken av Glonass i god tid før tidsjusteringen, eventuelt slå av mottageren. Innkobling av Glonass eller restart av mottager anbefales ikke å gjøres før etter en time etter tidsjusteringen.

Leverandører av de mest avanserte mottagerne kan ha programmert sine mottagere til å kutte bruken av Glonass satellitter rett før tidsjusteringen skal finne sted. Bevissthet omkring dette problemet er ekstremt viktig dersom man eksempelvis utfører en sikkerhetskritisk operasjon på DP.