Av Bjørnar Kleppe, seniorrådgiver, staben for navigasjonsteknologi og maritime tjenester, Kystverket
KI-støttet oppsummering
- GPS er sårbar: GPS er et avgjørende navigasjonshjelpemiddel, men signalene er svake og kan forstyrres av radiostøy, falske signaler, terreng eller solstormer. Bevisst jamming skjer både i Norge og internasjonalt.
- Behov for varsling: Når GPS svikter, kan skip miste eller få feil posisjoner. Rask varsling gjør at navigatører kan bruke alternative metoder som observasjon av topografi, fyr eller merker visuelt eller ved hjelp av radar.
- Kystverket tester overvåking: Siden 2023 har Kystverket prøvd ut et system som oppdager GPS-forstyrrelser gjennom å analysere AIS-posisjonsrapporter fra skip. Rundt 7000 posisjonsrapporter per minutt samlet sett fra fartøy i norske farvann gir et solid datagrunnlag.
- Rask oppdagelse av feil: Når flere skip i samme område melder om GPS-problemer, kan Kystverket raskt slå fast at det gjelder signalene – ikke bare enkeltskipet. I alvorlige tilfeller kan Kystverket varsle skip i området om faren.
- Samarbeid mellom etater: Norsk Romsenter og Nkom har vært sentrale i utviklingen. Nkom følger opp bruk av ulovleg jammerutstyr, mens Kystverket varsler om farer for fartøyenes seilas.
- Erfaringer fra testing: Mange feilmeldinger skyldes lokale forhold, som verftshaller eller trange fjorder. Samtidig er det registrert flere reelle tilfeller av forstyrrelser, både tekniske og muligens bevisste.
- Systemet fungerer: Overvåkingsmetoden har allerede oppdaget store feil, som da EGNOS-systemet slo ut GPS for rundt 60 skip i oktober 2023 og forstyrrelser av GPS nord for Finnmark i 2025.
Behov: varsel ved feil
I dag er GPS og digitale kart i bruk på så godt som alle fartøy i alle størrelser, og er et av de mest sentrale hjelpemidlene for navigatører. Dette gjør at navigatørene er avhengig av at GPS fungerer korrekt og at de raskt blir gjort kjent med eventuelle signal-problemer. Slike problemer kan resultere i feilaktige eller manglende posisjoner; noe som utgjør en risiko for skipenes sikkerhet.
Oppdatert informasjon om problemer med GPS gjør at navigatøren kan tilpasse sin navigasjonsmetodikk til å basere seg på visuell observasjon av topografi, fyr og merker eller til bruk av radar og andre instrumenter.
GPS opereres av det amerikanske luftforsvaret og systemets funksjon overvåkes. Det er likevel mange lokale forhold nær brukerne som kan påvirke ytelsen i GPS-signalene eller sette GPS ut av funksjon lokalt. Dette kan være støy på radiofrekvensene som GPS bruker, falske og villedende GPS-signaler, at signalene fra satellitt forstyrres av skygging og refleksjon fra topografi eller bygninger, eller at GPS-signalene forvrenges av solstormer.
Bevisst forstyrring av GPS-signaler forekommer stadig oftere. Aktører med ønske om å svekke GPS-systemet kan sende ut støysignaler som forstyrrer brukernes mulighet til å motta GPS-signaler, eller falske GPS-signaler som gjør at brukernes GPS-mottaker leverer gale posisjoner. Såkalt «GPS-jamming» forekommer i Norge oftest i luftrommet over Øst-Finnmark. Villedende GPS-signaler oppleves også øst i Middelhavet, i Østersjøen og nær Murmansk.
Tester ut norsk overvåkning av GPS
For å øke GPS-sikkerheten i norske sjøområder har Kystverket siden 2023 prøvd ut en egen overvåkingsmetode. Metoden sikter på å sette Kystverket i stand til å oppdage forstyrrelser av GPS lokalt i alle norske sjøområder og umiddelbart når det skjer. Den baserer seg på analyse av posisjonsrapporter fra skip gjennom AIS-systemet. Disse posisjonsrapportene samles allerede inn av Kystverket gjennom AIS-mottakere langs norskekysten og på Svalbard og gjennom satellitter. Rapportene inneholder informasjon om fartøyenes posisjon basert på GPS mottakeren ombord i fartøyene og hvis GPS-mottakeren på fartøyene ikke kan lage en posisjon vil posisjonsinformasjonen i AIS-rapportene erstattes av en feilmelding.
Analyseverktøyet hos Kystverket søker etter slike feilmeldinger i posisjons-rapportene. Hvis flere fartøy rapporterer om problemer med GPS innenfor samme område og samme tidsrom er sannsynligheten stor for at det skyldes et problem med GPS-signalene og ikke feil på GPS-mottakeren om bord. Slik vil vi kunne oppdage GPS-feil og varsle navigatører.
Det er i størrelsesorden 4-5000 fartøy i norske sjøområder til enhver tid som rapporterer posisjon automatisk gjennom AIS-systemet. Skip under seilas rapporterer sin posisjon typisk hvert 10. sekund, og hvert 3. minutt ved havneligge. Dette gir i størrelsesorden 7000 posisjonsrapporter per minutt som datagrunnlag. Det betyr at det er et stort antall målepunkt og god oppdateringsrate på overvåkingen og dette gir oss evne til raskt å oppdage problemer med GPS over hele Norges sjøområde. Kystverkets navigasjonsvarslingstjeneste, som varsler skip om farer for seilasen, mottar alarmer fra GPS-overvåkingen, kan undersøke omfanget, og sende ut navigasjons-varsler hvis problemene er alvorlige.
Tverretatlig samarbeid
Konseptet for denne overvåkingen ble i sin tid foreslått av Norsk Romsenter og Nasjonal Kommunikasjonsmyndighet (Nkom), og Kystverket har samarbeidet om utviklingen. Nkom har ansvar for å sikre etterlevelse av frekvenstillatelser og for å minimere forstyrrelser og radiostøy. De bruker overvåkingen til å oppdage og oppklare tilfeller av radiostøy på GPS-frekvensene.
I løpet av prøveperioden for overvåkingen har Kystverket og Nkom bygget opp kunnskap om omfang og sannsynlige årsaker til lokale problemer med GPS. Vi har en forståelse av hva normalsituasjonen er, og har optimalisert algoritmen som omformer posisjonsrapportene fra fartøy til tilfeller av lokale problemer med GPS.
Fungerer i praksis
Det viser seg at forekomst av feilmeldinger i stedet for posisjon i AIS posisjons-rapportene i hovedsak skyldes feil på GPS-mottaker på fartøy. Feilmeldinger kommer også ofte når fartøy ligger svært nær eller er inne i verftshaller. Da er det ofte at GPS-signaler skjermes og reflekteres. Noen geografiske lokaliteter langs kysten opplever samme problematikk som nær / i verftshaller; for eksempel Fantejuvet i Lysefjorden og innerst i Geirangerfjorden.
Vi har likevel registrert flere tilfeller der det sannsynligvis har vært støysignaler som har forstyrret. Det er vanskelig å avgjøre om slike støysignaler er sendt med hensikt eller om det er tekniske feil som er årsak. Eksempler er Omastranda i november 2023 og Værøy i mars 2024 der alle fartøy i disse havneområdene opplevde perioder med tap av GPS-signaler over flere dager. FFI (Forsvarets forskningsinstitutt), Nkom og Statens vegvesen arrangerer GPS jammeøvelser årlig på Andøya. Disse registreres med god presisjon i overvåkingen, med betydelige forstyrrelser på Andenes og i sjøområdene utenfor - sågar helt ute i skipsrutesystemet vest for Andøya.
EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) er et mye brukt satellittbasert system som leverer et støttesignal som EGNOS-brukere bruker til å korrigere sine GPS-posisjoner slik at de blir mer nøyaktige.
I oktober 2023 oppsto en feil i EGNOS-systemet. Feilen besto i at EGNOS markerte alle GPS-satellitter som ubrukelige en kort periode. Feilen resulterte i at rundt 60 fartøy fordelt utover hele det norske sjøområdet mistet GPS. Vår overvåking oppdaget dette i løpet av få minutter gjennom at antall fartøy som rapporterte om GPS-problemer plutselig økte.
Om GPS
GPS - Global Positioning System
Kom i drift i 1993 i regi av det amerikanske forsvarsdepartementet. I 2000 satte International Maritime Organization (IMO) krav om at alle skip i internasjonal fart skal være utstyrt med en mottaker for et globalt satellittnavigasjonssystem eller tilsvarende. Krav om at passasjerskip og lasteskip i internasjonal fart også skal være utstyrt med digital kartmaskin, Electronic Chart Display and Information System (ECDIS), ble innført i perioden 2011 til 2017 for store skip.
GPS-overvåking
Med etableringen av GPS-overvåkingen har Kystverket gått fra å overvåke GPS-tilstanden i norske sjøområder basert på bruker-respons, til at Kystverket nå har en automatisert sanntidsovervåking i alle norske sjøområder. Ved å bruke overvåkingen som grunnlag for navigasjonsvarslingen blir dette et bidrag til sjøsikkerheten for skip i norske farvann.