– Galileosystemet förväntas deklarera Full Operational Capability (FOC) innan 2028 vilket innebär att vi har hög tillförlitlighet och förtroende för Galileos signaler och tjänster, säger Samieh Alissa vid Svenska Rymdstyrelsen, ansvarig för Galileo och dess tjänster.

Fyra nya satelliter tas i drift 2026 och ytterligare åtta under 2027 och 2028. Med dessa tolv satelliter i drift kommer Europas Galileosystem att kunna leverera global täckning för mer robusta PNT-tjänster, inklusive hög­noggrannhetstjänsten (HAS), sök- och räddningstjänster (SAR) och andra avancerade funktioner. PNT står för Positionering, Navigation och Tid.

Galileo siktar på att leverera nya mer avancerade tjänster som HAS och SAR till alla EU-länder, med målet att senare kunna erbjuda dessa tjänster även till länder utanför EU.

Efter en global överenskommelse inom FN har en gemensam standard definierats för navigationssatelliter, Global Navigation Satellite System (GNSS). De fyra ­huvudsystemen – GPS, Galileo, Beidou och Glonass – samt de regionala systemen NavIC (Indien) och QZSS (Japan) samarbetar kring civil användning och sänder sina navigationsmeddelanden på standardiserade frekvensband. Detta gör det möjligt att designa mottagare, exempelvis i mobil­telefoner, som kan ta emot signaler från minst fyra olika satellitsystem, vilket förbättrar tillgänglighet, noggrannhet och tillförlitlighet globalt.

Galileo har nu utvecklat en ny och säkrare tjänst kallad OSNMA (Open Service Navigation Message Authentication). Det är ett autentiseringsprotokoll baserat på Tesla (Timed Efficient Stream Loss– tolerant Authentication). Protokollet sänder autentiseringsdata i det så kallade E1-B I/NAV-meddelandet, där fördröjda nycklar används för att möjliggöra korsautentisering av satellitdata. Mottagaren verifierar de offentliga och rotnycklarna antingen från Galileo Signal-In-Space eller European GNSS Service Center (GSC) och använder dem för att validera Tesla-kedjenycklar. Detta säkerställer navigationsmeddelandens äkthet genom att matcha lokalt genererade taggar med de som tas emot från satelliter.

En annan autentiseringstjänst för Galileo är under ­utveckling för andra generationens Galileosatelliter och kallas SAS (Signal Authentication Service). Denna tjänst kommer att kryptera signalerna som sänds från satelliterna. Kombinationen av OSNMA och SAS kommer att avsevärt förbättra Galileosystemets motståndskraft mot störningar och spoofing.

EU beslöt i juli 2024 att erbjuda gratis autentisering via Galileosystemet för att öka säkerheten för GNSS-tjänster och den nya tjänsten är Galileo SAS.

Tekniska prov med den nya systemlösningen pågår, bland annat deltar svensk bilindustri i proven.

Galileo blir först i världen med den nya krypterade tjänsten, kinesiska Beidou är också på gång med en motsvarande tjänst och amerikanska GPS ligger trea med den nya tjänsten, anger Alissa.

En viktig fråga är naturligtvis hur snabbt den nya tjänsten kan få spridning. I nya GNSS-mottagare kan den nya tekniken införas. En helt annan fråga är om befintliga användare också byter eller uppgraderar sina GNSS-mottagare.

– Vår bedömning är att de flesta av dagens GNSS-användare kommer att uppgradera sina mottagare och använda Galeleo OSNMA/SAS eller motsvarande tjänst från andra satellitsystem, särskilt de dyrare mottagare som används i bilar, båtar och flygplan. GNSS-mottagartillverkare som Septentrio och Ublox följer utvecklingen av Galileosignaler och tjänster och skapar firmwareuppdateringar som gör det möjligt för deras kunder att uppgradera sina mottagare. Däremot har de billigaste mottagarna inte denna typ av uppgraderingsmöjlighet och kommer därför behöva bytas ut, säger Alissa.

Hur lång tid tar det för tekniken att slå igenom?
– Galielo börjar officiellt använda OSNMA om ett år. Galileo SAS tas i drift från och med 2027, säger Alissa.

Rymdstyrelsen pekar även på en annan utvecklingstrend. GNSS-mottagarna utrustas med ny teknik så att de kan ta emot navigationsdata även från andra satellitsystem, från mobilnät och från fordonets radar, lidar, IMU-sensorer, kamera och andra sensorer. Därmed blir det möjligt för GNSS-mottagaren att jämföra navigationsdata från satelliterna med motsvarande uppgifter från andra oberoende källor. Det blir möjligt att på detta sätt verifiera mottagna positions- och tidsuppgifter. Denna lösning kallas multilayersystem.

–Vi väntar ett brett och snabbt genomslag för multilayersystem för flygplan, fartyg och vägfordon. Därmed blir GNSS-mottagarna betydligt säkrare. Det blir svårt att störa multilayermottagarna, säger Alissa och fortsätter:

– Det finns nu GNSS-mottagare på marknaden med tre lager (GNSS, tröghetsnavigering (IMU) och kamera), men vi förväntar fler lager, som mobilnät och LEO-satelliter innan 2030 för att möta växande behov som till exempel självkörande bilar och drönare.

Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB) har i uppdrag att samordna arbetet med den krypterade Galileotjänst som kallas PRS. PRS är avsedd för samhällsviktiga verksamheter och har ett ännu högre skydd än SAS+OSNMA. I det arbetet jobbar MSB även generellt med att öka säkerheten i PNT-tjänster som används i det civila beredskapssystemet.

– Vi ser redan nu hur GNSS-mottagare utvecklas med en kraftigt ökad kapacitet för att ta emot signaler från många av varandra oberoende kanaler, upp till flera hundra kanaler. Detta gör position och navigation mer robust i ett normalläge. Fortfarande finns risken för störningar och vilseledning, och detta kan till viss del SAS+OSNMA skydda emot, säger Carl Önne, rymdsäkerhetshand­läggare på MSB.

– Likaså behöver man vara medveten om att GNSS kan störas ut och att behovet att använda flera navigeringstekniker i samverkan ökar, alltså multilayersystem. EU pekar tydligt på detta behov i sin radionavigeringsplan från 2023, säger Önne.

I Norge finns några av världens bästa experter på bristerna i dagens GNSS-mottagare. Norska Statens Vegvesen startade år 2021 Jammertest som testar GNSS-mottagare. Norska staten levererar störningar (Jamming) och falska signaler (spoofing) av olika slag. Leverantörer av mottagare och komponenter till mottagare kan därmed testa sina produkter på Andöja i Nordnorge. 2024 deltog nära 250 personer från mer än 50 företag.

– Vi erbjuder världens största öppna Jammertest för GNSS-mottagare. Vi producerar störningar och deltagande företag och organisationer får möjlighet prova sina produkter. De bestämmer själva om de vill redovisa sina resultat offentligt, säger Tomas Levin, projektledare vid Statens Vegvesen.

Han påpekar att det är mycket stora skillnader mellan de produkter som testas. Före 2021 gjorde Norge prov med några mottagare och övertygades då om att det finns ett stort behov av att verkligen testa GNSS-mottagare. De testade tre mottagare. En var installerad i en bilmodell från Skoda. Mottagaren klarade inte störningen och visade då en position som var 318 meter under marknivå innan den slutade fungera. Två M8-mottagare från Ublox slutade fungera, den ena efter att först ha redovisat en position 600 mil bort. Ingen mottagare meddelade att den var störd, den gav fel position och tappade GNSS-signalen.

– Idag är normalt ingen säkerhetsmekanism inbyggd i GNSS-mottagare för att säkra att de verkligen redovisar ­korrekta uppgifter. Stämmer verkligen de positionsuppgifter som mottagaren redovisar? påpekar Harald Hauglin, chef för Justervesenet i Norge.

Justervesenet är en statlig myndighet som representerar Norge inom standardisering, inklusive exakt tidgivning, vilket är vad GNSS handlar om. Justervesenet ansvarar för atomklockor för tidsgivning.

– GNSS-mottagare borde kunna göra en integritetskontroll, genom att till exempel kunna jämföra satellitdata med uppgifter från mobilnätet. En av de viktigaste slutsatserna vi dragit är att varje GNSS-mottagare behöver kunna göra en integritetskontroll, säger Hauglin.

– Vår önskan är att olika metoder testas för GNSS-mottagare för att säkra att de redovisar rätt positions- och tidsuppgifter. Vår uppfattning är att det behövs en oberoende aktör som svarar för att organisera tekniska prov. Det räcker inte med att de som tillverkat mottagaren själva provar prestanda. Jammertest producerar avancerade störningar för att sätta mottagare under maximal belastning, säger Hauglin.

Norska statens kostnader för Jammertest uppgick 2024 till cirka 10 miljoner. De företag som deltog hade kostnader för tillsammans cirka 180 miljoner kronor. Allt enligt Statens Vegvesen.