LEO-satelliittikonstellaatiot autonomisten järjestelmien toimintaan arktisella alueella: tilannetietoisuuden ja viestinnän näkökulmat

Tässä väitöskirjassa luodaan yhteenveto tuloksista koskien matalan kiertoradan satelliittiryhmien kehittelyä autonomisten liikkuvien järjestelmien (alusten ja ajoneuvojen) tilannetietoisuus- ja viestintäsovelluksia varten. Käsite ’tilannetietoisuus’ tarkoittaa tässä väitöskirjassa kykyä tarkkailla ympäristöä sekä reagoida tilanteisiin oikealla tavalla ja oikeaaikaisesti. Viestintä taas tarkoittaa kykyä välittää tietoa osapuolten välillä luotettavasti ja sovelluksen keskeisiä suorituskykyindikaattoreita hyödyntäen.
Aluksi väitöskirjassa analysoidaan autonomisille liikkuville järjestelmille asetettavia vaatimuksia, vertaillaan satelliittijärjestelmiä ja satelliittiryhmien suunnittelumenetelmiä sekä tarkastellaan satelliittiryhmien kehittelyyn soveltuvia simulointityökaluja.
Sen jälkeen edetään pääsisältöön, jossa luodaan suuntaviivoja ja metodologiaa satelliittiryhmien suunnitteluun sekä esitellään kestäviä sovelluskohtaisia ratkaisuja maahavainnointi- ja viestintäjärjestelmien kehitystyöhön. Väitöskirjassa selostetaan myös uusia menetelmiä satelliittien etenemisen seurantaan ja nykyistä yksityiskohtaisempia linkki- ja verkostomalleja. Uusi työkalu satelliittien ja maa-asemien väliseen viestintään verkkoliikenteen analysoimiseksi on julkaisun tärkeintä antia. Datan iän ja kattavuuden sekä satelliittien uudelleenkäynnin ajan kaltaiset mittarit ovat keino optimoida kehitystyötä. Satelliittiryhmien suunnittelu viestintätarkoituksiin käsittää suunnittelumittareita, kuten viiveen ja paketin toimituksen todennäköisyyden.
Lopuksi väitöskirjassa tarkastellaan keskeisen metodologian ja keinovalikoiman pohjalta tutkimuksia, joissa käsitellään satelliittien ja maa-asemien välisen yhteyden häirinnän estämistä ja päästä-päähän verkostoitumista tuettaessa erikseen määriteltyjä autonomisia järjestelmiä satelliittijärjestelmien avulla (Iridium ja Starlink) sekä vertaillaan järjestelmiä simulointien ja mittausten keinoin.
Tällä hetkellä satelliittien valmistajat kehittelevät erityisesti matalan kiertoradan satelliittiryhmiä, monitasoisia verkostoja ja satelliittien ja maa-asemien välisiä integroituja järjestelmiä. Väitöskirjassa tarkasteltavat menetelmät ja ratkaisut onkin ensisijaisesti tarkoitettu tämänkaltaisiin vaativiin järjestelmiin.