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Fin avril, le système de positionnement mondial (GPS) a eu 25 ans. Le GPS est tellement ancré dans nos vies que nous oublions facilement son rôle dans notre société. Pourtant, il est vital pour nos infrastructures critiques, nos militaires et notre vie quotidienne.
Comme l'explique l'US Space Force, le GPS est un réseau de 31 satellites qui transmettent des signaux que les appareils récepteurs utilisent pour déterminer une position géographique par trilatération.
Le GPS détermine notre emplacement géographique et une quatrième dimension critique dont beaucoup ignorent: le temps. Chaque satellite GPS contient plusieurs horloges atomiques qui envoient des données temporelles extrêmement précises aux récepteurs. Les récepteurs décodent ces informations afin qu'un appareil électronique de temps puisse déterminer l'heure correcte à moins de 100 milliardièmes de seconde.
Le ministère de la Défense s'inquiète des menaces étrangères pesant sur le GPS américain
Le ministère de la Défense s'inquiète également - et ce depuis des années - de la propagation et de la capacité croissante des systèmes de brouillage, principalement ceux de Chine et de Russie.
La Russie a déjà prouvé sa capacité à brouiller le système mondial de navigation par satellite (GNSS) survolant son territoire. Il est également suspect de brouiller les pays voisins. GNSS est un nom générique pour les différents satellites qui envoient des données de positionnement et de synchronisation. Notre GPS n'est qu'un des nombreux ensembles de satellites qui peuvent fournir ces données.
Dès 2016, la Chine semblait avoir montré une volonté d'interférer avec nos drones militaires lorsque les États-Unis menaient des missions de surveillance dans les îles Spratly, en mer de Chine méridionale.
Les experts estiment également que l'Iran et la Corée du Nord pourraient avoir la capacité de perturber les signaux GPS.
L'utilisation civile américaine des brouilleurs GPS est également un problème
Il existe également une menace de brouilleur GPS domestique. Alors que la Federal Communications Commission (FCC) a rendu illégaux les brouilleurs GPS aux États-Unis, ils existent toujours.
En 2015, des pilotes volant à l'aéroport du nord-est de Philadelphie ont déclaré avoir perdu leurs signaux de navigation GPS à l'approche de la piste. Le coupable était un chauffeur de camion garé dans un parking à proximité qui désactivait un dispositif de repérage dans le véhicule à l'aide d'un brouilleur GPS qu'il avait acheté.
Sécuriser nos capacités GPS
En 2018, le Congrès a adopté le National Timing Resilience and Security Act (NTRSA) pour créer un système de sauvegarde pour notre GPS d'ici la fin de 2020. Le président Trump a signé le projet de loi en décembre, quelques mois seulement avant que Diana Furchtgott-Roth prenne ses fonctions en tant que Sous-secrétaire adjoint à la recherche et à la technologie (OST-R) au ministère des Transports (DOT).
Depuis que Furchtgott-Roth a rejoint le DOT en février 2019, elle a travaillé pour répondre aux exigences de la NTRSA. Cela inclut la nécessité de mettre en place un système complémentaire et de secours auquel les utilisateurs peuvent accéder lorsque le GPS n'est pas disponible ou lorsque les signaux doivent être renforcés. La nécessité d'une telle mesure est une exigence de la politique présidentielle du DOT depuis que le président George W. Bush a signé une directive présidentielle en 2004 sur le positionnement, la navigation et la synchronisation spatiaux des États-Unis.
Le même mois, Trump a publié un décret sur le renforcement de la résilience nationale grâce à une utilisation responsable des services de positionnement, de navigation et de chronométrage.
Furchtgott-Roth a déclaré à GPS World: «Nous ne pouvons pas faire en sorte que les signaux GPS soient un point de défaillance unique pour les transports et d'autres secteurs d'infrastructure critiques.»
Son premier obstacle était que le financement du Congrès pour la création d'un système GPS de secours allait plutôt au ministère de la Défense, bien que le transport soit l'agence principale. Cela a entraîné un report de la démonstration de positionnement, navigation et chronométrage (PNT) jusqu'en mars 2020.
Démonstration PNT
Onze entreprises ont fait la démonstration de leurs systèmes de sauvegarde et attendent l'opportunité de soumettre leurs demandes de propositions (RFP). Ces entreprises et leurs spécialités sont:
TRX, positionnement via une technologie d'unités de mesure inertielles
Skyhook, positionnement via Wi-Fi, télémétrie cellulaire et une très grande base de données propriétaire de technologies de localisation de sites
OPNT, synchronisation via les technologies de protocole Timing Fiber & White Rabbit
Seven Solutions, synchronisation via les technologies de protocole Timing Fiber & White Rabbit
NextNav, positionnement et timing via les technologies Metropolitan Beacons
Globalstar-Echo Ridge, positionnement et synchronisation via l'utilisation de la constellation Global Star LEO de 24 satellites
PhasorLab, positionnement via des nœuds de référence fixes ou un réseau maillé mobile ad-hoc
Hellen Systems, synchronisation via eLoran et systèmes de récepteur et de référence propriétaires
UrsaNav, synchronisation via les transmissions de signaux eLoran
Serco, synchronisation via les transmissions de signaux eLoran
Satelles, positionnement sur la constellation d'Iridium
Pour Furchtgott-Roth, le timing est primordial et sera le premier élément de notre sauvegarde GPS. Cependant, elle a déclaré: «Cela ne fournira pas un positionnement et une navigation résilients pour les drones, les véhicules autonomes et tous nos autres besoins de transport. L'Amérique doit disposer d'une combinaison de systèmes disponibles qui, lorsqu'ils sont utilisés ensemble, seront très difficiles à perturber.
Karen Van Dyke, qui dirige les efforts du PNT dans le bureau de Furchtgott-Roth, a déclaré à GPS World: «Le GPS est devenu un utilitaire invisible dont dépendent tant de nos technologies. Fournir une capacité complémentaire et / ou de sauvegarde garantit aux utilisateurs un PNT même lorsque le GPS est perturbé. Cela peut également aider à protéger les signaux eux-mêmes en dissuadant les acteurs malveillants qui pourraient autrement vouloir brouiller ou usurper le GPS. "
L'action de la FCC menace notre GPS
Fin avril, la FCC a approuvé «l’application de Ligado pour déployer un réseau national terrestre de faible puissance dans la bande L qui prendra principalement en charge les services 5G et Internet des objets».
Ligado est une société américaine de communication par satellite, anciennement connue chez LightSquared, qui exploite les satellites SkyTerra 1. La société développe un réseau satellite-terrestre pour prendre en charge le marché émergent de la 5G et les applications de l'Internet des objets (IoT). Le satellite SkyTerra 1 de Ligado est «spécialement conçu pour fournir une connectivité mobile robuste à de petits appareils à faible consommation en Amérique du Nord. Dans le cadre de l'avenir de la 5G, notre réseau satellite répondra aux exigences essentielles de l'IoT en matière d'ubiquité, de continuité et d'évolutivité des services.
Ligado utilisera les bandes 1526-1536 MHz, 1627.5-1637.5 MHz et 1646.5-1656.5 MHz.
Les satellites GPS transmettent des données sur les fréquences 1227,60 et 1575,42 MHz. L’utilisation des bandes 1526-1536 MHz et 1627,5-1637,5 MHz risque d’interférer avec la fréquence du GPS. L'approbation FCC comprend plusieurs éléments que Ligado doit faire en ce qui concerne l'emplacement de ses sites au sol et leur utilisation des fréquences; l'utilisation de ces bandes est toujours préoccupante.
Esper exprime son opposition à la licence Ligado
En novembre dernier, le secrétaire à la Défense Mark Esper s’est prononcé contre la licence Ligado, déclarant qu ’« il y a trop d’inconnues et les risques sont bien trop grands pour les opérations fédérales pour permettre au système proposé par Ligado de se poursuivre. Tous les tests et données techniques indépendants et scientifiquement valides montrent le potentiel de perturbation et de dégradation généralisée des services GPS du système Ligado proposé. Cela pourrait avoir un impact négatif important sur les opérations militaires, à la fois en temps de paix et en temps de guerre.
Le général David Goldfein, chef d'état-major de l'US Air Force, s'est dit préoccupé par cette approbation, car elle entraînerait des perturbations du système GPS. Goldfein a également mentionné qu'il avait discuté de la question avec le général John Raymond, le chef des opérations spatiales et le commandant du Commandement spatial américain, qui était également préoccupé.
Le département de la Sécurité intérieure s'est également prononcé contre l'action de la FCC. Le DHS «a recommandé à la FCC de refuser la licence Ligado et reste préoccupé par le fait qu'une approbation crée un degré élevé d'incertitude pour nos partenaires des secteurs public et privé, dont beaucoup, ainsi que les départements de la sécurité intérieure, de la défense et des transports, s'appuient sur des données précises et ininterrompues. les données de positionnement, de navigation et de chronométrage (PNT) du GPS pour assurer la sécurité et la résilience de leur infrastructure.
La plupart des autres ministères fédéraux ont également exprimé leur opposition à l’utilisation par Ligado des fréquences de la bande L. Cependant, la FCC ayant accordé à Ligado l'utilisation des trois bandes de fréquences, les mesures que prendra la communauté GPS dépendront des décisions prises par la communauté après que les membres auront examiné différentes mesures d'atténuation pour s'assurer que les signaux GPS ne sont pas perturbés. Les mesures qu'ils peuvent prendre restent alors inconnues.
