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Le positionnement et le timing ont été les fondements de la navigation depuis que l'homme s'est rendu dans les océans. Depuis le développement du système mondial de navigation par satellite (GNSS) à la fin des années 1970, la position, la navigation et la synchronisation (PNT) basées sur l'entrée satellite ont été vitales pour de nombreux systèmes critiques à bord des navires, permettant aux récepteurs de déterminer l'emplacement à un degré élevé. de précision (à quelques mètres) en utilisant des signaux temporels émis depuis l'espace. L'industrie maritime s'appuie sur des PNT fiables dans les infrastructures de transport, la navigation, les communications, les applications de recherche et sauvetage, les opérations de pêche, la réglementation et la navigation de plaisance.
À titre d'exemple de son importance, une étude menée par le gouvernement britannique en 2017 a identifié qu'une perte de cinq jours de GNSS coûterait à l'économie maritime britannique plus d'un milliard de livres, mettant en évidence la valeur fondamentale du signal dans les opérations marines de base et la prise de conscience croissante que le GNSS comme source de PNT doit être à la fois protégée et irréfutable. Cette prise de conscience de l'importance du GNSS a conduit à la naissance de ce qui est maintenant connu sous le nom de PNT résilient.
Les GNSS sont les principales sources de référence PNT, mais leurs signaux sont très faibles lorsqu'ils arrivent à la terre. Ils présentent des vulnérabilités et des limitations bien connues qui nécessitent une protection et une atténuation. Ils peuvent être perturbés par des interférences involontaires et le signal non chiffré à usage civil est susceptible d'être attaqué.
Les interférences intentionnelles peuvent être le refus d’accès aux signaux satellites ou le brouillage, de sorte que votre navire ne peut pas déterminer son emplacement exact. L'usurpation d'identité, également connue sous le nom de brouillage avancé, est la création de signaux supplémentaires qui fournissent des informations PNT trompeuses, de sorte que la position ou la référence temporelle du navire ne sont plus précises.
Le PNT résilient est la convergence de la technologie traditionnelle de positionnement, de navigation et de chronométrage avec une technologie non traditionnelle et émergente pour améliorer la fiabilité, les performances et la sécurité des applications critiques, où les écarts dans l'exactitude, la disponibilité et la stabilité des données peuvent avoir un impact sur la sûreté, la sécurité et viabilité économique des navires en mer. La résilience offre aux navires des informations sur la position et l'heure auxquelles ils peuvent se fier, en protégeant, en authentifiant et en proposant des alternatives aux sources PNT existantes, telles que le GNSS.
L'impact opérationnel de la résilience est la capacité de détecter les vulnérabilités dans le GNSS, telles que les incidents d'usurpation ou de brouillage, d'émettre des alertes au navire et de fournir des sources alternatives de navigation et de positionnement.
Les signaux de navigation alternatifs tels que l'heure et la localisation des satellites (STL), offrent un signal crypté, 1000 fois plus puissant que le GNSS, qui résiste au brouillage et à l'usurpation d'identité. STL est disponible dans le monde entier, fonctionnant sur les satellites Iridium. Bien qu'il ne soit pas aussi précis que le GNSS, il fournit une précision de 30 à 50 mètres qui peut servir de vérification de la position ou de l'heure indiquées par GNSS. Lorsqu'il est combiné avec un système de navigation inertielle (INS), il peut fournir des mises à jour précieuses de la portée et du Doppler des mesures inertielles, réduisant la dérive et conservant une solution de navigation appropriée, même pendant de longues périodes de refus GNSS.
Les dispositifs de protection de la navigation sont une catégorie de produits émergente qui répond aux préoccupations relatives à la confiance dans les informations de navigation fournies. Un dispositif de protection de la navigation comprend généralement un composant de surveillance, tel que le NPD BroadShield d’Orolia, qui surveille les réceptions GNSS, analyse les signaux et alerte le pilote sur la passerelle. Ce dispositif de protection de la navigation (NPD) est indépendant du système de navigation du navire et s’interface avec l’écran ECDIS, le cas échéant, pour donner une indication en temps réel des alertes et des écarts de position. Cependant BroadShield peut également envoyer des alarmes ou des avertissements sous d'autres formes pour les navires non équipés d'un ECDIS.
De même, eLoran, lorsqu'il est disponible, fournit un autre signal alternatif diversifié pour les dispositifs de protection de la navigation. Il est littéralement à l'autre extrémité du spectre du GNSS - basse fréquence au lieu de micro-ondes; impulsion de haute puissance au lieu d'un spectre étalé de faible puissance; et terrestre plutôt que spatial. Le brouilleur requis pour bloquer le GNSS est très différent de celui conçu pour bloquer eLoran, ajoutant de la résilience à la navigation.
Il existe trois scénarios de détection typiques qui indiqueraient qu'il y a un problème: le NPD s'active sur la présence de signaux supplémentaires dans la bande GNSS ou sur un comportement anormal du signal; il détermine que sa solution de navigation ne correspond pas à la solution de guidage GNSS du navire en raison d’un dysfonctionnement de l’équipement ou de signaux malveillants; ou il identifie que la solution de navigation diffère des constellations GNSS et de ses sources alternatives, telles que STL ou eLoran.
Il y a une prise de conscience croissante des risques des PNT maritimes non garantis. Parmi les exemples récents d'attaques contre le positionnement des navires et les systèmes de navigation, citons l'usurpation de positions largement connue en mer Noire des positions signalées par GNSS / AIS en 2016, les préoccupations entourant les collisions de haut niveau de la marine et le brouillage des navires de pêche attribués à la Corée du Nord.
La résilience des PNT devient encore plus significative si l'on considère la croissance exponentielle de la connectivité maritime, le fait de vivre dans un monde toujours connecté et la nécessité de partager des données sensibles. Le transport maritime mondial tire parti de la valeur du Big Data, de sorte que la qualité de la connectivité maritime augmente avec l'adoption du VSAT (qui devrait être installé sur 6500 navires d'ici 2026 - selon SES Networks) et la croissance de la couverture par satellite, les propriétaires de flottes sont mieux à même de intégrer les flottes mondiales à l'exploitation à terre et subissent une pression croissante pour adopter ces solutions ou risquent de perdre leur avantage concurrentiel.
Satellite Time and Location ou STL offre un outil supplémentaire d'authentification du signal via la géolocalisation. Le signal crypté de STL signifie que le navire a une source PNT irréfutable, qui à son tour peut authentifier la communication ou l'accès au réseau, car vous pouvez être sûr que le navire se trouvait à un certain endroit à un certain moment et que les communications à destination et en provenance du navire sont authentiques. Cela offre une vaste portée en matière de cybersécurité, d'accès au réseau de protection et de solutions Big Data qui changent rapidement les capacités de l'industrie maritime. Le PNT est le fondement d'une navigation maritime de confiance et, grâce aux dernières avancées technologiques ajoutant de la résilience, une navigation plus sûre peut également étendre la confiance à la cybersécurité et aux communications sécurisées.
Il y a maintenant une prise de conscience croissante des vulnérabilités du GNSS mais ce qui n'est pas encore clair, c'est quoi faire à leur sujet. Il n'y a pas de solution miracle - pas de solution unique qui puisse surmonter les problèmes - mais nous pensons qu'une combinaison de plusieurs méthodes alternatives peut augmenter le GNSS et fournir la résilience nécessaire pour toutes les opérations critiques.
