Combat dans l’espace : détecter et géolocaliser les signaux de brouillage GPS

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Spire est à l’avant-garde de la détection et de la géolocalisation des signaux de brouillage et d’usurpation d’identité GPS, éléments essentiels à la protection des ressources spatiales et de la supériorité des États-Unis. Alors que les cas de brouillage GPS et d’usurpation d’identité se multiplient à l’échelle mondiale, nos technologies de surveillance et de recherche de pointe jouent un rôle essentiel dans le maintien de la domination de l’information du pays. En renforçant nos capacités de géolocalisation, Spire contribue à préserver l’équilibre des forces mondiales grâce à la technologie spatiale, favorisant ainsi la paix. Nous avons été vigilants dans le suivi de la propagation des armes spatiales et cybernétiques, garantissant que nos progrès soutiennent continuellement les intérêts américains.

Signaux suspects : comment pouvons-nous les localiser et les identifier ?

L’armée américaine est confrontée à un défi croissant à mesure que les incidents de brouillage GPS se multiplient dans les zones de conflit. Des rapports font état de brouillages réussis d’avions américains en Syrie, en Corée du Nord et au-delà, soulignant le besoin urgent de détecter et d’identifier les sources de brouillage et d’usurpation d’identité GPS pour garantir la sécurité des guerriers. Le brouillage se produit lorsque des signaux radiofréquences (RF) produits intentionnellement bloquent les véritables signaux satellite, perturbant ainsi le fonctionnement du récepteur et la transmission de données critiques. Pendant ce temps, l’usurpation d’identité implique des signaux RF imitant de vrais signaux, provoquant l’affichage de fausses informations. Pendant des années, la technologie GPS a été vulnérable à ces attaques de brouillage et d’usurpation d’identité en raison de la faible puissance du signal des satellites GPS.

Le brouillage et l’usurpation d’identité peuvent-ils être efficacement atténués ?

Les signaux GPS sont vulnérables au brouillage et à l’usurpation d’identité, et ces méthodes évoluent constamment, posant des menaces importantes. En 2019, des F-35 de l’USAF ont été confrontés à un brouillage dans l’espace aérien israélien en provenance d’une base aérienne syrienne, soulignant les dangers potentiels. De même, lors des exercices militaires de l’OTAN dans la mer Baltique, impliquant 40 000 soldats des 29 États membres, le brouillage a perturbé les opérations. Le Center for Advanced Defense (C4ADS) a analysé les données AIS, révélant que de nombreux navires ont été usurpés alors qu’ils naviguaient sur le fleuve Huangpu à Shanghai. Cette usurpation d’identité a créé une confusion dans le trafic maritime en formant de grands cercles appelés « crop circles ». De plus, aux États-Unis, les camionneurs peuvent acheter des brouilleurs GPS bon marché pour échapper au suivi des employeurs, illustrant ainsi l’accessibilité et l’utilisation généralisées de ces appareils. Les techniques d’usurpation d’identité conventionnelles peuvent être manifestes, impliquant une stratégie de brouillage puis d’usurpation d’identité où le faux signal domine, ou secrètes, où le signal contrefait s’aligne sur le vrai signal et le dépasse. Ces incidents soulignent le besoin urgent de mesures de sécurité GPS renforcées.

Comment la technologie de pointe facilite-t-elle la détection des brouillages GPS et améliore-t-elle les solutions de géolocalisation ?

Les CubeSats de Spire, équipés de radios flexibles définies par logiciel, révolutionnent la détection et la géolocalisation des signaux d’intérêt. Alors que les méthodes existantes reposant sur de puissantes solutions PNT au sol ou basées sur le WiFi empêchent efficacement le brouillage et l’usurpation d’identité, Spire a adopté une approche nouvelle. En tirant parti d’une constellation de nanosatellites en orbite terrestre basse (LEO), nous avons activement recherché et testé nos capacités, franchissant récemment une étape importante. Nos clients ont validé notre succès dans la détection des signaux de brouillage GPS coopératifs, démontrant l’engagement de Spire à rester à la pointe de la technologie et de la recherche dans ce domaine.

L’instrument de réflectométrie Spire GNSS (GNSS-R), conçu pour étudier les signaux GNSS réfléchis ou diffusés par la surface terrestre, offre une polyvalence remarquable. Il s’agit d’un récepteur SDR équipé de deux antennes en bande L à gain élevé et orientées nadir, capables de capturer des enregistrements bruts et d’effectuer des mesures précises des signaux GNSS émanant de la surface de la Terre. De plus, l’antenne zénith en bande L prend en charge la double fréquence (L1/L2), permettant un positionnement précis des satellites Spire. En conséquence, les variantes des satellites Spire GNSS-R sont idéales pour détecter et géolocaliser les sources de brouilleurs GNSS. Spire peut améliorer les capacités de sa charge utile GNSS-R pour détecter les brouilleurs GPS et utiliser nos LE MUR en formation de vol pour localiser les émissions.

Spire est à l’avant-garde du développement d’une technologie de pointe pour la détection des brouilleurs GPS en orbite. Nos recherches se concentrent sur des scénarios de réception multi-satellites et mono-satellite, dans le but de fournir une surveillance précise et fiable des signaux GNSS. Grâce à des études rigoureuses sur les interférences GNSS en orbite LEO, nous avons constaté que les deux approches donnent des résultats efficaces dans la détection et le suivi de ces signaux.

Pour la géolocalisation multi-satellites, nous utilisons une méthode dans laquelle deux satellites LEO volent en formation parallèle. Cette stratégie nous permet d’utiliser une gamme de techniques de géolocalisation, qui deviennent encore plus polyvalentes lorsque trois satellites ou plus sont impliqués. Actuellement, nous mettons en œuvre des méthodes hybrides avancées TDOA et FDOA pour obtenir une géolocalisation RF précise lorsque plusieurs satellites reçoivent simultanément le signal cible.

Dans le cas de la surveillance des interférences d’un seul satellite, nous nous appuyons sur des mesures Doppler pour obtenir une solution de géolocalisation sans ambiguïté. Cette approche est particulièrement utile lorsqu’un seul satellite est disponible pour recevoir le signal.

Dans l’ensemble, les approches innovantes de Spire en matière de détection des brouilleurs GPS démontrent notre engagement à améliorer la précision et l’efficacité de la surveillance des signaux GNSS. En tirant parti des techniques multi-satellites et mono-satellites, nous ouvrons la voie à des systèmes de navigation plus fiables et plus sécurisés.

Le Dr Patrick Ellis, expert en géolocalisation RF de Spire, a récemment dévoilé une solution de géolocalisation passive de pointe pour les satellites uniques. Cette approche innovante, détaillée dans son dernier article, démontre des performances remarquables dans des scénarios à passage unique, à transmission unique et de courte durée, garantissant la faisabilité informatique du traitement en temps réel. La technique implique une chaîne de traitement de géolocalisation des émetteurs RF en deux étapes. Initialement, il estime le Doppler et le taux Doppler, puis cartographie habilement ces mesures pour identifier l’emplacement d’un émetteur inconnu à l’aide d’une méthode de filtrage non linéaire. Même si la méthode à satellite unique présente des défis inhérents, elle apparaît comme une alternative rentable et respectueuse des infrastructures aux approches multi-satellites. Les experts en géolocalisation de Spire affinent continuellement cette méthode pour améliorer la précision et atténuer les risques, ouvrant ainsi la voie à son adaptation à la géolocalisation des brouilleurs GPS.

Spire peut-il identifier efficacement les signaux de menace à l’aide des satellites GNSS-RO ?

En avril, Spire a démontré ses prouesses multisatellites pour un client du gouvernement américain, en mobilisant rapidement trois satellites de radiooccultation (RO) GNSS. Ces satellites ont été stratégiquement déployés pour collecter des données de fréquence intermédiaire (IF) non traitées lors de tests de brouillage menés sur la zone continentale des États-Unis. Les tests ont révélé que la polarisation et l’orientation de l’antenne des CubeSats 3U RO de Spire étaient aptes à capter les signaux émis par des brouilleurs GPS spécifiques. Suite à une première évaluation, le client a confirmé que Spire avait bien détecté les signaux brouilleurs à l’aide de ses satellites GNSS-RO. Au moins deux passages de satellite ont été soigneusement alignés pour observer le brouilleur en action, collectant rapidement des données IF brutes cruciales. Les premiers téléchargements de données ont indiqué une augmentation notable de l’activité spectrale dans la bande GPS L1, validant ainsi la capacité de Spire à détecter et à surveiller de telles menaces.

Avec plus de 40 satellites capables de géolocalisation déjà en orbite, Spire ouvre la voie en fournissant des services de géolocalisation et de surveillance des interférences de pointe à la communauté de la défense. Notre constellation propose des solutions fiables, précises et rentables, ce qui nous confère un avantage significatif par rapport aux autres fournisseurs encore à leurs premières phases de R&D. Récemment, nous avons effectué notre premier test de détection de brouillage GPS, qui a prouvé notre capacité à identifier les signaux de brouillage avec précision. Les signaux collectés, confirmés par Spire et le client, provenaient de l’emplacement de test désigné, correspondant aux caractéristiques Doppler attendues d’un brouilleur. Ce test réussi marque une étape importante dans notre démarche visant à fournir des services de géolocalisation sans précédent. Nous sommes convaincus que nos techniques avancées, associées à notre vaste réseau satellite, nous permettront d’identifier avec précision l’origine des signaux de brouillage, améliorant ainsi notre offre au secteur de la défense.

Comment les CubeSats dominent l’espace de combat ?

Prête à révolutionner les opérations spatiales, la constellation de nanosatellites LEO de Spire offre des services inégalés de détection de brouillage GNSS et de géolocalisation, alliant prix abordable, force du signal, précision extrême et couverture étendue. Notre bus CubeSat LEMUR-2 3U éprouvé est prêt, ouvrant la voie aux capacités critiques de brouillage GPS et d’usurpation de géolocalisation. Cela non seulement avertit les adversaires, mais favorise également la confiance entre les combattants et la technologie moderne, en particulier l’IA. À mesure que nous élargissons nos offres de charges utiles, testons de nouveaux cas d’utilisation et redéfinissons les opérations spatiales, nous nous engageons à exploiter la puissance des petits satellites pour résoudre le prochain grand problème. Apprenez-en davantage sur notre blog pour découvrir l’avenir de l’exploration spatiale avec Spire.