Détection nationale du brouillage GPS : un besoin urgent de sécurité renforcée

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La montée des menaces GPS atteint des niveaux sans précédent, l’escalade des conflits mondiaux compromettant sa fiabilité. De vastes régions d’Europe et du Moyen-Orient sont les plus touchées par les attaques d’interférence, entraînant d’importantes perturbations pour les civils. L’Amérique du Nord connaît une recrudescence des activités criminelles, les brouilleurs étant de plus en plus utilisés pour le trafic de drogue, les vols de camions de marchandises, etc. Ces dernières années, des incidents sporadiques de brouillage et d’usurpation de GPS ont semé le chaos dans des aéroports américains clés. Alimentés par des préoccupations liées à la protection de la vie privée et des théories du complot antigouvernementales, même les Américains ordinaires achètent des brouilleurs bon marché. Depuis des années, les analystes en sécurité tirent la sonnette d’alarme concernant les attaques ciblées potentielles contre les GPS, qui pourraient paralyser le système financier, le réseau électrique, les systèmes de trafic aérien et les services d’urgence. Alors que le besoin de développer des capacités de secours pour les GPS devient plus urgent, un autre problème urgent requiert notre attention immédiate.

Les capacités de navigation par satellite des États-Unis sont menacées par l’absence d’un système coordonné, en temps réel et de haute précision pour détecter les brouillages et les falsifications de signaux GPS. Cette faille majeure dans notre sécurité nationale expose les opérations gouvernementales, commerciales et d’urgence à des menaces potentielles à l’intérieur de nos frontières. Il est impératif de mettre en place un système de détection automatisé capable de localiser instantanément les interférences GPS et de générer des cartes précises et en temps réel des zones touchées. En remédiant à cette lacune critique, nous pouvons améliorer la résilience et la fiabilité de nos systèmes de navigation par satellite, garantissant ainsi la sûreté et la sécurité des opérations vitales dans tout le pays.

Situation actuelle : une interrogation sur les circonstances actuelles

L’inefficacité des méthodes de détection actuelles et l’obsolescence des cartes de pannes posent des défis majeurs, car elles reposent sur une collecte de données limitée et des systèmes obsolètes. Il en résulte de vastes lacunes de couverture, ce qui complique l’efficacité des interventions. Les pannes GPS traditionnelles sont actuellement suivies grâce à une combinaison de plateformes de haute altitude pour la surveillance de vastes zones, telles que la surveillance dépendante automatique en diffusion (ADS-B) à 9 000 mètres ou plus, de systèmes satellitaires et de capteurs terrestres ciblant des emplacements spécifiques comme les aéroports et les bases militaires. Cependant, ces approches présentent des limites inhérentes. Les capteurs aéronautiques, par exemple, peinent à détecter le brouillage et l’usurpation d’identité ciblant les équipements terrestres ou les drones à basse altitude. Des témoignages de première main indiquent la présence de brouillages chinois autour de Taïwan et du détroit de Taïwan.

La Chine utilise des brouilleurs à faible angle et des protections de terrain, échappant ainsi à la détection des applications de détection de pannes basées sur l’ADS-B. Cette tactique de brouillage subtile passe souvent inaperçue. Parallèlement, les capteurs au sol, avec leur portée limitée, n’offrent qu’une couverture inégale en raison de déploiements limités. Par conséquent, l’ampleur réelle des incidents reste largement méconnue, dressant un tableau incomplet de la situation actuelle.

Où sont les pannes d’électricité ?

L’efficacité des cartes actuelles des pannes du système mondial de navigation par satellite (GNSS) est évidente, mais elles présentent des limites. Malgré des efforts considérables pour suivre les incidents d’interférence, ces cartes sont limitées par le manque de données. Par conséquent, elles ne permettent pas de fournir des données de localisation très précises et en temps réel pour les événements d’interférence GPS. De plus, elles ne déterminent pas l’intensité du brouillage ou de l’usurpation d’identité, ni ne suivent les variations de cette intensité en fonction de la distance physique, de l’altitude et des caractéristiques topographiques telles que les collines, les montagnes, les arbres et les bâtiments. De plus, leur utilité se limite principalement aux abords immédiats des aéroports et des trajectoires de vol, ce qui entraîne d’importantes lacunes de couverture dans certaines zones géographiques.

Les interférences GNSS peuvent être largement suivies grâce aux cartes de pannes, offrant une idée générale des zones de perturbation. Cependant, ces cartes manquent de précision et d’exhaustivité, requises par les services militaires, les aéronefs civils, les navires ou les services d’évacuation sanitaire, qui dépendent de données de localisation précises pour une coordination efficace.

Les smartphones sont-ils notre réponse ultime ?

Des algorithmes sophistiqués, exploitant les données de plusieurs smartphones, peuvent identifier les irrégularités du signal, révélant ainsi des activités de brouillage ou d’usurpation d’identité. Cette approche innovante met en évidence le potentiel des smartphones en tant que vaste réseau de capteurs distribués. Aux États-Unis, plus de 300 millions d’utilisateurs de smartphones constituent un puissant système de détection. S’appuyant sur des années de recherche, la détection participative des interférences GPS/GNSS par smartphone s’est imposée comme une solution viable. Le Conseil consultatif national des PNT basés dans l’espace promeut la mise en place d’un système national de détection et de signalement des interférences GPS, en mettant l’accent sur l’utilisation de la technologie sans fil mobile comme élément clé.

Les réseaux de smartphones offrent une solution unique pour alerter rapidement sur les menaces de brouillage ou d’usurpation d’identité. Grâce à l’analyse spatiale des signaux GNSS bruts, ces réseaux peuvent localiser les sources d’attaque, offrant ainsi une protection renforcée à la navigation civile et aux infrastructures critiques. Leur vaste réseau distribué résout également les principaux défis de la détection des interférences : identifier les émetteurs et déterminer la zone affectée. Cette approche innovante utilise des indicateurs en temps réel, renforçant ainsi la résilience face aux perturbations des applications de chronométrage, entre autres.

Comment suivre les émetteurs de carbone ?

Localiser la source précise des attaques d’interférence, appelée émetteur, est essentiel pour mettre en œuvre des contre-mesures rapides et efficaces. Cela inclut la désactivation du brouilleur pour rétablir les services de navigation. Localiser l’émetteur permet de mieux comprendre l’épicentre de l’interférence, son impact potentiel et les actifs les plus vulnérables. Cependant, les capteurs terrestres traditionnels peinent souvent à identifier précisément ces émetteurs. L’un des principaux obstacles réside dans l’utilisation de signaux de faible puissance par les brouilleurs, plus difficiles à détecter à distance et susceptibles de rebondir sur diverses surfaces comme les bâtiments, les véhicules et le feuillage. De plus, les brouilleurs mobiles changent constamment de position, ce qui complexifie encore davantage le processus de suivi. Les brouilleurs avancés utilisent également des techniques d’évasion de détection, telles que les antennes omnidirectionnelles et le saut de fréquence, ce qui complique les efforts de triangulation. L’intégration d’un système de détection sur smartphone renforcerait considérablement le réseau de capteurs et augmenterait les chances de localiser l’émetteur.

De vastes réseaux d’appareils mobiles permettent une surveillance en temps réel de l’ionosphère, améliorant ainsi la précision du positionnement. Cette approche innovante utilise une grille dense de points de détection pour détecter, confirmer et centraliser rapidement et précisément les données de localisation des signaux en temps réel. Même si l’émetteur change de position, ce système assure un suivi fluide. En exploitant la puissance de ces réseaux, nous pouvons révolutionner la surveillance et la localisation des signaux, ouvrant la voie à des technologies de positionnement plus avancées et plus performantes.

Comment fonctionnent les zones d’effet ?

Déterminer la zone d’effet précise des interférences GPS représente un défi majeur pour les méthodes de détection actuelles. Les variations de puissance du signal et la puissance globale des attaques par interférence sont influencées par de multiples facteurs, notamment la distance géographique, les paysages naturels comme les collines et les forêts, la densité urbaine et d’autres éléments environnementaux. Par conséquent, l’impact réel d’une attaque peut varier considérablement d’un lieu à l’autre, même relativement proche. Pour répondre à cette complexité, un réseau combiné de capteurs terrestres à haute altitude et ad hoc offre un éventail plus large d’entrées, améliorant ainsi notre capacité à évaluer et à atténuer avec précision les effets des interférences GPS. L’altitude de ces capteurs joue également un rôle crucial dans l’amélioration des capacités de détection.

Grâce à des essais sur le terrain menés avec l’unité d’innovation militaire ukrainienne, nous avons constaté des variations notables de la puissance et de l’impact du brouillage en fonction de l’altitude. Si les cibles « ciel clair » comme les avions sont plus sensibles à la pleine puissance des attaques de brouillage, les drones et les voitures à basse altitude peuvent subir des effets moindres. Pour garantir des alertes efficaces et en temps réel aux utilisateurs de GPS dans les zones affectées, une identification précise de la zone d’impact est cruciale. Les smartphones s’avèrent un outil précieux dans ce contexte. Le déploiement d’un réseau de capteurs mobiles nous permet d’améliorer la rapidité et la précision de la détermination des effets généralisés du brouillage et de la mystification des signaux. Pour ce faire, nous évaluons l’impact sur chaque appareil et le corrélons avec ses données de localisation, offrant ainsi une solution rapide et précise.

Où devrions-nous aller ensuite ?

L’intégration des efforts de détection des interférences GPS entre diverses agences, telles que le ministère de la Défense, le ministère de la Sécurité intérieure et la Federal Aviation Authority, est cruciale. En exploitant les satellites commerciaux, l’intelligence artificielle et, plus particulièrement, les téléphones portables, ces initiatives visent à améliorer les capacités de détection. Les téléphones portables se distinguent par leur large diffusion, leur rentabilité et leur capacité à renforcer la redondance. Cependant, ce dont nous avons besoin, c’est d’un système unifié qui rassemble ces technologies pour une détection en temps réel. Nous testons actuellement de nouvelles fonctionnalités de détection et de localisation des émetteurs sur smartphone, ouvrant ainsi la voie à une solution plus complète.

Sean Gorman, PDG et cofondateur de Zephr.xyz, est à la pointe du développement de solutions de géolocalisation de pointe. Au cœur de leur innovation se trouve un système multicouche intégrant des données satellitaires, terrestres, mobiles et aéronautiques, offrant une détection et un suivi des anomalies GNSS inégalés. Cette approche globale garantit une identification et une réponse rapides à toute menace. L’intégration d’un système de détection sur téléphone portable offre notamment un mécanisme d’alerte précoce économique. Les capteurs des téléphones déclenchent des alertes, rapidement suivies de confirmations par satellite et autres systèmes. En établissant un réseau dense de points de détection, nous améliorons considérablement nos capacités de défense et accélérons les délais de réponse, ouvrant la voie à un avenir plus sûr et plus sécurisé.

Expert en science des données géospatiales et en sécurité nationale, Gorman possède plus de 20 ans d’expérience en tant que chercheur, entrepreneur et universitaire. Il a occupé des postes de direction chez Maxar et iXOL, et a fondé Pixel8earth, GeoIQ et Timbr.io. Ancien responsable de l’ingénierie de l’équipe cartographique de Snap et stratège en chef du centre de développement d’ESRI à Washington, Gorman possède une expertise inégalée. Expert spécialisé auprès du groupe de travail sur les infrastructures critiques du DHS et du Conseil consultatif sur la sécurité intérieure, il a déposé huit brevets. Ses vastes connaissances s’étendent également au monde universitaire, où il était professeur-chercheur à l’université George Mason.