Il y a cinq ans, une équipe de chercheurs de l'Université du Texas à Austin est montée à bord d'un yacht de 80 millions de dollars avec l'intention d'essayer de tromper le système de navigation du navire et de le faire dévier furtivement de sa trajectoire.

Une fois le yacht au large des côtes italiennes, l'équipe—avec la connaissance et la permission du propriétaire du navire, un individu riche qui ne veut pas être nommé - a utilisé un appareil de la taille d'une mallette pour étouffer lentement les signaux GPS légitimes et prendre le contrôle du guidage du navire. Ça a marché. En utilisant les faux signaux, l'équipe a progressivement tourné le navire tandis que son affichage cartographique continuait à le montrer se déplaçant en ligne droite.

Depuis que les États-Unis ont développé le système de positionnement global, ou GPS, dans les années 1970, la nation est devenue de plus en plus dépendante de cette méthode satellitaire de détermination de position, temps et vitesse. Aujourd'hui, le GPS est utilisé pour tout, de l'appel d'un Uber à la navigation en ville, en passant par l'horodatage des transactions financières et le largage de bombes guidées.

Cette dépendance croissante pourrait être un problème, surtout si les 30 satellites GPS ou leurs stations au sol tombaient en panne, les experts disent. Et cela a conduit un certain nombre d'organisations gouvernementales et d'entreprises à commencer à réfléchir à la manière de renforcer le système et à savoir si d'autres signaux pourraient être utilisés pour compléter ou sauvegarder le GPS toujours omniprésent.

En décembre, La secrétaire de l'Air Force Heather Wilson a déclaré au Times dans une interview qu'"il n'y a pas de mission militaire qui ne dépende de l'espace, " et que l'Air Force s'exerce comme si elle n'avait pas de GPS.

Au début de l'année dernière, Le directeur du renseignement national, Dan Coats, a témoigné devant le comité sénatorial spécial du renseignement sur la future « menace mondiale d'attaques de guerre électronique contre les systèmes spatiaux, " comme les communications militaires par satellite et les satellites GPS. Coats a noté que la Chine et la Russie ont discuté du développement de nouvelles capacités de guerre électronique.

"Pour la robustesse, vous avez vraiment besoin de plusieurs sources, " a déclaré Michael O'Connor, directeur général de Satelles, un Herndon, Virginie., société qui a développé un nouveau signal d'heure et de localisation émis par une constellation distincte de satellites qui peut être utilisé comme alternative ou filet de sécurité au GPS. "Toute source est vulnérable."

Développé par l'armée américaine et offert gratuitement, le premier satellite de test GPS lancé en 1978. Dès le début, le système était destiné à un usage militaire et civil, avec des signaux séparés pour chacun.

Le GPS était une telle "merveille technique" que tout le monde s'est mis à l'utiliser, dit Dave Tremper, responsable de programme au bureau des technologies stratégiques de la Defense Advanced Research Projects Agency, ou DARPA.

Les satellites GPS envoient des signaux radio à des récepteurs sur Terre intégrés dans une voiture ou un autre objet. En utilisant des horloges atomiques sur les satellites, le signal indique quand il a été transmis. Les récepteurs calculent l'emplacement en fonction de l'heure à laquelle la transmission a été envoyée et de l'heure à laquelle elle a été reçue. En combinant les données d'au moins quatre satellites, le récepteur peut localiser avec précision où il se trouve.

Au cours des années, l'armée américaine a apporté des améliorations et des modifications au système.

Le signal civil, qui avait été intentionnellement rendu moins précis que le signal militaire, a été étendu et sa précision améliorée. De nouveaux signaux militaires cryptés ont été ajoutés, tout comme une nouvelle fréquence largement utilisée par la Federal Aviation Administration. Des satellites avec une meilleure technologie, la précision et la résilience aux attaques ont été lancées pour remplacer l'ancienne.

Ces nouveaux satellites, connu au sens large sous le nom de GPS Block II, ont une durée de vie de conception allant de 7{ ans à 12 ans. Une nouvelle génération de satellites connue sous le nom de GPS III, qui aura une durée de vie de 15 ans, sont en cours de développement.

Mais toutes ces améliorations n'ont pas changé le fait qu'il n'y avait encore qu'un seul système largement universel utilisé par les États-Unis. D'autres pays et régions ont depuis développé leurs propres versions du GPS, dont le système européen Galileo et le russe GLONASS, qui peut être utilisé gratuitement.

Les experts de l'industrie affirment que le GPS est sensible à différentes formes d'attaque. L'un est en train de brouiller, dans lequel un récepteur GPS est bloqué pour recevoir des informations d'un satellite. Mais un autre, préoccupation plus dangereuse, est une usurpation. Comme pour l'expérience du yacht UT, un récepteur peut recevoir un faux signal GPS, tromper sur sa position.

Au cours de cette expérience, aucun des équipements sur le pont du yacht n'a jamais déclenché d'alarme, ce qui serait arrivé si l'équipe avait essayé de brouiller les signaux GPS, dit Todd Humphreys, un professeur agrégé du département d'aérospatiale de l'UT Austin qui a dirigé l'expérience. L'usurpation d'identité de l'équipe était si subtile que les systèmes automatisés n'ont pas pu détecter que quelque chose n'allait pas, il a dit.

Une autre possibilité est une cyberattaque contre une station au sol GPS qui pourrait détruire l'ensemble du système.

"La redondance a en quelque sorte disparu, " Tremper a déclaré. "Nous nous retrouvons maintenant avec ce seul point d'échec."

Pour lutter contre cela, les chercheurs du gouvernement et de l'industrie développent des systèmes et des algorithmes pour collecter de nombreuses sources différentes de données qui pourraient aider à déterminer la position d'un utilisateur, aider à la navigation ou établir l'heure. Ensemble, ces diverses sources de données peuvent être utilisées pour revérifier la réponse donnée par le GPS ou, en l'absence de GPS, potentiellement pourrait être suffisant pour trianguler un emplacement.

L'une de ces sources de données pourrait être l'heure et l'emplacement du satellite, également connu sous le nom de STL, un signal délivré par Satelles qui peut déterminer la position et l'heure indépendamment du GPS.

Le service, qui a débuté en 2016, a été intégré à un réseau commercial de satellites exploité par Iridium Communications Inc.

Iridium est connu pour l'une des faillites les plus spectaculaires de tous les temps; il a échoué dans une grande offre pour créer un marché de masse pour les téléphones satellites, mais renaît en tant que service de niche. Aujourd'hui, sa soi-disant constellation de 66 satellites orbite à 476 milles au-dessus de la Terre, plus proche que l'emplacement des satellites GPS. Cette proximité produit un signal plus fort, selon O'Connor de Satelles.

Il a déclaré que la société travaille en étroite collaboration avec les opérateurs de téléphonie mobile, le gouvernement américain et une entreprise qui renforce la position, sources de navigation et de synchronisation pour les entreprises.

"Le GPS est intégré dans bien plus de nos vies que les gens ne le pensent, " O'Connor a déclaré. "Il est intégré à notre infrastructure critique."

A la DARPA, les chercheurs travaillent sur un projet appelé Adaptable Navigation Systems qui s'appuierait sur des capteurs pour collecter d'autres signaux, tels que ceux des réseaux mobiles ou des satellites commerciaux. Cette information serait ensuite traduite par l'algorithme, fusionnés, et un lieu et une heure seraient déterminés. Le programme de 8 ans a été testé sur le terrain sur des véhicules allant des destroyers de la Marine aux Humvees de l'armée.

La technologie testée à El Segundo par Aerospace Corp. pourrait éventuellement extraire des sources de données encore plus diverses, tels que les signaux des antennes de télévision, des radios ou encore des images visuelles, et associez-les à un emplacement.

Il y a quelques mois, quelques ingénieurs d'Aerospace Corp. ont attaché une antenne spécialisée sur le toit d'une voiture et sont partis dans les rues d'El Segundo pour voir s'ils pouvaient localiser avec précision leur emplacement sans utiliser le GPS.

Alors que le couple circulait, ils ont vérifié un ordinateur portable en temps réel pour voir si leur soi-disant capteur de navigation opportuniste captait des signaux radio qui pourraient être utilisés pour trianguler leur position. Ensuite, ils ont comparé ce point à celui déterminé à partir des données GPS.

À un moment donné, les deux signaux étaient décalés d'environ 65 pieds. Mais à un autre, les deux points de navigation se chevauchaient presque exactement.

Le prochain test de ces algorithmes avancés, connu sous le nom de Sextant, pourrait incorporer un accéléromètre ou un capteur visuel qui pourrait s'appuyer sur le paysage pour aider à naviguer, a déclaré Randy Villahermosa, directeur exécutif de l'innovation à la société à but non lucratif, qui exploite un centre de recherche et développement financé par le gouvernement fédéral axé sur les programmes spatiaux pour l'US Air Force.

Les applications potentielles d'un système comme Sextant pourraient s'étendre au-delà de la défense pour inclure la navigation pour les véhicules autonomes, il a dit. Aerospace Corp. ne vend pas ses produits commercialement.

Les responsables de l'industrie ont estimé que le marché des produits GPS ainsi que des alternatives vaut déjà quelques milliards de dollars; utilisations futures, comme les voitures sans conducteur et les drones, pourrait faire grimper considérablement la demande.

Mais cela ne vaut peut-être pas la peine pour tout le monde de passer à une alternative commerciale. Tout comme le marché d'origine des téléphones satellites d'Iridium a été miné par un service cellulaire bon marché, les entreprises peuvent donc décider de continuer à tenter leur chance avec le GPS.

Chaque entreprise doit déterminer si ses produits nécessitent un timing si critique qu'être trompé ne serait-ce qu'une seconde poserait un risque important, dit Doug Loverro, ancien sous-secrétaire adjoint à la Défense pour la politique spatiale et ancien directeur exécutif du Space and Missile Systems Center de l'Air Force Space Command.

"Je pense que cela dépend de l'importance de votre utilisation, et que vous soyez ou non dans une industrie ou une situation où vous avez un risque élevé d'être falsifié, " il a dit.

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