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Il existe quatre constellations de systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) dans le monde. Chacun de ces satellites transmet des signaux de position, de navigation et de synchronisation (PNT) à des récepteurs situés sur Terre.
Les récepteurs GNSS peuvent être utilisés par des navires, des véhicules, des aéronefs, des personnes et des sites fixes. Un récepteur utilise les signaux PNT transmis par au moins quatre satellites pour calculer sa position par triangulation. Les engins spatiaux GNSS sont équipés d’horloges atomiques qui permettent à chaque satellite de transmettre des informations de synchronisation dans le cadre du signal PNT. Le signal de synchronisation est important, car la mesure de la vitesse est le résultat du calcul de la distance parcourue en fonction du temps.
Une lacune importante de toutes les constellations GNSS réside dans la faiblesse des signaux PNT de leurs satellites au moment où ces signaux atteignent la Terre. Les satellites GNSS sont généralement placés en orbite terrestre moyenne, ce qui leur confère une altitude d’environ 10 799 milles marins (20 000 kilomètres) au-dessus de la Terre. Le défi pour le signal PNT réside dans le fait qu’il doit parcourir une longue distance avant d’atteindre son destinataire.
Tout signal électromagnétique de radiofréquence (RF) est comparable à un coureur de fond : plus le signal parcourt une longue distance, moins il est puissant lorsqu’il arrive à destination. L’Union internationale des télécommunications (UIT) met à disposition une gamme de radiofréquences comprise entre 1,1 gigahertz (GHz) et 1,6 GHz pour les signaux PNT. L’UIT est l’organisation des Nations Unies chargée de réglementer à l’échelle mondiale l’utilisation de la partie radio du spectre électromagnétique.
Supposons que le signal PNT ait une fréquence de 1,1 GHz et une puissance de 26 watts (W) au niveau de l’antenne du satellite lorsqu’il part en direction de la Terre. L’antenne a un gain de 13 décibels/dB. En termes simples, le gain d’antenne mesure la quantité d’énergie que l’antenne peut concentrer dans une seule direction. On peut comparer le gain à la différence entre un tuyau d’arrosage (gain élevé) et une pomme de douche (faible gain). La pomme de douche projette des gouttelettes d’eau dans une multitude de directions, tandis que le tuyau d’arrosage envoie un jet d’eau concentré dans une direction spécifique. Le signal a une intensité de 44,2 dB, qui, combinée au gain de l’antenne de 13 dB, donne une intensité globale de 57,2 dB. Cependant, le signal doit ensuite traverser l’espace pour atteindre la Terre, perdant progressivement de la puissance au cours de son trajet de 10 799 nm. Lorsque le signal atteint le récepteur GNSS sur Terre, il a une intensité de -135,1 dB et est donc très faible.
La faiblesse d’un signal PNT GNSS sur Terre offre des opportunités aux cadres de la guerre électronique (GE). Le moyen le plus simple d’empêcher un récepteur GNSS de fonctionner correctement consiste à brouiller le signal PNT entrant. Une règle d’or en matière de GE veut que l’on tente toujours de brouiller le récepteur RF plutôt que l’émetteur, simplement parce que c’est plus facile. Comme nous l’avons vu plus haut, un signal est bien plus puissant lorsqu’il quitte l’émetteur que lorsqu’il atteint le récepteur. Il suffit donc d’une puissance relativement moindre pour brouiller un récepteur qu’un émetteur.
L’objectif du brouillage GNSS est de surpasser les niveaux de puissance du signal PNT arrivant au récepteur GNSS à l’aide d’un signal de brouillage plus puissant. Étant donné que le signal PNT peut être aussi faible que -135,1 dB, une puissance relativement faible suffit pour noyer la puissance de la transmission PNT sous le signal de brouillage. Sur le plan tactique, l’attaquant doit se trouver dans le champ de vision du récepteur GNSS qu’il cible.
Supposons que l’attaquant cible un récepteur GNSS situé sur un véhicule à six kilomètres (3,7 miles) de distance. Une puissance de brouillage de cinq watts (36,99 dB) produira un signal d’une intensité de -62,4 dB au niveau du récepteur GNSS. Il s’agit toujours d’un signal faible, mais néanmoins comparativement plus puissant que la transmission PNT. Le signal PNT pourrait être noyé par le brouillage, ce qui ferait perdre au véhicule ses informations de position, de navigation et de synchronisation tant que le brouillage se poursuit.
Le brouillage GNSS constitue une menace tant en temps de paix qu’en temps de guerre et est observé presque quotidiennement dans les zones de conflit actuelles à travers le monde, comme la Méditerranée orientale et la mer Noire.
Des mesures sont prises pour atténuer les effets du brouillage GNSS en recourant à des alternatives telles que les systèmes de navigation inertielle (INS). Les INS ne dépendent pas de signaux PNT externes. De même, les systèmes GNSS sont conçus pour détecter les cas de brouillage et neutraliser ces signaux hostiles en coupant la réception RF dans la direction d’où provient le brouillage.
Certains systèmes GNSS n’acceptent que les signaux entrants présentant des niveaux de puissance et des caractéristiques spécifiques. Cette approche garantit que seuls les signaux PNT sont reçus par l’appareil. Enfin, des systèmes de radionavigation alternatifs tels que le LORAN (Long Range Navigation), qui sont relativement plus difficiles à brouiller, gagnent en importance. Le LORAN a été développé pendant la Seconde Guerre mondiale, mais est tombé en désuétude en raison de l’adoption généralisée du GNSS.
Aucune des solutions évoquées ci-dessus ne constitue à elle seule une solution miracle pour rendre le brouillage GNSS inefficace. Prises dans leur ensemble, elles offrent une réponse solide à la menace de brouillage GNSS.
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