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PNT garanti (A-PNT)

Le système PNT sécurisé (A-PNT) fournit des données fiables de positionnement, de navigation et de synchronisation pour les opérations militaires lorsque le GNSS est dégradé, perturbé, manipulé ou indisponible. Ces architectures combinent généralement des signaux satellitaires protégés avec des capteurs inertiels, des sources de navigation alternatives, des horloges résilientes, la fusion de capteurs et la surveillance de l’intégrité afin de garantir la fiabilité des données PNT essentielles à la mission.

Cette page présente les principales entreprises spécialisées dans le PNT sécurisé, proposant des solutions destinées aux forces au sol, aux aéronefs, aux plateformes maritimes, aux systèmes autonomes et aux armes de précision.

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Entreprises certifiées PNT

Advanced Navigation
Advanced Navigation

Systèmes de navigation inertielle avancés (INS) pour une navigation fiable dans des environnements opérationnels difficiles

ANELLO Photonics
ANELLO Photonics

Solutions inertielles de pointe pour une navigation et un positionnement de haute précision dans les environnements sans GPS

Oscilloquartz
Oscilloquartz

Technologie de synchronisation réseau et solutions PNT sécurisées pour les systèmes de défense et les infrastructures critiques

Honeywell Aerospace
Honeywell Aerospace

Solutions avancées pour la modernisation de la défense : propulsion, capteurs, communication et systèmes de réalité augmentée

Inertial Labs, a VIAVI Solutions Company
Inertial Labs, a VIAVI Solutions Company

Solutions IMU, GPS/INS et d'orientation d'armes de qualité tactique

NovAtel
NovAtel

Solutions de positionnement, de navigation et de synchronisation (PNT) sécurisées pour l'armée et la défense

Iridium
Iridium

Communications par satellite et systèmes de positionnement, de navigation et de temporisation (PNT) critiques pour la défense

TUALCOM
TUALCOM

Dispositifs GPS-GNSS anti-brouillage, liaisons de données tactiques, systèmes de télémétrie, équipements de guerre électronique et systèmes d'interruption de vol

Psionic
Psionic

Solutions de navigation robustes, avec ou sans équipage, pour les environnements où l'accès au GNSS est impossible

Ground Control
Ground Control

Communications par satellite fiables, résilientes et sécurisées et solutions PNT garanties pour les applications critiques

EDGE Microwave
EDGE Microwave

Solutions anti-brouillage et d'atténuation des interférences GNSS basées sur la technologie CRPA pour une protection PNT ultra-fiable

Aeron Systems
Aeron Systems

Solutions de navigation avancées pour les applications critiques dans les domaines de la défense et de l'aérospatiale

UAV Navigation-Grupo Oesía
UAV Navigation-Grupo Oesía

Technologies de pointe en matière de contrôle de vol et de navigation sans GNSS pour les plateformes d'UAV militaires et gouvernementales

Micro Magic
Micro Magic

Systèmes de détection inertielle MEMS, quartz et FOG de haute précision pour les applications militaires, aérospatiales et de défense

EMCORE Corporation
EMCORE Corporation

Capteurs inertiels et systèmes de navigation à fibre optique, gyroscopes laser en anneau et MEMS haute performance

Silicon Sensing
Silicon Sensing

Capteurs inertiels MEMS, gyroscopes et accéléromètres pour le guidage, le contrôle et la stabilisation inertiels

VectorNav
VectorNav

Solutions de navigation embarquées pour systèmes sans pilote

Brandywine Communications
Brandywine Communications

Solutions avancées de synchronisation de temps et de fréquence de haute précision pour les réseaux et systèmes critiques

Septentrio
Septentrio

Solutions PNT sécurisées pour les applications militaires, de défense et gouvernementales critiques

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Présentation des solutions A-PNT destinées aux applications militaires et de défense

William Mackenzie

Mise à jour:

Introduction au système PNT sécurisé pour les applications militaires et de défense

Le système de positionnement, de navigation et de synchronisation sécurisé (A-PNT) fournit aux forces de défense des informations fiables en matière de position, de navigation et de synchronisation lorsque la navigation par satellite est dégradée, perturbée, manipulée ou indisponible. Le PNT sécurisé peut associer des signaux satellites protégés à des capteurs, des algorithmes, des horloges et des sources de navigation alternatives complémentaires afin de garantir la disponibilité des données PNT essentielles à la mission.

Les solutions modernes de PNT sécurisé prennent en charge les manœuvres, le commandement et le contrôle, le ciblage, les communications, l’autonomie et la synchronisation des capteurs dans tous les domaines militaires. Leur objectif n’est pas simplement de fournir des données de position ou de navigation, mais de garantir la confiance dans la précision, l’intégrité et la disponibilité de ces données, et d’identifier les cas où des sources individuelles ou la solution combinée ne sont plus fiables.

Fonctions opérationnelles du PNT sécurisé

Solution PNT sécurisée proposée par Ground Control.

Solution PNT sécurisée de Ground Control, RockBLOCK APNT.

Positionnement pour la localisation et la connaissance géospatiale

Un positionnement fiable permet au personnel, aux véhicules, aux aéronefs, aux navires et aux plateformes autonomes de déterminer leur emplacement au sein d’un tableau opérationnel commun. Les systèmes A-PNT peuvent comparer plusieurs sources d’informations et détecter les incohérences, réduisant ainsi la dépendance à l’égard de données de position dégradées, erronées ou trompeuses.

Navigation pour les manœuvres et l’exécution des missions

La navigation A-PNT prend en charge le suivi d’itinéraire, les manœuvres en formation, le guidage autonome, l’exécution de missions et les fonctions de récupération. Lorsque les signaux du Système mondial de navigation par satellite (GNSS) sont interrompus ou peu fiables, les capteurs inertiels, la vision, les repères au sol, les signaux radiofréquences, les mesures de vitesse et d’autres sources d’appoint peuvent contribuer à maintenir une solution de navigation exploitable.

Synchronisation précise et synchronisation du réseau

Les systèmes de défense dépendent d’une synchronisation précise autant que d’une position exacte. Les réseaux de communication, les radars, les capteurs distribués, les systèmes de guerre électronique et les liaisons de données peuvent nécessiter des horloges synchronisées, ce qui fait de la synchronisation résiliente et de la continuité de fonctionnement des horloges des éléments essentiels d’un système PNT garanti lorsque les références de synchronisation externes sont perdues.

Maintien du PNT dans des environnements contestés et interdits

Les architectures PNT fiables sont conçues pour préserver des données dignes de confiance en cas de brouillage, d’usurpation d’identité, d’obstruction des signaux et de perte de la navigation par satellite. Cela nécessite généralement plusieurs sources indépendantes ou complémentaires, une surveillance de l’intégrité, la fusion des capteurs, l’exclusion de certaines sources et une dégradation progressive, plutôt que de s’appuyer sur une seule technologie de navigation.

Technologies et architectures PNT fiables

GNSS militaire et navigation par satellite protégée

Le GNSS militaire reste une source importante de positionnement et de synchronisation précis. Les signaux militaires protégés, tels que le code M du GPS, sont conçus pour offrir une meilleure résistance aux interférences et à l’usurpation d’identité par rapport aux signaux GPS civils traditionnels, tandis que les antennes anti-brouillage et le traitement avancé des signaux par les récepteurs peuvent encore améliorer l’accès au PNT par satellite.

Navigation inertielle et estimation de position

Les systèmes de navigation inertielle (INS) utilisent des accéléromètres et des gyroscopes pour estimer la position, la vitesse et l’assiette sans dépendre en permanence de signaux externes. Ils sont largement utilisés comme source de navigation complémentaire lorsque le GNSS n’est plus disponible ; toutefois, les erreurs s’accumulent au fil du temps, c’est pourquoi les systèmes inertiels sont souvent associés à des données d’appui supplémentaires.

Sources de navigation et d’aide alternatives

D’autres sources de navigation peuvent fournir des mesures indépendantes ou complémentaires lorsque les signaux satellitaires sont dégradés ou indisponibles. Il peut s’agir notamment de la navigation visuelle, du repérage par rapport au relief, de la navigation astronomique, des signaux radiofréquences, des radars, des capteurs de vitesse, des références magnétiques, des sources acoustiques et des signaux d’opportunité.

Fusion des capteurs et contrôle d’intégrité

La fusion des capteurs combine les mesures provenant de plusieurs sources PNT afin de produire une solution de navigation plus résiliente. La surveillance de l’intégrité évalue la cohérence, la qualité et la fiabilité de ces données d’entrée ainsi que de la solution qui en résulte, ce qui permet d’identifier, de rejeter, d’isoler ou d’attribuer un poids réduit aux données dégradées ou trompeuses.

Synchronisation résiliente et maintien de l’horloge

Les systèmes de synchronisation sécurisés peuvent combiner la synchronisation GNSS avec des horloges à haute stabilité et des références de temps alternatives. La maintien de l’horloge permet aux systèmes de conserver leur synchronisation pendant un certain temps après la perte d’une source de synchronisation externe. Les performances de maintien dépendent de la stabilité de l’horloge, du temps écoulé, des conditions environnementales et de la précision de synchronisation requise.

Technologies anti-brouillage et anti-usurpation

Les technologies anti-brouillage et anti-usurpation contribuent à protéger l’accès à une navigation par satellite fiable. Ces techniques peuvent inclure les antennes à diagramme de réception contrôlé (CRPA), la formation de faisceaux et l’annulation adaptatives, la détection des interférences, l’authentification des signaux, le traitement par le récepteur et la comparaison avec des sources de navigation indépendantes.

Liaison militaire sécurisée via Iridium.

PNT sécurisé (A-PNT), Iridium PNT.

Applications du PNT sécurisé sur les plateformes militaires

Véhicules blindés et forces à pied

Les forces terrestres utilisent l’A-PNT pour la navigation des véhicules, la connaissance de la situation, les manœuvres à pied, la mobilité robotisée et les opérations coordonnées. Les systèmes PNT sécurisés embarqués peuvent également transmettre des données fiables de position et de synchronisation au commandement de mission, aux systèmes de tir, aux communications, aux capteurs et à d’autres sous-systèmes des véhicules.

Artillerie, tir et systèmes de mission

L’artillerie et les systèmes de mission dépendent de la précision de la position, de l’orientation et de la synchronisation pour le déploiement des armes, le traitement des cibles, le contrôle des tirs et la coordination. Un système PNT résilient permet de maintenir ces fonctions lorsque la disponibilité ou la fiabilité du GNSS est réduite et limite la dépendance vis-à-vis de données de navigation corrompues.

Aéronefs à voilure fixe et aéronefs à voilure tournante

Les aéronefs militaires utilisent le PNT pour la navigation, le contrôle de vol, la gestion de mission, le guidage des capteurs, l’approche et l’atterrissage, ainsi que l’emploi des armes. La combinaison de la navigation par satellite avec des sources inertielles et d’autres sources d’appoint permet de maintenir la continuité de la navigation lorsque le GNSS est affecté par le masquage du terrain, des interférences, l’obstruction du signal ou une attaque délibérée.

Systèmes sans pilote et autonomes

Les aéronefs sans pilote, les véhicules terrestres, les navires de surface et les systèmes sous-marins nécessitent une navigation fiable avec une intervention minimale de l’opérateur. Les architectures A-PNT multicapteurs peuvent prendre en charge le suivi d’itinéraire, la cartographie, les opérations en formation, l’évitement d’obstacles, l’exécution de missions et la récupération lorsqu’une source de navigation privilégiée est compromise, tandis que la surveillance de l’intégrité contribue à éviter de se fier à des données PNT trompeuses.

Navires de surface et plates-formes sous-marines

Les plateformes navales utilisent le PNT pour le transit, les manœuvres, l’évitement des collisions, la planification des missions, l’alignement des capteurs et les opérations coordonnées. Les plates-formes sous-marines nécessitent une plus grande indépendance vis-à-vis du GNSS, car les signaux de navigation par satellite sont généralement indisponibles sous l’eau, ce qui accroît le recours à la navigation inertielle, aux loges de vitesse Doppler (DVL), aux références acoustiques ou environnementales, ainsi qu’aux mises à jour périodiques de position.

Armes et munitions à guidage de précision

Les armes guidées peuvent combiner la navigation par satellite avec la mesure inertielle et d’autres références en phase terminale ou à mi-parcours. Un système PNT fiable réduit la dépendance vis-à-vis d’un seul signal externe et aide les systèmes de guidage à maintenir une solution de navigation valide pendant un engagement lorsque les signaux satellites sont dégradés ou indisponibles.

Systèmes spatiaux et balistiques

Les systèmes spatiaux et balistiques peuvent nécessiter une navigation et une synchronisation résilientes dans des conditions de forte dynamique, de disponibilité limitée des capteurs, de géométrie de signal variable et de brouillage électronique. L’architecture A-PNT appropriée dépend de la phase de la mission, de l’accès aux signaux, des exigences de précision et d’intégrité, des contraintes liées à la plateforme et de la disponibilité de références de navigation indépendantes.

Menaces pesant sur le PNT militaire

Les architectures PNT militaires assurées sont conçues pour faire face à plusieurs menaces qui se recoupent, visant les sources de navigation satellitaires et non satellitaires.

  • Brouillage du GNSS et du GPS : les interférences radioélectriques peuvent réduire ou empêcher la capacité d’un récepteur à acquérir et à suivre les signaux satellitaires.
  • Usurpation et manipulation des signaux GNSS : des signaux faux, rediffusés ou altérés peuvent fournir des informations trompeuses sur la position ou l’heure si la supercherie n’est pas détectée.
  • Obstruction des signaux et réception dégradée : les bâtiments, le relief, la végétation, les structures des véhicules et les opérations souterraines peuvent réduire la visibilité des satellites sans qu’il y ait d’interférences hostiles.
  • Menaces cybernétiques et menaces pesant sur l’intégrité des données : la compromission des logiciels, des réseaux, des interfaces, des données de configuration ou des données fournies par les capteurs peut ébranler la confiance dans l’ensemble de la solution PNT.
  • Guerre de navigation et opérations dans le spectre électromagnétique : le PNT doit fonctionner là où l’accès au spectre électromagnétique peut être contesté et activement manipulé.

L’efficacité de l’A-PNT repose donc à la fois sur des sources résilientes et sur la capacité à détecter les anomalies, à isoler les données non fiables et à déterminer si les informations PNT reçues sont dignes de confiance.

Normes PNT garanties et exigences de défense

Les exigences de qualification et d’intégration varient selon les plateformes, mais plusieurs normes et politiques de défense américaines régissent généralement l’ingénierie, les essais et l’acquisition de systèmes PNT fiables.

  • Politique du DoD en matière de PNT et de NAVWAR : la politique du Département de la Défense relative à la gestion du PNT et à la guerre de navigation (NAVWAR) traite de la gouvernance, de la sécurité, de l’intégration, de l’acquisition et de la résilience opérationnelle du PNT.
  • Compatibilité avec le code M : la modernisation du GPS militaire utilise le code M pour offrir aux utilisateurs militaires autorisés une protection accrue contre le brouillage et l’usurpation d’identité par rapport aux signaux GPS traditionnels, lorsqu’il est utilisé avec un équipement compatible.
  • MIL-STD-810 : L’ingénierie environnementale et les méthodes d’essai permettent d’adapter l’évaluation aux contraintes prévues pendant la durée de vie utile.
  • MIL-STD-461 : Cette norme traite des exigences en matière d’émissions et de sensibilité aux interférences électromagnétiques pour les équipements et sous-systèmes de défense concernés.
  • MIL-STD-704 et MIL-STD-1275 : Ces normes définissent respectivement les caractéristiques d’alimentation électrique pertinentes pour les équipements destinés aux aéronefs et pour les équipements militaires des véhicules terrestres fonctionnant en 28 VCC.

Pour les entreprises spécialisées dans les solutions PNT fiables et les intégrateurs de systèmes, les exigences applicables doivent être adaptées à la plateforme, à la mission, aux interfaces, aux besoins de sécurité et au cahier des charges d’acquisition, plutôt que d’être considérées comme une liste de contrôle universelle.

Tendances émergentes dans les solutions PNT sécurisées

Le développement se concentre de plus en plus sur des sources indépendantes ou complémentaires qui améliorent les performances de navigation et de synchronisation lorsque le GNSS n’est pas fiable.

  • Vision par ordinateur et navigation collaborative : les caméras, la cartographie, les mesures relatives et les observations partagées peuvent aider les plateformes à estimer leur mouvement et leur position sans mises à jour satellitaires continues.
  • Synchronisation résiliente et horloges avancées : des oscillateurs améliorés et des technologies d’horloges compactes peuvent prolonger la durée de maintien de la synchronisation et réduire la dérive en cas de perte des références externes.
  • Navigation à l’aide de signaux d’opportunité : les transmissions terrestres ou spatiales existantes peuvent fournir des mesures supplémentaires lorsque des signaux appropriés sont disponibles, caractérisés et fiables.
  • Systèmes de navigation alternatifs à SWaP réduit : des technologies inertiel, optiques, de radiofréquence et de fusion de capteurs plus compactes peuvent rendre les solutions PNT alternatives praticables pour les véhicules soumis à des contraintes, les systèmes sans pilote et les utilisateurs à pied.

Le programme A-PNT de l’armée et le développement plus large du secteur de la défense privilégient de plus en plus les architectures modulaires en couches qui combinent un GNSS protégé avec des capteurs indépendants, une navigation alternative, une synchronisation résiliente et une évaluation de l’intégrité. Cela permet d’assurer la fiabilité du PNT dans un éventail plus large de conditions d’exploitation contestées, tout en réduisant la dépendance vis-à-vis d’une source unique.