GNSS : Guide du système mondial de navigation par satellite

Visualisation des systèmes mondiaux de navigation par satellite : GPS (31 satellites), GLONASS (24 satellites), Galileo (24 satellites) et BeiDou (35 satellites) avec leurs orbites respectives autour de la terre.

Dans cet article, nous examinons le système mondial de navigation par satellite (GNSS) de notre propre perspective objective. L'objectif est de vous fournir une solide compréhension des bases et des applications polyvalentes du GNSS. Nous soulignons également les défis auxquels le GNSS est confronté, en particulier le brouillage et l'usurpation d'identité. Ces tentatives d'interférence peuvent nuire à la fonctionnalité et à la sécurité des systèmes GNSS. Vous découvrirez également comment nous, chez MOBATIME, abordons ces problèmes de sécurité et quelles solutions nous proposons.

Pas le temps de lire ? Voici en résumé les faits les plus importants sur le GNSS

  • GNSS signifie « Système mondial de navigation par satellite » et est un terme général désignant divers systèmes mondiaux de navigation par satellite utilisés dans le monde entier pour le positionnement et la navigation.
  • Systèmes GNSS sont essentiels à de nombreuses technologies et services modernes, depuis la navigation personnelle, l'aviation et le maritime jusqu'aux applications d'arpentage agricole et géographique. Ils fournissent des informations précises de localisation et de timing, essentielles pour un large éventail d’industries.
  • Brouillage perturbe la précision et éventuellement le positionnement et/ou la mesure du temps en superposant le signal GNSS avec des signaux d'interférence plus forts.
  • Spoofing implique la transmission de faux signaux qui ressemblent à de vrais signaux GNSS mais contiennent de fausses positions et/ou heures.
  • Sur ce site vous pouvez visualiser les signaux de brouillage GPS manipulés dans le monde entier en temps réel

Contenu

Définition du GNSS

Systèmes mondiaux de navigation par satellite, ou GNSS en bref, représentent un réseau de satellites spécialisés dans la transmission d’informations précises de localisation et d’heure sur Terre. Ces systèmes, dont le système américain GPS, le Russe GLONASS, l'Européen Galileo et les chinois BeiDou, sont des outils fondamentaux pour les technologies modernes de navigation et de positionnement. Leurs applications sont diverses et vont de l'orientation quotidienne sur smartphone aux mesures géodésiques complexes et aux opérations militaires.

Chacun de ces systèmes GNSS utilise une constellation de satellites positionnés en orbite autour de la Terre. Ces satellites sont équipés d’horloges atomiques très précises qui leur permettent de transmettre des informations temporelles avec une précision extraordinaire. Cette information temporelle précise est essentielle au calcul de la position, car elle permet de déterminer avec précision la distance entre un satellite et un récepteur GNSS sur terre.

Le rôle de la synchronisation temporelle

La synchronisation temporelle est un aspect important du fonctionnement du GNSS. Il est basé sur le fait que le temps de transmission d'un signal d'un satellite vers le récepteur est utilisé pour déterminer la position exacte du récepteur. Pour ce faire, il est indispensable que les horloges des satellites et celles des récepteurs soient synchronisées.

  • Tout écart, même en millièmesecoème plage, peut conduire à des imprécisions significatives dans la détermination de la position.
  • Cette synchronisation temporelle précise est non seulement cruciale pour le positionnement, mais joue également un rôle clé dans d'autres secteurs tels que celui de la téléphonie.ecocommunications, synchronisation des réseaux et finances. Dans ces domaines, un timing précis est essentiel pour la synchronisation des transactions, des transferts de données et d’autres processus urgents.
  • Les systèmes GNSS ont continuellement évolué au fil des années pour offrir une précision et une fiabilité toujours plus grandes. Ce sont désormais des composants indispensables et jouent un rôle important dans un large éventail d’applications.

Différence entre GNSS et GPS

La principale différence entre GNSS De hauts niveaux de disponibilités peuvent être exigés pour éviter toute perte de synchronisation à chaque niveau de l’infrastructure. GPS réside dans leur portée et leur polyvalence. Le système mondial de navigation par satellite est un terme générique qui englobe différents types de systèmes par satellite de positionnement, de navigation et de synchronisation (PNT) dans le monde entier. Le système de positionnement global est un système spécifique au sein de cette catégorie.

GPS, initialement connu sous le nom de "NAVSTAR" (Navigation Satellite Timing and Ranging), a été développé dans les années 1970 par le ministère américain de la Défense à des fins militaires. Après le lancement du premier satellite en 1978, la technologie GPS s'est rapidement développée et a trouvé une utilisation croissante dans la vie quotidienne, en particulier après le changement. -hors disponibilité sélective en 2000.

Les systèmes GNSS utilisent des constellations de satellites et sont basés sur le principe de trilatération, c'est-à-dire que les récepteurs GNSS déterminent leur propre position en mesurant la distance jusqu'à quatre satellites ou plus. Ces satellites peuvent provenir de différents GNSS, car les récepteurs modernes sont souvent compatible multi-GNSS.

Pendant longtemps, le GPS et son homologue russe GLONASS ont été les seuls GNSS disponibles. Le GPS est devenu le GNSS le plus utilisé en raison de sa fiabilité - le GLONASS a longtemps souffert de négligence - et le reste encore aujourd'hui.

Affichage interactif des orbites des satellites de différents systèmes de navigation (GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou) pour optimiser la planification GNSS. Source : Planification GNSS Trimble

Brouillage

Le brouillage est un type de "bruit blanc" qui entraîne une perte de précision et éventuellement une perte de positionnement et/ou de synchronisation. Cela signifie qu'un signal est transmis sur le même fréquence comme le signal GNSS, mais avec une netteté significative augmentation pouvoir. Ce type d'interférence peut être provoqué par un accident provenant d'équipements électroniques voisins ou de sources externes telles que des opérateurs radioamateurs présents dans la zone, ou par l'utilisation intentionnelle de dispositifs de brouillage illégaux spécifiques, spécialement conçus pour perturber les signaux GNSS.

Étude de cas : systèmes de contrôle du trafic aéroportuaire

L'image représente la perturbation des systèmes de navigation et de communication dans un aéroport en raison d'un brouillage, ce qui peut entraîner des problèmes de contrôle du trafic aérien. Source : Adobe Firefly

Pour un contrôle efficace du trafic aérien, la gestion des incidents, la logistique des bagages, les contrôles de sécurité, les systèmes d'information sur les passagers et d'autres processus, un système de contrôle du trafic aéroportuaire s'appuie sur des informations temporelles précises. Dans notre scénario, un intrus utilise un appareil pour interférer délibérément avec les signaux GNSS dans une zone spécifique. Si un serveur de temps se trouve dans la zone perturbée, il sera mal synchronisé en raison d'informations de synchronisation GNSS altérées et inexactes ou, dans le cas d'un signal d'interférence puissant qui bloque complètement la transmission, il ne pourra pas être synchronisé.

Conséquences:

  • La surcharge du réseau entraîne des retards dans la transmission des données nécessaires à la synchronisation horaire, ce qui signifie que les horloges du système ne sont plus synchronisées.
  • La synchronisation inexacte de l’heure entraîne des erreurs de coordination qui ont un impact négatif sur les opérations quotidiennes.
  • Les attaques de spam peuvent également affecter les systèmes de sécurité et provoquer des situations dangereuses, par exemple si les horaires des caméras de surveillance sont manipulés.
  • De plus, des ressources considérables sont nécessaires pour lutter contre l’attaque et normaliser le système.

Spoofing

L'usurpation d'identité GNSS implique la génération et la transmission délibérées de faux signaux GNSS. Ces signaux imitent les signaux GNSS réels, mais sont conçus pour être légèrement plus forts et submerger progressivement les signaux réels reçus par l'appareil cible. L'objectif est de tromper l'appareil cible pour qu'il accepte les faux signaux comme légitimes, ce qui entraîne de fausses données de position ou de temps.

Contrairement au brouillage, où les signaux GNSS sont simplement brouillés, l’usurpation d’identité est une forme d’attaque plus sophistiquée. Cela nécessite une compréhension globale du système GNSS et de sa structure de signal. Les usurpateurs doivent générer des signaux dont la structure est non seulement similaire à celle des signaux GNSS réels, mais également synchronisés avec précision pour s'intégrer parfaitement à eux. Cette complexité nécessite du matériel et des logiciels avancés ainsi qu'une expertise technique en technologie GNSS.

Les risques d’usurpation d’identité GNSS sont importants. Ils peuvent induire les systèmes de navigation en erreur, modifier l’horodatage des transactions financières ou perturber les infrastructures critiques qui reposent sur des données d’heure et de localisation précises. R.ecoLa détection et l'atténuation des attaques d'usurpation d'identité sont donc d'une grande importance pour la sécurité et la fiabilité des systèmes qui dépendent des données GNSS.

Pensez-vous maintenant que l’usurpation d’identité GNSS n’est qu’une théorie et n’est pas répandue dans la pratique ? Alors s'il vous plaît, lisez la suite maintenant !

Lors d’un incident notable qui remet en question la sécurité aérienne, 20 avions ont dévié de leur trajectoire dans l’espace aérien iranien à cause de signaux GPS falsifiés. Cet événement souligne l'importance de la cybersécurité et de l'intégrité technologique dans l'aviation. La cause exacte et les auteurs potentiels de ces signaux GPS falsifiés ne sont pas encore connus. Cet incident soulève d’importantes questions sur les mesures de sécurité et les défenses contre de telles menaces. Les autorités aéronautiques du monde entier sont désormais tenues de revoir et, si nécessaire, de renforcer leurs systèmes afin de prévenir des incidents similaires à l'avenir.

Un avion vole de manière inattendue vers un coucher de soleil, symbolisant les 20 avions qui ont dévié de leur trajectoire en raison de signaux GPS incorrects dans l'espace aérien iranien. Source : Temps de l'Inde

Signaux de brouillage GPS manipulés dans le monde entier en temps réel

GPSJam.org fournit des cartes mises à jour quotidiennement des perturbations GPS. Ces embouteillages sont déterminés à l'aide des données de précision GPS signalées par les avions. Le site Web permet aux utilisateurs de développer une connaissance globale des zones dans lesquelles les signaux GPS peuvent être altérés, ce qui peut être critique pour la navigation et diverses applications basées sur le GPS.

Le site Web classe les interférences GPS en différents niveaux d'intensité. Bien que des détails spécifiques sur les niveaux ne soient pas directement disponibles sur le site Web, on peut généralement supposer qu'ils vont de « faible » à « élevé » en fonction de la dégradation de la précision du signal GPS. Cette catégorisation aide les utilisateurs à mieux comprendre l'étendue des interférences dans différentes régions.

Une capture d'écran du site Web GPSJAM affichant un aperçu global des interférences GPS. La carte utilise des couleurs pour indiquer l'intensité des perturbations, allant de faible (0 à 2 %) à élevée (> 10 %). Les zones notables d'interférence concentrée sont mises en évidence et les données sont recoprévu pour le 17 novembre 2023. Source : GPSJAM

Signaux de brouillage mis à jour quotidiennement

L'une des principales fonctionnalités est la fourniture de données mises à jour quotidiennement. Le site Web est mis à jour quotidiennement pour fournir les dernières informations sur les interférences GPS dans le monde. Cela garantit que les utilisateurs ont accès aux données les plus récentes et les plus pertinentes concernant les interférences GPS.

Comme le GNSS becoplus importante dans divers domaines tels que la navigation et le timing, sa sécurité est également becoce qui est plus important. Il ne s’agit pas seulement d’un problème technique, mais d’un défi à plusieurs niveaux que les entreprises et les organisations doivent relever dans un paysage de menaces en évolution. Le paysage des menaces est également becoming plus complexe. Il ne s’agit plus seulement de perturbation du signal ; les attaques sophistiquées telles que l'usurpation d'identité, où un faux signal est envoyé pour tromper un destinataire, sont possibles.ecoming plus commun. Ces défis ne sont pas statiques ; ils évoluent à mesure que la technologie progresse et nécessitent une vigilance et une adaptation constantes.

Solution de protection contre les attaques de brouillage et d’usurpation d’identité

Sceau d'approbation garantissant que la sécurité contre les attaques de brouillage et d'usurpation d'identité est assurée.

GIDAS intégré à partir de Solutions numériques OHB dans les serveurs de temps DTS 4160 De hauts niveaux de disponibilités peuvent être exigés pour éviter toute perte de synchronisation à chaque niveau de l’infrastructure. DTS4210.timecenter empêche l’utilisation de signaux GNSS dégradés ou manipulés. Les algorithmes de pointe de GIDAS surveillent en permanence la qualité des signaux reçus par les serveurs de temps. En cas de détection d'un événement de brouillage ou d'usurpation d'identité, l'algorithme génère une alerte immédiate et empêche donc le serveur de temps d'utiliser des informations temporelles inexactes ou manipulées. OHB inside protège les utilisateurs de Serveurs de temps MOBATIME des vulnérabilités GNSS !

Si vous laissez votre système sans protection, tu ouvres la porte aux attaquants. Compte tenu du rôle crucial que joue le GNSS dans divers domaines, de la navigation à la synchronisation temporelle, les risques d'un système non protégé peuvent avoir des conséquences considérables. Même des protections de base peuvent avoir un effet dissuasif, rendant difficile l’exploitation des vulnérabilités par les attaquants. Le scénario idéal est une stratégie de sécurité GNSS complète qui comprend une surveillance en temps réel, des mises à jour régulières et des contre-mesures adaptatives pour garder une longueur d'avance sur les nouvelles menaces.

Vous souhaitez en savoir plus sur le GNSS ? Ou vous vous demandez quelles mesures vous devez prendre maintenant pour être protégé à l'avenir ? Alors contactez-nous, nous nous ferons un plaisir de vous conseiller !

Deux personnes se tiennent devant un mur avec diverses horloges et discutent du GNSS
Les experts MOBATIME discutent du sujet de la sécurité GNSS dans les systèmes de synchronisation temporelle.
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