Les scientifiques testent une alternative au système de positionnement global (GPS) qui utilise les signaux téléphoniques pour servir de secours d’urgence aux pilotes en cas de blocage ou de dysfonctionnement de leur équipement de vol standard.
Le 31 opérationnel Satellite GPS orbitent autour de la Terre deux fois par jour, émettant des signaux précis que les récepteurs au sol peuvent capter et analyser pour déterminer à quelle distance ils se trouvent des satellites. Les appareils GPS utilisent les données de trois satellites pour trianguler avec précision la position précise de l’utilisateur.
Bien que le GPS soit très fiable (la Federal Aviation Administration (FAA) le certifie aussi précis qu’à sept mètres près dans 95 % des cas), il n’est pas à l’abri de problèmes. Les connexions GPS ne sont pas fiables dans et autour des régions de conflit et peuvent être brouillées par des parties malveillantes. Les pirates peuvent également « usurper » les signaux GPS pour présenter aux pilotes des informations trompeuses sur leur emplacement ou leur direction. Au-delà de cela, les systèmes GPS peuvent mal fonctionner ou cesser complètement de fonctionner. Si un avion de ligne perdait son signal GPS, cela pourrait mettre en danger toutes les personnes à bord.
Au-delà de cela, les systèmes GPS peuvent mal fonctionner ou cesser complètement de fonctionner. Si un avion de ligne commercial perdait son signal GPS, cela pourrait mettre en danger toutes les personnes à bord.
« Les impacts de la perte du GPS pourraient être ressentis dans toute la société », a déclaré l’auteur principal de l’étude. Jennifer Sandersoningénieur électricien aux Sandia National Laboratories et expert en algorithmes de navigation, dans un déclaration.
Le projet, réalisé par des chercheurs des Sandia National Laboratories et de l’Ohio State University, vise à créer un filet de sécurité robuste pour les systèmes de navigation aéroportés utilisant un récepteur flottant pour détecter les ondes radio des satellites de communication et des tours de téléphonie cellulaire en relation avec un avion. Il utilise ensuite ces informations pour fournir aux pilotes des données de navigation.
Les signaux qui peuvent être utilisés pour la navigation, même si ce n’est pas leur utilisation prévue, sont connus par les scientifiques dans le domaine sous le nom de « signaux d’opportunité ». Ils peuvent s’appuyer sur des processus tels que le Effet Dopplerdans lequel les vagues sont écrasées ou étirées selon qu’elles se rapprochent ou s’éloignent d’un point défini, pour déterminer la position et la vitesse.
Dans ce cas, les chercheurs ont attaché des charges utiles d’antenne à des ballons météorologiques et les ont envoyés dans la stratosphère – la couche de l’atmosphère terrestre située entre environ 4 et 31 milles (6 à 50 kilomètres) au-dessus de la surface de la planète – pour s’asseoir entre les satellites et les tours et viser à détecter leurs signaux individuels. Ces charges utiles pourraient théoriquement servir de balises de secours si un pilote venait à perdre ses signaux GPS.
À l’heure actuelle, les chercheurs doivent déterminer manuellement quels satellites ont envoyé quels signaux sur la base des données de référence disponibles. À l’avenir, l’équipe travaillera sur l’utilisation d’algorithmes permettant aux charges utiles d’identifier automatiquement les satellites et sur leur relation avec la position et la vitesse d’un utilisateur en temps réel.
« Alors que nous sommes encore en train de traiter les données de vol, nous pensons que nos résultats préliminaires indiquent que nous avons détecté des balises de signalisation de tours de téléphonie cellulaire à notre altitude maximale d’environ 82 000 pieds (25 000 m) », a déclaré Sanderson. « Si ces signaux sont suffisamment clairs pour la navigation, cela changera considérablement ce que nous pensions possible pour une navigation alternative. »
Les tests précédents de la technologie ont eu lieu entre 5 000 et 7 000 pieds (1 500 à 2 100 m), alors que ce nouveau projet a envoyé des charges utiles jusqu’à 80 000 pieds (24 300 m). Si la charge utile peut renvoyer de manière fiable des données de navigation à partir de cette altitude, elle pourrait avoir des avantages concrets pour le transport aérien.
Bien que les charges utiles flottent à haute altitude pour mieux recevoir les signaux des satellites de communication et des tours de téléphonie mobile situées bien en dessous, ce n’est pas une méthode infaillible. Les satellites concentrent leurs ondes radio vers la Terre pour un signal optimal au sol, il n’est donc pas garanti de capter des signaux forts à la hauteur du ballon météo.
Les chercheurs devront progressivement améliorer les capacités et la vitesse de détection pour tenir compte de ce potentiel d’erreur sur toute la ligne.
