Traçage d’une puissante source d’interférences GNSS au-dessus de l’Europe

• Une source d’interférences GNSS spatiale a provoqué depuis 2019 des dizaines d’événements d’interférences temporaires puissants et étendus au-dessus de l’Europe, du Greenland et du Canada, affectant jusqu’à la bande GPS L1 et suscitant de fortes inquiétudes pour l’aviation, le maritime et les systèmes de temps de précision
• Dans les données des stations de référence IGS à 1 Hz, le CNR GPS L1 a chuté simultanément en plusieurs points dans la résolution d’échantillonnage de 1 Hz, et les événements synchrones observés en Finlande, en Italie et au Greenland étayent, par une détection fondée sur la puissance reçue, l’hypothèse d’une cause spatiale plutôt que d’une source unique au sol ou embarquée sur avion
• Sur 2019~2026, l’analyse des données de 165 stations de référence a identifié 75 jours avec au moins un événement GPS L1 étendu où le CNR a baissé d’au moins 5 dB en un point, et l’ajout de 47 jours d’événements plus faibles ne change pas fortement la distribution, avec un schéma de survenue principalement en jours ouvrés et heures de bureau ; jours d’occurrence forte/faible {b:75,47}
• Les observations spectrales montrent que le pic d’interférence se situe vers 1577.5 MHz, soit environ 2 MHz au-dessus de la fréquence centrale GPS L1 de 1575.42 MHz, avec une largeur de bande d’environ 5 MHz ; lors de certains événements, un burst apparaît ensuite dans la bande 1558.5 MHz, mais les deux bandes ne semblent pas actives simultanément
• Les mesures de CNR et de TDOA ont chacune leurs limites, mais leur combinaison avec la puissance reçue permet de réduire les candidats, et la source peut être identifiée de manière fiable comme une petite constellation russe de satellites d’alerte avancée sur orbite Molniya

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Nature du problème et base observationnelle

• Les GNSS comme le GPS offrent une précision de positionnement de l’ordre du mètre, une couverture mondiale, un fonctionnement par tous les temps et un usage radio-silencieux, mais leurs performances se dégradent facilement sous l’effet d’interférences intentionnelles comme le brouillage ou le spoofing, ainsi que de perturbations naturelles comme les multi-trajets ou les effets atmosphériques
• Au cours des cinq dernières années, les perturbations GNSS ont fortement augmenté dans l’aviation et le maritime, et lorsque la perte ou la contamination du GNSS provoque des problèmes dans des sous-systèmes, cela peut dépasser la simple erreur de navigation ou de temps et entraîner des défaillances en cascade
• L’analyse s’appuie sur les données publiques du réseau de stations de référence de l’International GNSS Service (IGS), en exploitant en particulier les données de CNR GPS L1 C/A de stations fournissant des observations GNSS à haut débit de 1 Hz
• Depuis 2019, les stations de référence en Europe, au Greenland et au Canada ont observé de brèves chutes simultanées de CNR sur l’ensemble des signaux GPS L1 suivis, avec des débuts alignés dans la résolution d’échantillonnage de 1 Hz, ce qui suggère une source d’interférence unique
• L’étendue géographique des récepteurs au sol affectés est trop vaste pour qu’une source unique au sol ou sur avion puisse vraisemblablement tous les atteindre, ce qui renforce l’hypothèse d’une cause spatiale
• GPS L1 est la bande principale utilisée mondialement dans l’aviation, le maritime et le temps de précision ; le fait qu’une interférence puissante à l’échelle continentale touche cette bande soulève donc une inquiétude majeure

Méthode de détection fondée sur la puissance reçue

• Les stations de référence IGS fournissent des observations de phase porteuse, pseudo-distance, Doppler et CNR au format RINEX, et en présence d’interférences, le CNR est traité comme un rapport porteuse sur interférence plus bruit (CINR)
• Comme les événements d’interférences temporaires durent en général de 3 à 5 secondes, le détecteur utilise une statistique différentielle de la forme ξij[k] = 1/2(zij[k+l] - 2zij[k] + zij[k-l]) pour capter les variations de CNR avant et après l’événement
• La statistique de détection par station Λi[k] est la moyenne des ξij[k] de plusieurs signaux GNSS suivis à cet instant, et la présence d’interférences est décidée à l’aide d’une variance estimée sur données historiques et d’un seuil νi à taux de fausse alarme constant (CFAR)
• Sur un segment de 15 minutes du 160e jour de 2021, METG (Finlande), MATE (Italie) et THU2 (Greenland) détectent simultanément une interférence vers la seconde 700 environ sous la condition l=3 et avec un seuil de probabilité de fausse alarme 10^-4
• Dans la détection sur l’ensemble des stations de référence le même jour, 21 stations ont d’abord détecté un événement de faible puissance, puis 58 stations ont détecté un événement plus fort, la baisse du CNR GPS L1 C/A atteignant jusqu’à 6 dB près de la région baltique pour l’événement fort
• Les détections d’interférences locales sur une station isolée ne sont pas rares, mais l’alignement temporel d’une même signature de chute de CNR d’environ 3 secondes entre des points aussi éloignés que la Finlande, l’Italie et le Greenland indique une source commune

Motifs temporels et spatiaux sur 2019~2026

• L’analyse des données 1 Hz de 165 stations entre le 1er janvier 2019 et le 4 mai 2026 montre 75 jours avec des événements d’interférences temporaires étendues sur GPS L1 où au moins une station a subi une baisse de CNR d’au moins 5 dB
• Sur la même période, 47 jours ont connu des événements étendus temporaires plus faibles, et leur inclusion ne modifie pas sensiblement la distribution par jour de semaine et par heure
• La première détection significative d’interférence temporaire étendue remonte à octobre 2019, et les événements de forte puissance se concentrent surtout sur les jours ouvrés et les heures de bureau en UTC, ce qui suggère une intervention humaine plutôt qu’un phénomène naturel aléatoire
• Certaines dates ont vu plusieurs événements de forte puissance dans une même journée ; au 146e jour de 2021, un motif où un burst de faible puissance est suivi d’un burst de forte puissance s’est répété deux fois, avec environ 32.6 minutes d’intervalle entre les événements forts
• Le délai entre burst de faible puissance et burst de forte puissance est de 317 secondes au 160e jour de 2021, et de 115 secondes pour chacun des deux événements du 146e jour de 2021 ; dans une même journée, le timing des bursts est généralement périodique, avec de nombreux grands bursts séparés par des multiples entiers de 150 secondes
• Spatialement, les stations européennes sont les plus touchées, et dans presque tous les événements de forte puissance, la région baltique subit la plus forte baisse de CNR
• La baisse maximale de CNR sur l’ensemble des événements atteint 10 dB à la station LAMA en Pologne en 2025, et aucune perturbation similaire n’a été détectée simultanément dans d’autres régions du monde lors de ces événements étendus européens
• Au 204e jour de 2020, le centre des interférences a montré un motif inhabituel se déplaçant en environ 20 minutes de la mer Baltique vers la mer de Norvège en passant par l’Allemagne, ce qui pourrait s’expliquer par le mouvement satellitaire, un changement de pointage du faisceau de la source d’interférence, ou l’activation de l’un de plusieurs satellites sources

Caractéristiques spectrales et différence avec les sursauts radio solaires

• La station expérimentale d’observation RFI de Gdynia, en Pologne, a collecté des données spectrales avec un récepteur GNSS u-blox F9P relié à une antenne GNSS Trimble ; la perte entre l’antenne et le front-end du récepteur étant inconnue, l’analyse se concentre sur des comparaisons relatives de PSD plutôt que sur la puissance reçue absolue
• Le message SPAN à 1 Hz du récepteur u-blox fournit des observations spectrales non calibrées et sans dimension, mais adaptées à la comparaison entre événements et avec des conditions de référence sans interférences
• Les spectres de 48 événements d’interférences forts observés en 2024~2025 présentent une forme cohérente, avec un pic à 1577.5 MHz, soit environ 2 MHz au-dessus de la fréquence centrale GPS L1 de 1575.42 MHz, et une largeur de bande d’environ 5 MHz
• Pendant les événements d’interférences, les signaux suivis Galileo E1 et BeiDou B1C/B1A subissent eux aussi une baisse simultanée de CNR avec GPS L1 C/A ; comme ces trois signaux partagent la même fréquence centrale, l’ampleur de la baisse est proche d’une station à l’autre
• BeiDou B1I, centré sur 1561.098 MHz, ne chevauche pas le spectre d’interférence à 1577.5 MHz, mais montre malgré tout une baisse de CNR faible mais visible lors des événements forts ; cela peut s’interpréter par une sensibilité de la méthode d’estimation du bruit de fond utilisée par les récepteurs IGS pour rapporter le CNR aux interférences proches de L1
• Sur 15 des 75 jours, après la baisse puis le rétablissement du CNR GPS L1 C/A, une baisse puis un rétablissement de même ampleur du CNR BeiDou B1I ont suivi ; la première observation date de juin 2020
• Ce motif implique que la source d’interférence peut produire des signaux près de 1577.5 MHz et de 1561.098 MHz, et un échantillon brut large bande capté à Amsterdam, aux Pays-Bas, en février 2026 montre clairement un burst à 1577.5 MHz suivi d’un burst à 1558.5 MHz
• Les deux bandes d’interférence ne semblent pas actives simultanément, et aucune interférence temporaire étendue n’a encore été observée près des bandes GPS L2 ou L5
• Les sursauts radio solaires peuvent eux aussi faire fortement chuter le CNR GNSS sur de vastes zones et provoquer jusqu’à 25 dB de dégradation sur l’hémisphère terrestre éclairé, mais ils sont généralement large bande, se développent plus lentement et la baisse de CNR dure plus longtemps
• Lors du flare solaire X5.1 du 11 novembre 2025 et de la tempête géomagnétique G4 associée, la station SUTM en Afrique du Sud a vu ses signaux GPS L1·L2·L5 tous affectés, L2 et L5 chutant jusqu’à 17 dB pendant plusieurs centaines de secondes, ce qui diffère du profil des interférences satellitaires temporaires

Réduction des satellites candidats et identification

• La première réduction des satellites candidats utilise les Two-Line Elements (TLE) publics de space-track.org, maintenus par la United States Space Force pour la sécurité des opérations spatiales, afin d’identifier les objets présents au-dessus de la zone affectée au moment des interférences
• L’estimation de position fondée sur les TLE est précise à environ 1 km à l’époque de référence, puis se dégrade à mesure que les TLE vieillissent, mais elle reste suffisamment précise pour un test préliminaire de plausibilité des candidats
• Si un objet spatial s satisfait la condition d’élévation αis ≥ α0 pour toutes les stations affectées i ayant détecté l’interférence, il reste candidat, et cette condition permet de calculer l’altitude minimale possible de son apogée
• La position de rayon minimal r* peut être obtenue comme solution d’un problème d’optimisation minimisant ||r|| tout en satisfaisant les contraintes de masque d’élévation de toutes les stations détectrices, et la solution est unique lorsque α0 ≥ 0
• Les stations n’ayant pas détecté l’interférence sont difficiles à utiliser pour contraindre davantage la zone candidate sans connaître le diagramme de gain de l’antenne de la source d’interférence ; une source à antenne à faisceau étroit peut ne pas être observée par de nombreuses stations même si la condition d’élévation est satisfaite
• Les variations spatiales de CNR seules ne suffisent pas à identifier de manière unique la source d’interférence, mais si au moins quatre stations au sol capturent simultanément des échantillons bruts large bande sur la bande affectée, des méthodes T/FDOA permettent d’estimer immédiatement la position et la vitesse
• En supposant que le satellite brouilleur figure dans un catalogue d’éphémérides, deux stations suffisent déjà à ramener les possibilités à un petit nombre gérable
• Un cadre d’association combinant CNR et mesures de différence de temps d’arrivée (TDOA) permet d’identifier de manière fiable la source comme une petite flotte russe de satellites d’alerte avancée sur orbite Molniya ; si l’interférence est intentionnelle, cela représente une aggravation qualitative du brouillage GNSS dans la bande GPS L1

[GN⁺]

Commentaires Hacker News

• Le fait qu’ils aient pu identifier jusqu’au satellite précis est intéressant. Maintenant qu’on connaît la source, je me demande s’il est possible de faire quelque chose
  J’ai travaillé sur des projets de construction au large de la côte roumaine, donc juste au sud de l’Ukraine et juste à l’ouest de Kaliningrad sur le plateau continental polonais, et on subissait du brouillage GPS tous les jours

  • Si le brouillage vient des environs de Kaliningrad, ça doit aussi affecter les habitants russes, non ? À moins d’un ciblage très précis, ce qui semble peu probable si le but est de couvrir une grande zone
  • La Russie pratique en permanence le brouillage GPS contre l’UE
    https://www.bbc.com/news/articles/clyx3ly54veo
    C’est assez drôle de voir des gens hors de l’UE ou favorables à la Russie commenter ce genre de sujet
  • La Russie a signé le Traité de l’espace (OST) en 1967, donc cela pourrait constituer une violation de ce traité ou d’autres, ce qui pourrait peut-être justifier une réponse ou des représailles
    On pourrait pirater les satellites, brouiller ou perturber leur fonctionnement par d’autres moyens de guerre électronique, voire les abattre par missile. Le X-37B est actuellement dans l’espace, et il paraît assez évident que l’une de ses raisons d’être est d’intervenir sur des actifs spatiaux, même si personne ne le dit ouvertement puisque c’est un projet secret

• Vidéo Veritasium liée au sujet : https://www.youtube.com/watch?v=tz23G_UXCGA

  • La théorie selon laquelle ils émettent des communications dans une bande proche du GPS afin de limiter le brouillage contre leur système d’alerte avancée semble plausible
    Afficher sa capacité à brouiller le GPS n’a pas grand intérêt, parce qu’un acteur étatique disposant de satellites militaires en orbite a évidemment déjà envisagé cette option, voire possède déjà cette capacité. Dans ce cas, cette perturbation serait soit un test de capacité périodique, soit de vraies communications, non ?
  • La vidéo ne tranchait pas le cas du brouillage de l’avion de von der Leyen lors de son approche de Plovdiv, mais de mémoire c’était probablement un mensonge involontaire
    Si von der Leyen elle-même ou son porte-parole ne l’ont pas reconnu, c’est parce que cet incident révélait surtout une compréhension très limitée du monde de la part de von der Leyen et de son entourage

• Un peu intéressant, et ça semble possiblement lié. Aujourd’hui, environ cinq drones navals ukrainiens ont dérivé au large et autour de Constanta, en Roumanie ; l’un d’eux a explosé dans le port et les autres quelque part dans les environs
  Vidéo du gros bruit d’explosion dans le port : https://youtu.be/Y8kdneBU_3Q?si=cr07TeMnxJTG-3TM&t=17
  Il n’y a pas eu de gros dégâts. Il semble que les Ukrainiens aient perdu le contrôle des drones et qu’ils soient arrivés jusque-là. Mon hypothèse personnelle est que la guerre électronique russe a perturbé le signal de contrôle et provoqué un brouillage GPS, les poussant jusqu’à Constanta. Si c’était intentionnel, la guerre électronique russe a réalisé quelque chose d’assez impressionnant

• Résumé de la conclusion de l’article : en combinant plusieurs techniques, ils ont identifié avec un haut niveau de confiance Cosmos 2546 (NORAD ID 45608) comme l’une des sources d’interférences
  Une analyse supplémentaire indique que la constellation russe de satellites d’alerte avancée Edinaya Kosmicheskaya Sistema, à laquelle appartient Cosmos 2546, est collectivement responsable des interférences étendues et temporaires qui dégradent la qualité du GNSS à travers l’Europe depuis 2019

  • En plus, Cosmos 2546 a été lancé en mai 2020, donc il ne peut pas être à l’origine des événements d’interférence de 2019
    De plus, lors de certains incidents survenus après mai 2020, Cosmos 2546 ne se trouvait pas non plus au-dessus de l’Europe. Mais, pour tous les événements observés durant les 75 jours du tableau 1, au moins un satellite EKS se trouvait à une élévation d’au moins 35 degrés pour toutes les stations de référence ayant observé l’interférence. Il est donc très probable que les incidents d’interférences GNSS étendues et temporaires observés depuis 2019 soient dus à l’ensemble de la constellation EKS

• Je ne vois pas de discussion sur la puissance nécessaire pour brouiller une zone aussi vaste. Même si le signal GPS utile au sol est assez faible, il ne faut pas une alimentation de l’ordre du kW sur ce satellite ?

  • Le satellite dispose de panneaux solaires de plusieurs kW

• Je me demande pourquoi cette découverte précise est qualifiée de « brouillage ». Ce qui a été observé, ce sont des émissions par salves relativement rares sur une bande d’environ 5 MHz, avec quelque chose qui ressemble à un préfixe cyclique de 12 ms à des intervalles liés à des multiples de 150 secondes
  Cela ressemble peut-être plutôt à un signal de synchronisation ou de données proche de la fréquence GPS L1, qui a pour effet secondaire de réduire le CNR des récepteurs GPS. En plus, on parle d’environ 10 dB, donc l’appeler « brouillage » est discutable. Dans l’ensemble, on a l’impression d’une observation surinterprétée pour la faire entrer dans une intention plus large d’acteur malveillant

  • On l’appelle brouillage parce que ça brouille réellement

• Ce qui est surprenant, c’est que quelqu’un soit surpris par ça. Le GPS est très vulnérable
  Il y a quelques années, cela avait aussi fait la une aux États-Unis quand Ajit Pai avait eu la brillante idée d’autoriser des services de communication dits « 5G » sur une bande trop proche des fréquences GPS. Cette affaire ne semble toujours pas réglée : https://physicstoday.aip.org/news/new-5g-exemption-may-jam-g...

• Curieusement, j’ai commencé à construire un système de navigation à l’estime il y a exactement deux jours, donc le timing est parfait

  • Le brouillage GPS dure depuis des années, et la navigation à l’estime n’est pas non plus un concept révolutionnaire sorti de nulle part
  • Dans la plupart des régions du monde, les antennes-relais cellulaires locales fournissent déjà aux modules GPS un signal de référence de position plus précis
    Le beamforming radio supplémentaire des systèmes 5G+ rend aussi le brouillage longue distance plus difficile pour des attaquants peu sophistiqués, parce que la propagation cohérente du signal est limitée. En pratique, des radioamateurs détectaient déjà des navires russes perturbant ou trompant le trafic portuaire local plusieurs années avant le début officiel de plusieurs conflits à l’étranger. On ne sait pas si c’était soutenu par l’État, ou si cela relevait de diverses méthodes de contrebande, comme certains navires dans des ports chinois qui arrosaient de signaux

• Si c’est un signal de communication dans la bande GPS, est-ce que ça pourrait être un signal de contrôle pour une attaque de la chaîne d’approvisionnement logicielle GPS ?

• Il existe aussi une carte en temps réel : https://gpsjam.org

  • Ce n’est pas lié à cet article. Ici, on parle d’interférences d’origine satellitaire