GPS, maritime et 6 avril 2019

GPS, maritime et 6 avril 2019

Ressortons les cartes papier !

Plusieurs médias écrits et TV se sont inquiétés depuis février du mécanisme de Week Number Rollover prévu le 6 avril 2019. Avec des titres alarmistes, certains vous suggèrent presque de ressortir la carte papier. Alors, qui croire ? Quels impacts pour la marétique ?

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Le 10 avril 2018, le Department of Homeland Security et, plus précisément, le CERT-ICS, a émis un document à l’attention des utilisateurs du système de GNSS (Global Navigation Satellite System) GPS (Global Positioning System). Je rappelle, mais vous le savez, qu’il y a plusieurs réseaux GNSS (système de navigation par satellite en français), le plus connu étant le GPS, mais il y a aussi, bien sûr, Galiléo qui sera pleinement fonctionnel en 2020 et le système russe GLONASS, pour les plus connus ayant une couverture mondiale.

Une histoire de semaines

Dans ce document, le CERT-ICS attire l’attention des utilisateurs sur les effets possibles de la date du 6 avril 2019 sur les systèmes utilisant le GPS comme référence horaire. En effet, dans la nuit du 6 au 7 avril 2019, un peu avant minuit UTC, aura lieu un « Week Number (WN) Rollover ». En effet, la trame GPS standard contient un paramètre d’une longueur de 10 bits, représentant le numéro de la semaine (WN). Le paramètre WN dans le message GPS rebascule donc à 0 lorsque tous les bits ont été incrémentés à 1, soit toutes les 1024 semaines. La première incrémentation datant du 6 janvier 1980, et le premier WN rollover ayant eu lieu le 21 août 1999.

Les constructeurs rentrent en jeu

Théoriquement, les constructeurs de GPS sont censés respecter les spécifications de l’interfaces appelées IS-GPS-200H (pour les curieux, elle est disponible ici), qui précise bien les caractéristiques du paramètre WN et les dates de rollover. Bon, la moins bonne nouvelle c’est que les implémentations diffèrent suivant les constructeurs. Notamment, si vous avez un GPS assez ancien, il existe un risque qu’il n’ait pas été programmé pour passer un second rollover… des essais réalisés sur certains GPS ont ainsi montré que certains récepteurs géraient mal ce rollover et que la continuité de la date pourrait poser problème. Par exemple, certains fabricants ont appuyé le paramètre WN sur la date de création de leur micrologiciel… D’autres GPS pourraient revenir 1024 semaines en arrière, soit au 21/22 Août 1999…

Les constructeurs diffusent donc aujourd’hui, pour certains, des mises à jour soit automatiques, soit manuelles, suivant le modèle concerné. Par le passé, des erreurs similaires ont malgré tout pu avoir quelques conséquences. C’est le cas de certains GPS à vocation aéronautique de Garmin. Remarque, un problème similaire a déjà été rencontré lorsque certains produits sont passés à la 1000è semaine avec des conséquences pas franchement neutres !

Sur le secteur maritime, les principaux fabricants que l’on rencontre sont (vous pouvez m’en communiquer d’autres) :

Il est donc fort probable que tous les impacts n’aient pas été diffusés. Certains constructeurs moins consciencieux pourraient n’apporter qu’un support très limité, notamment aux appareils assez anciens. Enfin, d’autres ne font qu’utiliser des puces GPS issues de sous-traitants, comme Trimble (voir leur communiqué, où globalement tout va bien, mais en fait non) ou encore ST Microelectronics, qui a parfois aussi connu quelques soucis

Les impacts

Les infrastructures critiques utilisent fréquemment le GPS comme référence horaire. C’est aussi bien sûr le cas du secteur maritime, qui utilise le réseau GPS depuis des dizaines d’années, en remplacement des réseaux radio de positionnement de l’époque (LORAN et consorts, et qui se rappelle de SYLEDIS !!).

Vous l’aurez compris d’après les éléments lus ci-dessus :

  1. La liste de tous les matériels impactés n’est pas disponible
  2. Les matériels concernés semblent plutôt anciens
  3. Le rollover le se fera pas systématiquement le 6 avril…
  4. Les impacts peuvent être mineurs (après tout, on ne perd « que » potentiellement la date)
  5. A priori, pas d’impact sur le positionnement à proprement parler en latitude / longitude

La difficulté, pour le secteur maritime, c’est que la référence GPS est utilisée à d’autres fins qu’obtenir la seule position :

  1. La référence date / heure du GPS est transmise au format NMEA du GPS sur un bus (spécifique ou IP, souvent, aujourd’hui) vers de nombreux équipements qui s’en alimentent. Une mauvaise date peut donc se propager.
  2. Si le GPS dysfonctionne totalement (= perte de plus que la date), l’impact peut être important : il pourrait bien ne plus rien diffuser du tout sur le bus NMEA.
  3. La date peut être utilisée par les ECDIS, pour calculer par exemple la date/heure d’arrivée à un point. Si la date change brutalement, l’ECDIS peut répondre de manière anormale.
  4. La référence date peut aussi alimenter :
    • les systèmes SMDSM, y compris certains récepteurs INMARSAT (la référence GPS sert aussi souvent à l’asservissement / pointage des antennes paraboliques ou à diverses éphémérides)
    • les systèmes SSAS (Ship Security Alert System)
    • les systèmes VMS (Vessel Monitoring System)
    • les systèmes VDR (Voyage Data Recorder)
    • les systèmes AIS (Automatic Identification System)
    • les systèmes d’éphéméride, comme le calcul des marées
  5. Enfin, à bord des navires de tonnage important, les informations de date peuvent aussi être diffusées vers d’autres systèmes soit de synchronisation (serveurs NTP), voire pour maintenir la date de systèmes industriels embarqués, par exemple. Voir sur ce site, notamment.

Il est donc important, pour vous qui utilisez ces équipements dans le secteur maritime, de bien vérifier que votre modèle n’est pas trop ancien et non affecté par ces rollovers de mars et avril 2019. Et les mettre à jour, si nécessaire.

Pour en savoir plus : https://www.gps.gov/

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