GPS

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Posté par woody 26/03/2009 @ 02:10

Tags : gps, géolocalisation, télécommunications, high-tech

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GPS (cryptographie)

GPS, abréviation de Girault - Poupard/Paillès - Stern est un algorithme d’authentification et de signature numérique à clé publique, basé sur le problème du logarithme discret dans n’importe quel groupe multiplicatif. Il a été conçu par Jacques Stern, Guillaume Poupard, Marc Girault et Jean-Claude Paillès.

La rapidité de ce protocole le rend accessible à des composants faible coût, comme une carte à puce sans cryptoprocesseur, qui peuvent s'authentifier/signer en quelques millisecondes, avec une sécurité qui peut être équivalente ou supérieure à celle de RSA.

Lors de la phase d’authentification proprement dite, le calcul se limite à une opération extrêmement simple : (opération non modulaire).

Cette prouesse tient dans le fait que la plus grosse partie des calculs peut être effectuée à l’avance et stockée sous forme de coupons. Ainsi même un composant de faible coût peut prouver qu’il n’est ni une contrefaçon, ni un clone, et cela en quelques millisecondes.

GPS se décline en plusieurs variantes. L'une d'elle permet d'utiliser des clefs de type RSA tout en offrant la même sécurité. Une autre variante fonctionne sur les courbes elliptiques.

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GPS Différentiel - DGPS

Le GPS Différentiel, en anglais Differential Global Positioning System (DGPS) est une amélioration du GPS. Il utilise un réseau de stations fixes de référence qui transmet l’écart entre les positions indiquées par les satellites et leurs positions réelles connues. En fait le récepteur reçoit la différence entre les pseudo-distances mesurées par les satellites et les véritables pseudo-distances et peut ainsi corriger ses mesures de positions.

Le terme DGPS peut s’appliquer aussi bien à la technique elle-même qu’à des implémentations qui l’utilisent. Par exemple le WAAS de la FAA utilise des techniques différentielles pour améliorer la précision, elles transmettent les corrections par satellite sur la bande L. Parmi les autres exemples de systèmes similaires on trouve le système européen de complément à la navigation géostationnaire EGNOS, le système japonais MTSAT, le service de correction DGPS canadien et les systèmes commerciaux StarFire et OmniSTAR.

Ce terme s’applique aussi souvent de façon spécifique à des systèmes qui re-transmettent des corrections à partir de balises au sol de plus courte portée. Par exemple les gardes-côtes des États-Unis d’Amérique, l'USCG, utilise un tel système aux États-Unis et au Canada en grandes ondes entre 285kHz et 325 kHz. Ces fréquences sont communément utilisées pour la radio en mer, et sont diffusées près des principales voies navigables et des ports. L’Australie utilise un service similaire pour la navigation terrestre et aérienne, leur signal est transmis par des stations radio AM commerciales.

Ceci présenta un problème pour les agences civiles qui utilisaient différents systèmes de navigation radio tel que LORAN pour la navigation maritime ou VOR et NDB pour la navigation aérienne. Pour faire fonctionner ces systèmes il en coûtait des millions de dollars par an, or ils pouvaient être remplacés à peu de frais par des systèmes basés sur le GPS. Cependant la précision offerte avec le SA actif était simplement trop mauvaise pour envisager raisonnablement ce remplacement. La solution la plus simple était simplement de désactiver SA, mais l’armée rejeta les demandes des différentes agences (particulièrement celles de la FAA, de l’USCG, et du DOT) pour raison de sécurité.

Durant la première moitié des années 80, plusieurs agences imaginèrent une solution au problème du SA. Étant donné que le signal SA n’était pas changé trop fréquemment, l’effet du décalage sur le positionnement était relativement fixe – c'est-à-dire si le décalage était de « 100 mètres à l’est », ce décalage serait uniforme sur une zone relativement vaste. D’où l’idée qu’en transmettant ce décalage aux récepteurs GPS de la zone, on pourrait éliminer les effets du SA, ce qui aurait pour résultat d’obtenir des mesures proches des performances théoriques du GPS, environ 15 mètres. De plus une autre source d’erreurs importante dans une position donnée par GPS due aux délais de transmission dans l’ionosphère pouvait aussi être mesurée et corrigée en l'émettant de même aux récepteurs GPS. Ceci permit une amélioration de la précision d’environ 5 mètres, ce qui était plus que suffisant pour les besoins civils.

Les gardes-côtes américains furent parmi les partisans les plus combatifs du DGPS, ils expérimentèrent le système de façon de plus en plus poussée au cours des dernières années 1980 et des premières années 1990. Ces signaux sont diffusés en grandes ondes sur les fréquences maritimes et pourraient être reçus sur les radio téléphones existants et entrés dans des récepteurs GPS équipés de façon adéquate. Les principaux revendeurs de GPS proposaient des appareils pourvus d’entrées DGPS, non seulement pour les signaux USGC, mais aussi des appareils destinés à la navigation aérienne recevant ces signaux sur modulation de fréquence ou sur des bandes de fréquences commerciales à modulation d’amplitude.

Ils commencèrent par envoyer des signaux DGPS de qualité de façon limitée en 1996 et étendirent le réseau jusqu’à couvrir la plupart des ports d’escale, ainsi que la route maritime du Saint Laurent en partenariat avec les gardes-côtes canadiens. Des plans furent élaborés pour étendre le système à l’ensemble des États-Unis, mais ceci n’allait pas être facile. La qualité des corrections DGPS diminuait avec l’éloignement et la plupart des émetteurs importants sont généralement regroupés près des villes. Ce qui signifiait que la couverture par des balises GPS au sol serait faible dans les zones faiblement peuplées, notamment dans le midwest.

Au contraire la FAA (et d’autres agences) commencèrent des études pour diffuser les signaux dans tout l’hémisphère à partir de satellites de communications en orbite géostationnaire. Ceci conduisit à la création de WAAS et à des systèmes similaires, bien que le terme DGPS ne s’applique généralement pas à ces systèmes. WAAS offre une précision semblable à celle des réseaux DGPS au sol de l’USCG et la question de savoir si ces derniers seront désactivés au fur et à mesure que WAAS devient complètement opérationnel fait l’objet de débats.

Dès le milieu des années 1990 il était clair que le SA n’avait plus d’utilité pour jouer le rôle qui lui était dévolu. Le DGPS allait le rendre inefficace aux États-Unis, précisément là où on considérait qu’on en avait le plus besoin. De plus l’expérience durant la deuxième Guerre du Golfe démontra que l’utilisation généralisée de récepteurs civils par les militaires nuisait apparemment davantage à leurs propres troupes que si le SA était désactivé. Après avoir subi des pressions pendant de nombreuses années les opérateurs du GPS acceptèrent de désactiver SA de façon permanente en l’an 2000.

Cependant à ce stade le DGPS s’était transformé en un système fournissant une précision supérieure à celle que même une signal GPS SA désactivé pouvait fournir à lui seul. Il y a plusieurs autres sources d’erreur qui partagent les mêmes caractéristiques que SA en ce sens qu’elles sont identiques sur de vastes zones pendant une durée raisonnable. Parmi ces sources d’erreur on compte les effets ionosphériques mentionnés plus tôt ainsi des erreurs dans les données éphémérides de position transmises par satellite et le décalage d’horloge des satellites. Selon la somme de données envoyées dans le signal de correction du DGPS, la correction de ces effets peut réduire l’erreur de façon significative, les meilleures implémentations offrant des précisions de moins de 10 cm.

En plus des déploiements continuels des systèmes des USCG et de systèmes sponsorisés par la FAA, de nombreux revendeurs ont crée des services DGPS commerciaux qui vendent leur signal (ou des récepteurs pour ce signal) à des utilisateurs qui ont besoin d’une meilleure précision que la précision nominale de 15 mètres fournie par le GPS. Tous les GPS commerciaux, même les GPS portables proposent maintenant des entrées pour données DGPS et nombreux sont ceux qui supportent WAAS directement. Dans une certaine mesure le « DGPS » fait maintenant naturellement partie des applications GPS.

Si l’on observe, par deux récepteurs, simultanément deux satellites, on peut effectuer une double différence c'est-à-dire la différence des simples différences effectuées sur chaque satellites.

Les erreurs propres aux satellites disparaissant évidemment de même, mais aussi les erreurs dues aux décalages des horloges des récepteurs.

On observe dans ce cas simultanément par deux récepteurs, deux satellites à des époques différentes. La triple différence est le résultat de la différence des doubles différences correspondant à chacune des époques.

En considérant que les ambiguïtés sont constantes dans le temps, celles-ci sont entièrement éliminées.

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Assisted GPS

Assisted GPS ou A-GPS est une technologie qui a été introduite pour améliorer les performances du GPS et se retrouve généralement dans les téléphones mobiles dernière technologie. Elle utilise les émetteurs de téléphonie mobile pour ajuster plus facilement et surtout plus rapidement les données de positionnement. Cependant, cet avantage majeur implique de disposer d'un abonnement téléphonique incluant une option internet (données) illimité. Dans le cas contraire, l'utilisation de A-GPS reste possible mais deviendrait payant à l'acte et vous risquez donc de voir votre facture téléphonique augmenter de quelques euros à la fin du mois.

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GPS Rugby

Le GPS Rugby Club est un club de rugby à XV australien, situé à Ashgrove, dans la banlieue de Brisbane, dans le Queensland. Ses joueurs sont susceptibles d’être sélectionnés pour les Queensland Reds (Super 14) et pour les Ballymore Tornadoes (Australian Rugby Championship).

GPS, fondé en 1887, est l’un des plus anciens clubs de rugby à XV d’Australie. A son origine, on trouve d’anciens élèves de la Brisbane Grammar School, l’un des plus prestigieux lycées de la ville, désireux de rester en contact. Le premier nom de l’équipe d’ailleurs fut Past Grammar, c’est-à-dire anciens de la Grammar. Sous cette appellation, le club remporte quatre titres de champions de Brisbane avant la Première Guerre mondiale. A l’issue de celle-ci, le club se met en sommeil comme tout le rugby à XV australien.

Past Grammar se relance à la fin des années 20, et décide d’ouvrir ses portes à d’anciens élèves d’autres écoles. Cela débouche sur un changement de nom pour le club qui devient GPS (Great Public Schools) en 1931. (GPS est aussi le sigle d’une prestigieuse association regroupant certains des meilleurs lycées privés du Queensland, la Great Public Schools Association of Queensland).

Jeeps a fourni 29 joueurs à l’équipe d’Australie, dont Ben Tune et Daniel Herbert. Deux d’entre eux ont été capitaines des Wallabies, Bill McLean et Arch Winning, tous deux avant la Seconde Guerre mondiale. Plus de 110 Gallopers one évolué sous les couleurs des Queensland Reds depuis 1950.

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Source : Wikipedia