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Dans un article non évalué par des pairs qu’il a publié sur le site Web de son laboratoire, Humphreys affirme avoir fourni la caractérisation la plus complète des signaux de Starlink à ce jour. Ces informations, dit-il, sont la première étape vers le développement d’une nouvelle technologie de navigation mondiale qui fonctionnerait indépendamment du GPS ou de ses équivalents européens, russes et chinois.
“Le signal du système Starlink est un secret bien gardé”, déclare Humphreys. “Même lors de nos premières discussions, lorsque SpaceX était plus coopératif, ils ne nous ont rien révélé de la structure du signal. Nous avons dû repartir de zéro, en construisant essentiellement un petit radiotélescope pour écouter leurs signaux.
Pour démarrer le projet, UT Austin a acquis un terminal Starlink et l’a utilisé pour diffuser des vidéos de tennis haute définition de Rafael Nadal à partir de YouTube. Cela a fourni une source constante de signaux Starlink qu’une antenne séparée à proximité pouvait écouter.
Humphreys s’est rapidement rendu compte que Starlink s’appuie sur une technologie appelée multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (OFDM). L’OFDM est une méthode efficace d’encodage des transmissions numériques, développée à l’origine dans les Bell Labs dans les années 1960 et désormais utilisée dans le Wi-Fi et la 5G. “OFDM fait fureur”, déclare Mark Psiaki, expert en GPS et professeur d’aérospatiale à Virginia Tech. “C’est un moyen de regrouper le plus de bits par seconde dans une bande passante donnée.”
Les chercheurs de l’UT Austin n’ont pas essayé de casser le cryptage de Starlink ni d’accéder aux données des utilisateurs provenant des satellites. Au lieu de cela, ils ont recherché des séquences de synchronisation – des signaux prévisibles et répétitifs transmis par les satellites en orbite pour aider les récepteurs à se coordonner avec eux. Non seulement Humphreys a trouvé de telles séquences, mais « nous avons été agréablement surpris de constater qu’elles [had] plus de séquences de synchronisation que ce qui est strictement nécessaire », dit-il.
Chaque séquence contient également des indices sur la distance et la vitesse du satellite. Avec les satellites Starlink transmettant environ quatre séquences toutes les millisecondes, “c’est tout simplement merveilleux pour une double utilisation de leur système de positionnement”, déclare Humphreys.
Si le récepteur terrestre a une bonne idée des mouvements des satellites – que SpaceX partage en ligne pour réduire le risque de collisions orbitales – il peut utiliser la régularité des séquences pour déterminer de quel satellite ils proviennent, puis calculer la distance jusqu’à ce satellite. . En répétant ce processus pour plusieurs satellites, un récepteur peut se localiser à environ 30 mètres, explique Humphreys.