CC BY
2
формационно-телекоммуникационные системы». Сборник статей II Всероссийской научно-технической конференции. Военный инновационный технополис «ЭРА». Анапа. 2020. С. 8 - 11.
10. Цвигун Т. В., Черняков А. Н. Сказать почти то же самое: текст как паттерн, паттерн как текст // Сло-во.ру: Балтийский акцент. 2019. 97 с.
11. Козлов С. В., Светлаков А. В. Применение регулярных выражений для обработки текстовых данных // International journal of open information technologies. 2022. 82 с.
12. Закалин И.Ю. Автоматизация сбора информации в сети интернет // Вестник магистратуры. 2018. № 5 -4 (80). С. 32 - 33.
13. Марк Б.И. Representational state transfer. Введение в технологию // Вопросы науки и образования. 2024. №1 (173). С. 4.
Панамарева Олеся Николаевна, канд. экон. наук, доцент, научный сотрудник научно-исследовательского отдела, [email protected], Россия, Анапа, Военный инновационный технополис «ЭРА»,
Гребенщиков Данил Алексеевич, старший оператор научной роты, era_otd1@mil. ru, Россия, Анапа, Военный инновационный технополис «ЭРА»,
Сухарев Дмитрий Александрович, начальник отдела, [email protected], Россия, Москва, Войсковая часть
55060
MULTI-PURPOSE TEXT FILTERING USING REGULAR EXPRESSIONS O.N. Panamareva, D.А. Grebenshchikov, D.A. Sukharev
The result of the analysis of the effectiveness of the consistent use of regular expressions for the task of filtering textual information is presented. The study was conducted on a sample of news materials collected from various media on the Internet. A software implementation of the text filter has been developed and a set of regular expressions has been prepared for the most common redundancy patterns.
Key words: multi-purpose textfiltering, pattern, regular expression, cascade
Panamareva Olesya Nikolaevna, candidate of economic sciences, docent, associate researcher, research department, era [email protected], Russia, Anapa, Innovativ Technopolis «ERA»,
Grebenshchikov Danil Alekseevich, senior operator of the scientific company, era [email protected], Russia, Anapa, Innovativ Technopolis «ERA»,
Sukharev Dmitry Alexandrovich, head of department, [email protected], Russia, Moscow, Military Unit 55060
УДК 623.55.025
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-7-288-289
АНАЛИЗ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТИ ЗЕНИТНОЙ АРТИЛЛЕРИЙСКОЙ СТРЕЛЬБЫ
П.Н. Мельников
Проведен анализ процессов формирования и трансформации входных ошибок через алгоритм наведения артиллерийского зенитного автомата на подвижную цель. Алгоритм реализуется в цифровой вычислительной системе корабельного зенитного комплекса.
Ключевые слова: ошибки зенитной артиллерийской стрельбы.
Результативность обороны корабля определяется не только точностными и динамическими параметрами артиллерийского зенитного комплекса, но и параметрами объекта воздушного нападения (дальности, габаритов, зон уязвимости, динамики траекторных характеристик). В настоящей работе основное внимание будет уделено анализу влияния отдельных факторов процесса наведения ствола орудия на точность ударной зенитной стрельбы. Чтобы придать большей стройности в изложении материала, остановимся на рассмотрении конкретной реализации комплекса зенитной артиллерийской стрельбы - корабельного малокалиберного артиллерийского зенитного комплекса вооружения. Предлагаемый состав зенитного комплекса гипотетический, включает отечественные корабельные системы, технические характеристики которых приводятся в открытых источниках информации. В качестве орудия предлагается использовать широко применяемый шестиствольный зенитный автомат АО-18 [1]. Технические характеристики АО-18: калибр 30[мм], темп стрельбы 4500-5000 выстрелов в минуту, начальная скорость снаряда 890 [м/с]. В качестве средств автоматического сопровождения цели предлагается применить оптическую и (или) радиолокационную станции [2]. В оптической станции для измерения дальности до цели используется лазерный дальномер. Технические характеристики: среднеквадратические ошибки (СКО) сопровождения цели для радиолокационной станции (РЛС) составляют по курсовому углу и углу места а = 0.5[мрад] , по дальности а = 5.0[м]; среднеквадратические ошибки сопровождения цели для оптикоэлектронной станции (ОЭС) составляют по курсовому углу и углу места а = 0.1[мрад], по дальности а = 3.0[м] . В качестве средства измерения метео параметров окружающей среды (температуры, относительной влажности, давления, скорости и направления ветра) предлагается использовать комплекс гидрометеорологического обеспечения «Сюжет-КМ» [3]. Технические характеристики: пределы допустимой
абсолютной погрешности составляют при измерении в припалубном слое температуры воздуха А = ±0.5[°С], относительной влажности воздуха А = ±8.0[%], атмосферного давления А = ±0.5[гЛа], скорости ветра А = ±1.0[ м / с], направления ветра А = ±7.0[град]. В качестве средства измерения курса, качек и скорости корабля относительно грунта предлагается использовать интегрированную малогабаритную навигационную систему (ИМНС) "Кама-НС" [4]. Технические характеристики: погрешности выработки курса А = ±7.0[мрад], углов качек А = ±0.6[мрад], скорости корабля А = ±0.3[м /с] .
Для того чтобы более детально раскрыть механизм формирования ошибок стрельбы, приведем примерный алгоритм расчета углов наведения орудия корабельной зенитной артиллерии. Угловые координаты цели измеряются автоматическими системами сопровождения относительно палубы и диаметральной плоскости корабля (корабельная нестабилизированная система координат). Нестабилизированные угол места и курсовой угол, а также из-
соп соп т~ч соп соп соп соп
меренная дальность до цели бн , цн ,V преобразуются в координаты прямоугольной системы хн , ун , ¿н , которые, в свою очередь, пересчитываются к центру масс корабля (ЦМК) х'Цмп, уЦмк, ¿4м" ,еЧц"к, qЦMк, Оцмк . Используя значения углов бортовой, килевой качек и угла рыскания корабля в,^,к , рассчитываются стабилизированные координаты цели относительно ЦМК хЦмк, уЦмк, ¿'Цмп ,бЦмк, qЧ"к, Вцмк . Значения стабилизированных прямоугольных
^,грн V.грн •грн
координат цели, а также значения составляющих скорости движения корабля , у^ , ¿^ относительно грунта подаются на вход цифрового параметрического фильтра [5], на выходе которого формируются сглаженные оценки параметров движения цели хЦЛ", уЦЛ", <Ч7, хЦЛ", уЦЛ", ¿ЧЧ7, Х^К, УЧЛ", '¿ЧЛ ■ Далее рассчитываются отстояния артиллерийской установки относительно ЦМК Хр^п ХЧ^т ^Ч^К" в стабилизированной системе координат. Используя рассчитанные параметры движения цели, результаты измерения метео обстановки в припалубном слое атмосферы, а также баллистические параметры выстрела, решается задача встречи снаряда с целью (относительно места стояния орудия). Выходными величинами задачи встречи являются стабилизированные угловые координаты наведения орудия и полетное время снаряда до упрежденной точки б'О"к,q0'т,Тарт . По известным величинам стабилизированных углов наведения орудия и углов бортовой и килевой качек, а также угла рыскания корабля рассчитываются значения нестабилизированных углов наведения орудия БЩрт,qЦрт . Величины рассчитанных нестабилизированных углов наведения орудия подаются на вход цифрового фильтра, с выхода которого получаются оценки угловых скоростей и ускорений Бнарт, qЦ¡'т, Б'Орт, 'qЦlрт . Полученные угловые координаты, скорости и ускорения используются для управления приводом наведения артиллерийского орудия, установленного на палубе корабля.
За базовый инструмент исследований в настоящей работе взят алгоритм моделирования траектории движения неуправляемого артиллерийского снаряда в атмосфере вращающейся сферической Земли [6]. Программная модель траектории полета снаряда разработана средствами цифрового моделирования из пакета программ для решения технических вычислений Ма1ЬаЬ. Модель разрабатывалась как средство для анализа влияния различных факторов на траекторию полета снаряда. Модель не является реализацией алгоритма наведения для конкретного зенитного артиллерийского комплекса. Однако, внесенный уровень абстракции не умаляет ценности модели при проведении анализа степени влияния отклонений условий стрельбы от «нормальных» на траекторию полета снаряда. Модель позволяет варьировать следующими входными величинами: угловое положение ствола орудия в горизонтальной и вертикальной плоскостях; дальность полета снаряда или время полета снаряда; начальная скорость снаряда; вес снаряда; скорость ветра на высоте орудия; направление ветра на высоте орудия; температура воздуха на высоте орудия; относительная плотность воздуха на высоте орудия; земная широта точки нахождения орудия. Выходными величинами алгоритма являются координаты снаряда для выбранной точки на траектории полета цели в стрельбовой прямоугольной системе координат. Алгоритм моделирования траектории полета снаряда входит как составная часть в алгоритм задачи встречи снаряда с целью.
Сопровождение цели. Ошибки сопровождения цели радиолокационной или оптикоэлектронной станцией зависят не только от точностных и динамических характеристик станции сопровождения, но и от траектории движения носителя (корабля) и объекта сопровождения (цели). Приводы палубной станции сопровождения должны отрабатывать динамично изменяемые во времени углы наведения. На рис.1 представлены графики изменения углов наведения в палубной системе координат для случая пролетной траектории цели: х0 = 10000[м],Х0 =-300[м/с] ; у0 = 500[м],у0 = 0[м/с]; ¿0 = 300[м],¿0 = 0[м/с] и углов качания корабля на морской поверхности. Параметры углов качания корабля взяты из примера в [7]: в = 14° • зш(2я?/7) - угол бортовой качки;^ = 3° • 8ш(2п/9) - угол килевой качки: к = 4° • 8т(2п /30) - угол рыскания.
Качественный анализ поведения сигналов (рис.1) показывает наличие: а) производных высоких порядков (3-й и выше); б) высокой динамики изменения сигналов (особенно в горизонте при проходе целью траектор-ного параметра). Наличие ненулевых значений производных в управляющем сигнале приводом наведения, порядок которых равен или выше порядка астатизма системы управления, обуславливает наличие ошибок отработки сигналов управления. Высокая динамика изменения входного сигнала может привести к появлению эффекта запаздывания его отработки системой управления приводом. Выход ошибки за пределы дискриминационной характеристики следящего измерителя, как правило, приведет к срыву сопровождения цели. Даже в статическом режиме (цель неподвижна, качка отсутствует) в отдельных отсчетах измерений координат цели имеют место, так называемые, флукту-ационные шумы сопровождения. Шумы сопровождения представляют собой существенно более высокочастотный процесс по сравнению с процессом изменения полезного сигнала. Уровень ошибки, вызванной флуктуационным шумом, в основном определяется величиной отношения сигнал/шум приемника. Флуктуационная ошибка моделируется гауссовским некоррелируемым случайным процессом (белым гауссовским шумом). Система сопровождения
измеряет сферические координаты цели Бсноп, qc°п,Осоп (угол места, курсовой угол и дальность) в системе координат,
связанной с кораблем. Независимые случайные процессы во входных сферических координатах подвергаются сложным нелинейным тригонометрическим преобразованиям и фильтрации в алгоритме управления зенитным вооружением. В результате трансформации ошибок сопровождения цели через алгоритм управления ошибки в каналах наведения ствола орудия (вертикаль и горизонт) являются коррелированными и взаимозависимыми случайными процессами.
1ЭО 160 140 120 100 во 60 АО 2.0
[гра Д]
- горизонт 1
вертикаль
----
15 20 25 ЗО 35 40 4-5 [с ]
Рис. 1. Углы наведения приводов станции сопровождения цели
I И| >.1!. 1
• ** й г 1-: н % горне оно;
■Й- вертикаль
Й Мл* гшШ к ж я" ■ Ч У 1
ад ь к. в/1 1
. й
I щ т
:1К •
Ч
. 1 _ 1 * _
Ю 15 20 25 ЗО 35 [с]
Рис. 2. Оценки ошибок в расчетных углах наведения орудия
На рисунке 2 представлены угловые ошибки наведения артиллерийского орудия в палубной системе координат для случая предложенной выше пролетной траектории цели в зоне боевой работы зенитного комплекса, где СКО ошибок сопровождения составили: а е = 0.5[ мрад],ад = 0.5[ мрад],ав = 5[ м]
Качки корабля. Нерегулярное волнение моря вызывает нерегулярную (случайную) качку корабля. Угловую ориентацию качающегося корабля принято измерять тремя углами наклона основных осей корабля относительно земной инерциальной системы координат. Величины углов качек (бортовой, килевой) и рыскания корабля, а также их угловых скоростей измеряются общекорабельной навигационной системой, например [3]. Данными навигационной системы пользуются многие специализированные системы корабля. Артиллерийские комплексы вооружения предъявляют повышенные требования не только по точности измерения углов ориентации корабля, но и по частоте обновления информации в цифровых каналах обмена. Измеренные величины углов ориентации корабля в, ц, к используются в алгоритмах управления косвенной стабилизацией системы сопровождения цели и системы наведения зенитного автомата. Результативность мероприятий по косвенной стабилизации систем снижается по причине того, что места стояния систем измерения, сопровождения и наведения могут быть разнесены по конструкции корабля. Из-за нежесткости элементов конструкции корабля углы качек, измеренные в одном месте конструкции, будут отличаться от реальных углов качек в других местах стояния систем артиллерийского комплекса [7].
Особенностью алгоритма наведения зенитного орудия, расположенного на палубе корабля, является сочетание прямого и обратного функционального преобразования, а именно, расчет стабилизированных угловых координат цели, решение задачи встречи в прямоугольной инерциальной системе координат и расчет нестабилизирован-ных угловых координат наведения орудия. Функциональные преобразования в расчетах угловых стабилизированных
(ессоп,qccоп) = ^(есноп,qcноп,вц,к) и нестабилизированных координат (е^"",) = ¥н(е^Г,^^Г,вц,к) реализуются при одних и тех же значениях углов ориентации корабля, измеренных общекорабельной навигационной системой. Этот факт существенно снижает трансформацию ошибок измерения углов качек в ошибки выработки углов наведения орудия относительно палубы корабля. Так, например, если просто «замкнуть» функциональные преобразования дестабилизации и стабилизации друг на друга, то трансформация ошибок измерения углов в,ц,к в выходные координаты ес, ^ ен, ан ~^ес, равна нулю.
Кроме точности измерения углов ориентации корабля в различных точках его конструкции, заметную роль в точность углов наведения орудия вносит частота обновления измерений величин качек. Процесс наведения орудия зенитного комплекса на скоростную воздушную цель предполагает высокую частоту выработки управляющих сигналов. Сопоставимой с частотой управления должна быть реализована и частота обновления информации
для величин качек корабля в канале обмена информацией между цифровым прибором управления и цифровой навигационной системой корабля. Оценим ошибки в преобразовании «дестабилизация - стабилизация» для случая, когда частота управления равна 100[Гц], а частота обновления величин углов качек равна 25[Гц]. Параметры качания корабля взяты из примера в [7]
в = 14° • 8т(2п/7); у = 3° • 8т(2п/9); к = 4° • 8т(2п/30).
Рис. 3. Оценки ошибок функционального преобразования
На рисунке 3 приведены оценки угловых ошибок при реализации функционального преобразования бс, qс ^ бн , qн , qс в условиях пониженной частоты измерения угловых величин ориентации корабля.
Начальная скорость снаряда. Скорость артиллерийского снаряда на дульном срезе орудия (начальная скорость) является одним из основных факторов, определяющих дальность стрельбы. На величину начальной скорости снаряда влияют не только параметры снаряда, но и технические характеристики ствола, которые достигаются в процессе его изготовления. Так как рассматриваемый зенитный автомат АО-18 имеет 6 стволов, изготовить все стволы с идентичными характеристиками не возможно (так как имеют место заводские допуски на изделие). Следовательно, применение многоствольных автоматов привносит дополнительные ошибки в общий результат стрельбы. На величину начальной скорости снаряда влияет износ каналов стволов при эксплуатации, а также нагрев стволов при длительной очереди стрельбы. На величину начальной скорости снаряда, влияют не только различные технические характеристики стволов, но и различные технические характеристики, которые достигаются при изготовлении снарядов. А именно, различия в массе и форме снаряда, различия в массе и структуре заряда. Как следует из проведенного анализа, отклонения начальной скорости снаряда могут проявляться как для отдельного выстрела, так и для очереди в целом.
Очевидно, что при одном и том же угле наведения орудия снаряд с повышенной начальной скоростью пролетает выше и дальше снаряда с табличной начальной скоростью на фиксируемый момент времени после выстрела. Оценим влияние отклонения начальной скорости снаряда Уэ = У0 +10[м / с] на изменения в выходных расчетных углов наведения орудия. На рисунке 4 представлены угловые ошибки наведения артиллерийского орудия в палубной системе координат для случая предложенной выше пролетной траектории цели в зоне боевой работы зенитного комплекса.
[мрад]
Горизонт
Вертикаль
10 15 20 25 30 [с]
Рис. 4. Оценки ошибок е расчетных углах наведения орудия Уо+10[м/с]
Результаты моделирования показывают: - ошибки наведения орудия по вертикали превышают ошибки наведения по горизонту на значительном (атакующем) участке пролетной траектории цели; - существенный прирост ошибок наведения орудия по вертикали и , особенно, по горизонту имеет место, когда цель находится в районе тра-екторного параметра относительно артиллерийской установки.
Чтобы компенсировать влияние отклонений начальной скорости снаряда на точность стрельбы, пытаются измерять различными средствами реальную скорость снаряда на дульном срезе орудия. Компенсации подвергается лишь систематическая составляющая отклонений начальной скорости, которая изменяется плавно и влияет на все
выстрелы в очереди. Однако полностью устранить влияние отклонений начальной скорости снарядов, которые имеют случайный характер для отдельного выстрела, не представляется возможным. Связано это с тем, что измерения скорости снаряда производятся после выстрела, когда углы наведения орудия уже рассчитаны по известной до выстрела начальной скорости снаряда. Это справедливо даже для снарядов с программируемым взрывателем в варианте построения устройства компенсации, где время дистанционного подрыва рассчитывается исходя из реальной величины скорости снаряда после выстрела (так как ориентация ствола орудия рассчитана по начальной скорости снаряда, известной до выстрела). Следует заметить, что компенсация отклонений начальной скорости снаряда для указанного случая реализации артиллерийского комплекса является наиболее полной [8].
Метеоподготовка. Комплекс гидрометеорологического обеспечения корабля позволяет измерять следующие параметры воздушной атмосферы: температуру, давление, влажность, скорость и направление ветра, которые имеют место в нижнем воздушном слое, примыкающего к палубе корабля. При реализации алгоритма наведения артиллерийского орудия (в расчетах траектории полета снаряда) возникает потребность в определении значений параметров атмосферы по всей трассе пролета снаряда. И, как следствие, возникает потребность в предсказании изменений параметров атмосферы в объеме воздушного пространства, включающего всю траекторию полета снаряда. Для случая морской атмосферы в воздушных слоях с одинаковой высотой допускается считать [9] отклонения значений атмосферных параметров несущественными на дальностях в несколько километров. С изменением высоты полета снаряда значения атмосферных параметров существенно меняются (особенно характерно для температуры и давления). Эти изменения для стандартной (нормальной) атмосферы закреплены в государственном стандарте [10]. По данным, взятым из таблиц и соотношений нормальной артиллерийской атмосферы, рассчитываются значения параметров атмосферы для конкретных точек траектории полета снаряда (с учетом значений параметров атмосферы, измеренных в припалубном воздушном слое). Точное предсказание изменений метео параметров по высоте и дальности, которые имеют место в конкретных реальных условиях стрельбы, невозможно. Их можно только непосредственно измерить. Свойство слабой предсказуемости характерно для изменения температуры с высотой, а особенно, - для изменений направления и скорости ветра. Отмечаются устойчивые тенденции в изменениях атмосферных метео параметров: температура воздуха понижается, а скорость ветра повышается с увеличением высоты; наибольшие изменения направления ветра наблюдаются в нижнем слое. Если измерить распределения атмосферных параметров в зоне стрельбы не представляется возможным, то наведение орудия будет производиться с ошибками.
Значения параметров атмосферы - температура, давление и влажность являются исходными данными для расчетов плотности воздуха и скорости звука. Плотность воздуха и скорость звука в совокупности со скоростью снаряда в основном определяют траекторию полета снаряда в земной атмосфере. Ошибки в определении температуры, давления и влажности в слоях воздуха, которые пересекает траектория снаряда, трансформируются в ошибки расчета плотности воздуха в соответствии с формулой Менделеева-Клапейрона для идеального газа. Влажность учитывается в расчетах через «виртуальную» температуру. На рисунке 5 приведены результаты расчетов ошибок в углах наведения орудия для пролетной траектории цели. Среднеквадратические ошибки в определении метео параметров составили: в температуре - а, = 1.0[°С], в относительной плотности - ар = 0.3[%], в скорости ветра -
= 1.0[м / с], в направлении ветра - а в = 2.0[град].
Рис. 5. Оценки ошибок в расчетных углах наведения орудия (метео)
Ствол-снаряд. Высокотемповая стрельба (4500-5000 выстрелов в минуту для шестиствольного зенитного автомата АО-18) сопровождается колебаниями пакета стволов орудия, вызванными динамическими силами текущего и предыдущих выстрелов в очереди. Силы, вызывающие вибрацию ствола, возникают в процессе движения снаряда внутри ствола. Они имеют место, когда проявляется не идеальное сочленение в конструкции «ствол-снаряд». Например, - при отклонениях внешней формы снаряда от идеально осесимметричной; - при смещениях центра масс снаряда от центра его геометрической симметрии; - при искривлениях ствола, имеющих место при производстве; -при неравномерном нагреве ствола пороховыми газами выстрела. В результате наблюдаются искривления ствола, биения снаряда о внутренние стенки ствола, прорыв газов в зазоры между направляющим ободком снаряда и стволом. Снаряд вылетает из ствола орудия с угловой ориентацией отличной от ориентации линии наведения выстрела, а также приобретает на дульном срезе поперечные скорости и ускорения. Пакет стволов орудия не успевает успокоиться к моменту следующего выстрела в очереди, и текущий выстрел производится в условиях отклонения стреляющего ствола орудия от заданного направления стрельбы. И, как следствие, этот фактор привносит дополнительное рассеивание траекторий снарядов по сравнению с рассеиванием траекторий «одиночных» выстрелов. Силы, вызывающие колебания ствола, имеют случайную природу (как по величине, так и по направлению), но действуют периодически в соответствии с темпом стрельбы. Пакет стволов орудия конструктивно (жестко) связан с приводом наведения артиллерийской установки. Приводов наведения два, - по горизонту и по вертикали. Свободные колебания
системы «ствол-привод» имеют различный характер для горизонта и вертикали, в силу их различной конструкции и массы. Привод наведения по вертикали более легкий и динамичный по сравнению с приводом наведения орудия по горизонту, и, как правило, амплитуда колебаний ствола по вертикали больше, чем по горизонту. В ходе стрельбы возможны резонансные явления при управлении приводов наведения орудия. В дополнение к сказанному отметим, что величины моментов внешних вынуждающих сил, действующих на горизонтальный провод, зависят от величины угла наведения орудия в вертикальной плоскости.
Используя разработанную модель расчета углов наведения ствола артиллерийской установки, предлагается оценить действительность стрельбы для пролетной траектории цели с параметрами: х0 = 10000[м],х0 = -300[м/с]; у0 = 500[м],у0 = 0[м/с]; г0 = 300[м],¿0 = 0[м/с] и для углов качания корабля:
в = 14° • 8т(2п/7) - угол бортовой качки;^ = 3° • 8т(2п/9) - угол килевой качки: к = 4° • 8т(2п/30) - угол рыскания. В модели не учитывается влияние динамических ошибок привода наведения орудия, а также ошибок, которые имеют место при не совпадении частот обновления данных от систем комплекса (сопровождение, стабилизация, управление). Оценку действительности стрельбы предлагается реализовать методом статистического моделирования. В качестве опорного (идеального) решения принимаются угловые координаты наведения ствола орудия, которые рассчитываются для назначенных входных данных. Эти координаты орудия принимаются за точное направление на цель. В качестве текущего (реального) решения принимаются координаты наведения орудия, рассчитанные для тех же входных данных, но с учетом возмущающих факторов. На следующем шаге алгоритма моделирования определяются ошибки в углах наведения орудия, и рассчитывается линейный «промах» снаряда в районе нахождения цели. Если промах вписывается в габариты цели, то засчитывается попадание в цель. По результатам многократных прогонов модели добиваются статистически значимых оценок вероятности попадания в отдельных точках траектории полета. Результаты оценок вероятности попадания приведены на рисунке 6.
Вероятность попадания в габариты цели R=0.3[м •«iälv - iVf* ■ ■•< А. г?. - ■ -J -: .- • - -
м
...ЛЙ.Гч" ■ fr. . 1 *
т:
15 20 25 30 [с]
Рис. 6. Оценка вероятности попадания на пролетной траектории
В расчетах заложены следующие величины среднеквадратических отклонений ошибок: модуля ветра 7 = 1.0[м]; азимута ветра 7 = 3.0[град]; температуры воздуха 7 = 1.0[градC]; относительной плотности воздуха 7 = 1.0[%]; начальной скорости снаряда 7 = 3.0[м/с]; массы снаряда 7 = 1.0[г] ; сопровождения цели по дальности 7 = 3.0[м] , по углам 7 = 1.0[мрад]; бортовой и килевой качки 7 = 0.2[мрад], рыскания корабля 7 = 1.0[мрад]; колебания ствола, вызванные стрельбой очередью, вертикаль 7 = 1.0[мрад], горизонт 7 = 0.5[мрад]. Вероятность попадания рассчитывалась при следующих габаритах цели, - радиус диска в картинной плоскости равен 30 сантиметров. Статистика сформирована при 500 прогонах цифровой модели. На рис.6 приведены оценки вероятности попадания в цель для одиночного выстрела. Для оценки вероятности попадания очередью можно воспользоваться формулой PN = 1 - (1 - р)N , где N - длительность очереди, р - вероятность попадания одиночным выстрелом. Высокотемповая стрельба (автомат АО-18 75-83 выстрелов в секунду) предполагает короткий временной интервал продолжительности очереди. Например, короткая очередь в 25 снарядов длится 0.3[c], что дает основание считать неизменной величину р для всей очереди. Принятые допущения позволяют рассчитать количество снарядов в очереди, достаточных для попадания в габариты цели с заданной вероятностью. Так, например, на дальности цели в районе 1000[м] (на рис.6 - в районе 29-30[с] по оси времени) можно принять величину р и 0.1. Тогда стрельба с длительностью очереди в 25 снарядов сможет обеспечить достижение величины 0.9 вероятности попадания хотя бы одного снаряда в габариты цели.
Список литературы
1. Производственное объединение ТУЛАМАШЗАВОД. [Электронный ресурс] URL: www.tulamash.ru (дата обращениял 20.09.2023).
2. МР-123-02/3 «Багира», универсальная система управления огнем корабельной артиллерии. [Электронный ресурс] URL: www.arm-expo.ru (дата обращения: 20.09.2023).
3. Комплекс гидрометеорологического обеспечения (КГМО) «Сюжет-КМ». АО Научно-исследовательский институт телевидения (НИИТ). [Электронный ресурс] URL: www.niitv.ru/Сюжет-КМ (дата обращения: 20.09.2023).
4. Интегрированная малогабаритная навигационная система (ИМНС) "Кама-НС". АО РОСОБОРОНЭКСПОРТ. [Электронный ресурс] URL: http://roe kama-ns.com (дата обращения: 20.09.2023).
5. Мельников П.Н. Оценка параметров полиномиального сигнала способом апериодической фильтрации // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. №.7. С. 192-197.
6. Мельников П.Н., Сазонов А.А. Моделирование траектории полета артиллерийского снаряда // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 11. С.52 - 58.
7. Ривкин С.С. Определение параметров качки корабля с учетом деформации. Л.: изд. ЦНИИ «Румб», 1989. 116 с.
8. Зубов В.Н. Перспективные европейские малокалиберные боеприпасы воздушного подрыва с программируемыми взрывателями. Известия Российской Академии ракетных и артиллерийских наук, 2017. № 4. С. 105-114.
9. Блинов А.Д. Метеорология в артиллерии. Полная подготовка данных для стрельбы. Военное издательство министерства вооруженных сил союза ССР. Москва, 1948.
10. ГОСТ 4401-81. Атмосфера стандартная. Параметры. Издание официальное. ИПК издательство стандартов. Москва, 1981.
Мельников Петр Николаевич, канд. техн. наук, ведущмй научный сотрудник, [email protected], Россия, Москва, Национальный исследовательский университет электронной техники
ANALYSIS OF THE REALITY OF ANTI-AIRCRAFT ARTILLERY FIRING
P.N. Melnikov
The processes offormation and transformation of input errors through the algorithm of aiming an artillery antiaircraft machine gun at a moving target are analyzed. The algorithm is implemented in the digital computer system of the ship's anti-aircraft complex.
Key words: errors of anti-aircraft artillery firing.
Melnikov Peter Nikolaevich, candidate of technical science, researcher, [email protected], Russia, Moscow, National Research University of Electronic Technology
УДК 004.415.533
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-7-294-295
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФАЗЗИНГ-ТЕСТИРОВАНИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Г.Е. Панамарев, А.В. Катков, А.П. Корнаков, С.В. Луговский
В области современной разработки программного обеспечения фаззинг-тестирование является одним из ключевых инструментов, направленных на повышение уровня доверия к программному обеспечению. При этом в задачах, имеющих значительные объемы кода, часто возникают вопросы ресурсозатратности и как следствие повышения эффективности фаззинг-тестирования для сокращения времени обработки ключевых участков кода, не снижая качество показателей. В рамках статьи рассматриваются методы, направленные на повышение эффективности фаззинг-тестирования модулей ядра, а также программного обеспечения. В результате тестирования современные инструментальные средства требуют значительное количество ресурсов для обработки и анализа большого количества полученных сведений о возможных ошибках. В статье рассматриваются некоторые подходы к корреляции статистического и динамического анализа, а также направленное тестирование операционной системы Astra Linux с целью повышения его эффективности
Ключевые слова: инструментальные средства; фаззинг-тестирование; фаззинг; операционные системы; Astra Linux.
В методике ФСТЭК России «Методика выявления уязвимостей и недекларированных возможностей в программном обеспечении» [1] ключевым этапом разработки безопасного ПО является доведение его до минимального уровня доверия с использованием динамического анализа программного кода объекта, одним из методов такого анализа является фаззинг-тестирование. Как известно из источников [2, 3] использование фаззинг-тестирования является достаточно популярным и эффективным методом анализа, в следствии чего существует достаточное количество инструментальных средств для тестирования и способов повышения эффективности фаззинга.
В тестировании операционной системы Astra Linux [4] (ОС Astra Linux), разрабатываемой в ГК «Астра» и сертифицированной по наивысшему, первому уровню доверия, следует использовать наиболее современные и актуальные инструментальные средства фаззинг-тестирования. Инструмент должен учитывать особенности и специфику проверяемого ПО для достижения наибольшей эффективности.
Объектами исследования при проведении фаззинг-тестирования являются средства защиты информации (СЗИ), интерфейсы которых являются главной составляющей области атаки ОС Astra Linux. Функционирование СЗИ реализовано как в пользовательском пространстве, так и на уровне ядра ОС, с использованием подсистемы безопасности PARSEC, реализованной в модулях ядра ОС Astra Linux на основе мандатной сущностно-ролевой ДП-модели управления доступом и информационными потоками [5]. Среди программного обеспечения с открытым исходным кодом важным аспектом является защита информации в модулях аутентификации, как части системы аутентификации UNIX, дополненных собственными модулями принятия решений. Также тестируется ядро ОС и его модулей безопасности с использованием различных санитайзеров (KASAN, KCSAN и др.), что в сочетании с предложенными подходами к фаззинг-тестированию позволяет обнаруживать уникальные ошибки, не отраженные в результатах тестирования ядер ОС семейства Linux в рамках других проектов - общедоступной базы данных ошибок syzbot от компании Google [6] и Технологического центра исследования безопасности ядра Linux. Для сравнения обнаруженных своими силами ошибок с ошибками, обнаруженными в рамках syzbot используется разработанное в ГК «Астра» инструментальное средство syzStats, позволяющее с помощью графического интерфейса отбирать уникальные «падения» ядра ОС, ранее не отображенные в syzbot.
