CC BY
50Системы управления, космическая навигация и связь
УДК 621.391
АНАЛИЗ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ПОМЕХОЗАЩИЩЁННОСТИ ИНТЕРФЕЙСА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ГЛОБАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СПУТНИКОВОЙ
СИСТЕМЫ «ГЛОНАСС»
Д. В. Орёл, А. В. Ашихина
Северо-Кавказский федеральный университет Российская Федерация, 355000, г. Ставрополь, просп. Кулакова, 2а. Е-mail: [email protected]
Проведен анализ путей повышения помехозащищённости интерфейса потребителей глобальной навигационной спутниковой системы «ГЛОНАСС» и сделаны выводы об их эффективности.
Ключевые слова: глобальная навигационная спутниковая система, помехозащищенность интерфейса потребителей, навигационный сигнал.
ANALYSIS OF WAYS TO ENHANCE NOISE IMMUNITY OF GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM "GLONASS" USER INTERFACE
D. V. Orel, A. V. Ashikhina
North-Caucasus Federal University 2A, Kulakova prosp., Stavropol, 355000, Russian Federation. Е-mail: [email protected]
The article provides the analysis of ways to enhance noise immunity of global navigation satellite system "GLONASS" user interface and conclusions on their effectiveness.
Keywords: global navigation satellite system, noise immunity of user interface, navigation signal.
В настоящее время идёт активное развитие отечественной ГНСС «ГЛОНАСС», и в ближайшие годы будут разрабатываться новые поколения навигационных космических аппаратов (НКА), обеспечивающих расширенный набор навигационных сигналов с кодовым разделением каналов открытого и ограниченного доступа [1]. Поэтому, по мнению авторов, целесообразно создать на основе ГНСС «ГЛОНАСС» сервис, предназначенный для специальных потребителей, относящихся к критической инфраструктуре, который бы обеспечивал навигационный сигнал с повышенной помехозащищённостью [2].
Целью настоящей работы является анализ путей повышения помехозащищенности интерфейса потребителей ГНСС «ГЛОНАСС».
Можно выделить следующие методы повышения помехозащищённости интерфейса потребителей ГНСС «ГЛОНАСС» [3; 4]:
- увеличение мощности навигационного сигнала;
- повышение энергетической скрытности навигационного сигнала;
- повышение структурной скрытности навигационного сигнала;
- повышение информационной скрытности навигационного сигнала;
- подтверждение подлинности навигационного сигнала.
Увеличение мощности навигационного сигнала НКА ГНСС малоэффективно, поскольку НКА находятся на существенном удалении от земной поверхности (высота орбит НКА составляет 19 000-22 000 км), а диаграмма направленности антенной системы дос-
таточно широка (каждый НКА излучает навигационный сигнал приблизительно на 38 % площади поверхности Земли).
Повышение энергетической скрытности навигационного сигнала можно обеспечить за счёт расширения их спектра. Данная мера также малоэффективна, поскольку модель движения орбитальной группировки НКА известна всем категориям потребителей. В таком случае злоумышленник сможет организовать автоматическое сопровождение НКА средствами радиомониторинга для разведки всех излучаемых навигационных сигналов [5] методом пространственной селекции.
Повышение информационной скрытности навигационного сигнала путём шифрования навигационного сообщения и методы подтверждения подлинности навигационного сигнала позволяют защитить интерфейс пользователей в случае организации подмены навигационного сигнала. Однако эти методы не позволяют защититься от подавления навигационного сигнала имитирующими помехами.
Повышение структурной скрытности навигационного сигнала направлено на повышение априорной неопределённости параметров навигационного сигнала и достигается за счёт манипулирования ими [6]. Метод позволяет на единой алгоритмической основе одновременно защититься от подмены навигационного сигнала и подавления его имитирующими помехами.
На основе проведённого анализа можно сделать вывод, что наиболее эффективным методом повышения помехозащищённости интерфейса потребителей
Решетневские чтения. 2015
ГНСС «ГЛОНАСС» является метод повышения структурной скрытности навигационного сигнала, так как он позволяет обеспечить одновременно защиту навигационного сигнала от подавления имитирующими помехами и подмены.
Библиографические ссылки
1. Инновация: ГЛОНАСС. Стратегии развития / Ю. М. Урличич, В. А. Субботин, Г. Г. Ступак, В. З. Дворкин, А. А. Поваляев, С. Н. Карутин // Спутниковая навигация и КВНО. Обзор по материалам СМИ. № 2. ИАЦ ЦНИИмаш, 2011. С. 18-22.
2. Орёл Д. В. Введение в состав спутниковых навигационных радиосигналов нового сигнала с повышенной структурной скрытностью // Труды СевероКавказского филиала Моск. техн. ун-та связи и информатики. Ростов н/Д : ПЦ «Университет» СКФ МТУСИ, 2010. С. 246-249.
3. Жук А. П., Орёл Д. В. Оценка корреляционных свойств кодов Голда средствами Matlab и Simulink // Труды Северо-Кавказского филиала Моск. техн. ун-та связи и информатики. Ростов н/Д : ПЦ «Университет» СКФ МТУСИ, 2009. C. 107-108.
4. Scott Logan. Spoofs, Proofs and Jamming // Inside GNSS. 2012. № 5. P. 42-53.
5. Дятлов А. П., Кульбикаян Б. Х. Радиомониторинг излучений спутниковых радионавигационных систем. М. : Радио и связь, 2006. 270 с.
6. Основы теории скрытности : учеб. пособие / З. М. Каневский, В. П. Литвиненко, Г. В. Макаров,
Д. А. Максимов ; под ред. З. М. Каневского. Воронеж : Изд-во ВГУ, 2006. 197 с.
References
1. Innovation: GLONASS. Development strategy / U. M. Urlichich, V. A. Subbotin, G. G. Stupak, V. Z. Dvorkin, A. A. Povalyaev, S. N. Karutin. // Satellite navigation and CTNP. Publications review, № 2. IAC TSNImash, 2011. Pp. 18-22.
2. Orel D. V. The introduction of new satellite radio navigation signal with increased structural secrecy. // Proceedings of the North-Caucasian branch of the Moscow Technical University of Communications and Informatics. Rostov-on-Don: PC «University» NCB MTUCI, 2010. Pp. 246-249.
3. Zhuk A. P., Orel D. V. Evaluation of the Gold codes correlation properties by Matlab and Simulink // Proceedings of the North-Caucasian branch of the Moscow Technical University of Communications and Informatics. Rostov-on-Don: PC «University» NCB MTUCI, 2009. Pp. 107-108.
4. Scott Logan. Spoofs, Proofs and Jamming // Inside GNSS, № 5, 2012. Pp. 42-53.
5. Dyatlov A. P., Kulbikayan B. H. Radio monitoring of satellite radio navigation signals. M. : Radio and Communications, 2006. 270 p.
6. Basic theory of secrecy: Textbook for students / Z. M. Kanevsii, V. P. Litvinenko, G. V. Makarov, D. A. Mak-simov. Ed.: Z. M. Kanevsii. Voronezh : VSU, 2006. 197 p.
© Орёл Д. В., Ашихина А. В., 2015
УДК 681.51
СИСТЕМА ОГРАНИЧЕНИЯ ВЕКТОРА УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
В. И. Петунин
Уфимский государственный авиационный технический университет Российская Федерация, 450000, г. Уфа, ул. Карла Маркса, 12. E-mail: [email protected]
Рассматривается задача ограничения вектора угловой скорости летательного аппарата. Показано, что эффективным средством решения данной задачи является включение автоматов ограничений в три канала системы управления.
Ключевые слова: система автоматического управления, автомат ограничения, алгебраический селектор, летательный аппарат.
SYSTEM OF RESTRICTION OF THE VECTOR OF AIRCRAFT ANGULAR SPEED
V. I. Petunin
Ufa State Aviation Technical University 12, Karla Marksa Str., Ufa, 450000, Russian Federation. E-mail: [email protected]
The problem of restriction of aircraft angular speed vector is studied. It is shown that to solve this task effectively it is necessary to include automatic restrictions into three channels of a control system.
Keywords: automatic control system, automatic restriction, algebraic selector, aircraft.
При проектировании системы автоматического управления (САУ) летательного аппарата (ЛА) необходимо учитывать допустимые пределы изменения параметров движения ЛА [1].
Для построения САУ с автоматами ограничений параметров ЛА можно использовать логические устройства, реализующие алгоритмы алгебраического селектирования каналов [2; 3].
