CC BY
382. Positive research. Сборник исследований по практической безопасности. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.ptsecurity.com/upload/ptru/analytics/Positive-Research-2016-rus.pdf/ (дата обращения: 01.03.2016 г.).
3. Выявление и эксплуатация SQL инъекций в приложениях / М. Егоров. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://npo-echelon.ru/doc/echelon-SQL.pdf/ (дата обращения: 01.03.2016 г.).
МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
С СОБЛЮДЕНИЕМ ЕЁ ЦЕЛОСТНОСТИ 1 2 Субботин Н.А. , Тимохович А.С.
1Субботин Никита Андреевич - бакалавр, направление: информационная безопасность;
2Тимохович Александр Степанович - кандидат педагогических наук, доцент, кафедра безопасности информационных технологий, Институт информатики и телекоммуникаций, Сибирский государственный аэрокосмический университет им. академика М.Ф. Решетнева, г.
Красноярск
Аннотация: в статье предложены методы безопасной обработки телеметрической информации. Данные методы могут быть применены для защиты систем управления ракетно-космическими аппаратами. В статье рассматриваются программная и аппаратная структуры разработанных средств передачи данных. Ключевые слова: телеметрическая информация, фильтрация помех, демодуляция.
Для управления спутниками и мониторинга их состояния применяются контрольно-измерительные системы. В настоящее время аппаратура, используемая в контрольно-измерительных системах, исчерпала свой ресурс и морально устарела. Например, электронно-вычислительная машина (ЭВМ), обрабатывающая телеметрическую информацию и формирующая пакеты разовых команд, была создана в 80-х годах на старой элементной базе, вследствие чего ее эксплуатация и ремонт в настоящий момент затруднительны. Аналогичная ситуация с аналоговым оборудованием, осуществляющим демодуляцию телеметрической информации и модуляцию разовых команд. Это негативно влияет на показатели целостности и доступности информации и, как следствие, на её безопасность.
Одним из решений данной проблемы является поблочная модернизация контрольно-измерительных систем. Устаревшие блоки целесообразно заменять на современные программные и аппаратные решения. В частности, планируется использовать программно-аппаратные комплексы на базе персональной ЭВМ и аппаратные решения на базе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС). В некоторых предприятиях для замены ЭВМ, обрабатывающей телеметрическую информацию, в данный момент используют современную ЭВМ с установленной платой сбора данных [1]. Однако такие программные средства обработки телеметрической информации при соотношении сигнал/шум (ОСШ) [2] менее 10 дБ отбрасывают значительную часть кадров (до 100% кадров). Количество отброшенных кадров зависит от энергии и структуры помехи. Вследствие этого появляется дополнительная задача по разработке фильтра входного зашумленного сигнала.
Цель работы - модернизация устаревшего оборудования системы приема телеметрической информации. Для этого необходимо разработать методы обработки телеметрической информации для применения в создаваемых программных и аппаратных средствах.
Для полного использования ресурса существующей аппаратуры приема телеметрической информации - аналоговых демодуляторов - необходимо усовершенствовать систему приема телеметрической информации. Так как ресурс аналоговых демодуляторов ограничен, то также необходимо создать замену устаревшим блокам. Вследствие возможного изменения протоколов передачи телеметрической информации необходимо обеспечить возможность модернизации блоков приема сигнала.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
а) разработать программное средство, позволяющее выделять телеметрическую информацию из зашумленного сигнала на видеочастоте;
б) разработать алгоритм демодуляции сигнала на промежуточной частоте, пригодный для использования в аппаратном средстве на базе ПЛИС.
Алгоритм фильтрации был разбит на следующие блоки:
а) блок хранения и передачи данных;
б) блок предобработки данных - преобразует данные в формат, пригодный для хранения, и заполняет пакет метаданных;
в) блок удаления участков «тишины» из входного сигнала;
г) блок нормализации параметров сигнала - нормализация сигнала по времени и /или амплитуде;
д) блок символьной синхронизации;
е) блок детектирования - детектирует биты сигнала;
ж) блок постобработки - формирует из битов сигнал в кодировке «Манчестер II».
Также было разработано две версии алгоритма демодуляции: «быстрый» и
«медленный». Названия алгоритмов отражают скорость их работы. Более медленный алгоритм предназначен для более надежного приема сигнала.
Программно-аппаратная часть состоит из следующих компонент: космический аппарат (КА); антенно-фидерные устройства; малошумящий усилитель; демодулятор; детектор в составе ЭВМ; плата сбора данных; драйверы платы сбора данных; программное средство детектирования.
В ходе работы были выполнены следующие задачи:
а) проанализированы существующие методы обработки сигналов, алгоритмы символьной и фазовой синхронизации, детекторы сигналов;
б) разработан алгоритм символьной синхронизации для сигнала в кодировке «Манчестер II»;
в) разработан алгоритм фильтрации шумовых помех для сигнала на видеочастоте в кодировке «Манчестер II»;
г) реализовано и апробировано на сигналах с реальных объектов программное средство фильтрации телеметрической информации на видеочастоте;
д) разработаны два алгоритма цифровой демодуляции PSK сигналов на промежуточной частоте оптимизированные для использования в аппаратных средствах на базе ПЛИС;
е) произведена апробация алгоритмов цифровой демодуляции на промежуточной частоте путем моделирования.
Проект имеет экономическое и организационно-правовое обоснования. При испытаниях было установлено, что ОСШ понижен до 23%, что значительно усиливает свойства безопасности информации, циркулирующей в данной системе.
Список литературы
1. Пути повышения надежности и качества программного обеспечения в
космической отрасли / Тюгашев А.А., Ильин И.А., Ермаков И.Е. // Управление
большими системами. [Электронный ресурс]. Выпуск 39. М.: ИПУ РАН, 2012. С.
288 - 299. Режим доступа:
10
http://ubs.mtas.ru/archive/search_results_new.php?publication_id=18862/ (дата
обращения: 06.09.2016). 2. Клоковский Д.Д. Теория электрической связи. Учебник для вузов. М.: Радио и связь, 1998.
РОТОРНО-ЛЕПЕСТКОВЫЕ ТЕПЛОВЫЕ МАШИНЫ
Котов В. М.
\ Ц
Котов Владимир Михайлович - начальник отдела, Национальный ядерный центр Республики Казахстан, г. Курчатов, Республика Казахстан
Аннотация: рассмотрены роторно-лепестковые машины, обеспечивающие эффективное снижение механических потерь в сравнении с поршневыми и турбо-машинами. Приведены характеристики разработанного варианта двигателя внутреннего сгорания мощностью 50 кВт, двигателя с внешним подводом тепловой энергии на примере солнечной электростанции. КПД этих двигателей на уровне ~55%.
Показана возможность работы роторно-лепестковой машины в качестве теплового насоса при обогреве и кондиционировании помещения с отбором тепла от воздуха атмосферы при изменении ее температуры от минус 50 оС до плюс 45°С. Показаны преимущества роторно-лепесткового двигателя при использовании на АЭС малой мощности с газовым теплоносителем, возможности использования роторно-лепесткового двигателя в различных комбинациях двигателей. Ключевые слова: роторно-лепестковый механизм, двигатель внутреннего сгорания (ДВС), коэффициент полезного действия (КПД), потери энергии, солнечный нагреватель.
Введение
Начало развития тепловых машин было положено еще в 18 веке на основе поршневых машин. За многие десятилетия развития они стали достаточно эффективными. КПД преобразования тепловой энергии в механическую вырос от единиц процентов до нескольких десятков процентов. Появились различные виды таких машин - двигатели и тепловые насосы. Главное - появилось научное обоснование процессов, понимание возможностей их совершенствования.
Однако, теоретические возможности преобразования тепловой энергии в механическую существенно расходятся с достижимыми на практике, несмотря на большие вклады в совершенствование объектов техники и заложенных в них технологий. Так, принимая реальные температуры циклов ДВС можно было бы ожидать КПД на уровне до 60-70%, а они находятся на уровне 30% у массовых
