CC BY
32
что общее число объектов подобного рода (поперечником более 1 см) достаточно неопределенно и может достигать 60 000 - 100 000. Из них только порядка 10 % (около 8600 объектов) обнаруживаются, отслеживаются и каталогизируются наземными радиолокационными и оптическими средствами и только около 6 % отслеживаемых объектов — действующие. Около 22 % объектов прекратили функционирование, 17 % представляют собой отработанные верхние ступени и разгонные блоки ракетоносителей, и около 55 % — отходы, технологические элементы, сопутствующие запускам, и обломки взрывов и фрагментации.
Большинство этих объектов находится на орбитах с высоким наклонением, плоскости которых пересекаются, поэтому средняя относительная скорость их взаимного пролета составляет около 10 км/с. Вследствие огромного запаса кинетической энергии столкновение любого из этих объектов с действующим космическим летательным аппаратом может повредить его или даже вывести из строя. Примером может послужить первый случай столкновения искусственных спутников: Космос-2251 и Iridium 33, произошедший 10 февраля 2009 года. В результате оба спутника полностью разрушились, образовав свыше 600 обломков.
Наиболее засорены те области орбит вокруг Земли, которые чаще всего используются для работы космических аппаратов. Это НОО, геостационарная орбита (ГСО) и солнечно-синхронные орбиты (ССО). Вклад в создание космического мусора по странам: Китай — 40 %; США — 27,5 %; Россия — 25,5 %; остальные страны — 7 %.
2. Методы защиты и уничтожения космического мусора.
Эффективных мер защиты от объектов космического мусора размером более 1 см в поперечнике практически нет. Эффективных практических мер по уничтожению космического мусора на орбитах более 600 км (где не сказывается очищающий эффект от торможения об атмосферу) на настоящем уровне технического развития человечества не существует. Хотя в ряду других рассматривался, например, проект спутника, который будет искать обломки и испарять их мощным лазерным лучом или наземный лазер, который должен тормозить облом-
ки для входа и последующего сгорания их в атмосфере. Вместе с тем актуальность задачи обеспечения безопасности космических полетов в условиях техногенного загрязнения околоземного космического пространства (ОКП) и снижения опасности для объектов на Земле при неконтролируемом вхождении космических объектов в плотные слои атмосферы и их падении на Землю стремительно растет. Поэтому в обеспечение решения этой проблемы международное сотрудничество по проблематике «космического мусора» развивается по следующим приоритетным направлениям:
Математическое моделирование «космического мусора» и создание международных информационных систем для прогноза засоренности ОКП и её опасности для космических полетов, а также информационного сопровождения событий опасного сближения КО и их неконтролируемого входа в плотные слои атмосферы.
Экологический мониторинг ОКП, включая область геостационарной орбиты (ГСО): наблюдение за «космическим мусором» и ведение каталога объектов «космического мусора».
Разработка и внедрение мероприятий, направленных на снижение засоренности ОКП.
Разработка способов и средств защиты космических аппаратов от воздействия высокоскоростных частиц «космического мусора».
Поскольку большинство мер по уменьшению засорения прямо или косвенно затрагивает вопросы формирования облика и конкурентоспособности перспективной космической техники и сопряжены со значительными затратами по проектам её модернизации, перспективные общие нормативы и стандарты по засоренности ОКП необходимо принимать взвешенно и на глобальной основе. В то же время поскольку экономически приемлемых методов очистки космического пространства от мусора пока не существует, основное внимание в ближайшем будущем будет уделено мерам контроля, исключающим образование мусора, таким как предотвращение орбитальных взрывов, сопутствующих полету технологических элементов, увод отработавших ресурс космических аппаратов на орбиты захоронения, торможение об атмосферу и т. п.
ЛИТЕРАТУРА
1. Technology and Command: Implications for Military Operations in the Twenty-First Century William B. McClure, July 2000
2. Космический мусор и его коллеги — И. Чёрный // «Новости космонавтики», №10, 2014 г.
3. Артемов И.И. Дислокационная модель фреттинг-усталости в условиях вибрационного нагружения металла / Артемов И.И., Кревчик В.Д. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2004. № 5. С. 42-45.
4. Горячев Н.В. К вопросу реализации метода автоматизированного выбора системы охлаждения / Горячев Н.В., Кочегаров И.И., Юрков Н.К. // Алгоритмы, методы и системы обработки данных. 2013. № 3 (25). С. 16-20.
5. Артемов И.И. Акустическая эмиссия в условиях "скрытого" подрастания микротрещин / Артемов И.И., Кревчик В.Д. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2005. № 4. С. 92-95.
6. http://www.independent.co.uk/news/science/space-debris-orbiting-earth-to-be-targeted-with-giant-lasers-fired-from-australia-9181280.html
УДК 621.396.98.004.1 Евтушенко О.А.
«НИИ аэронавигации» ФГУП ГосНИИ ГА, Москва, Россия
ПЕРЕДАЧА СООБЩЕНИЙ АЗН ПО ЛИНИЯМ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ИЗ НЕСКОЛЬКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ
Введение
При передаче информации с борта воздушного судна на её качество влияют ряд факторов, которые можно подразделить на внешние факторы и на факторы, связанные непосредственно с используемым при УВД с АЗН оборудованием .
К внешним эксплуатационным факторам, влияющим на качество функционирования средств связи [5], относятся характеристики помеховой обстановки, такие как виды помех, воздействующих на них в процессе эксплуатации:
- интенсивность помех,
- вероятностные и корреляционные характеристики помех,
- степень изменчивости этих характеристик,
- характеристики динамических воздействий, влияющих на качество функционирования оборудования, при размещении связного оборудования на ВС.
Характеристики атмосферных помех зависят от географии места, времени суток и года. Что касается индустриальных помех (ИП), то здесь решающим фактором являются и степень индустриализации района и высоты точки приема сигнала [1].
К факторам, связанным непосредственно с используемым при УВД с АЗН связного оборудования, относятся такие факторы как [6] неидеальность характеристик его элементов, в первую очередь аналоговых; замена объекта измерения их цифровыми эквивалентами при использовании цифровых методов обработки информации и производительность используемых вычислительных средств.
В этом случае ошибка, которая не искажает итоговый результат, может быть одного из двух видов: 1 — 1 — 1 или 1 — 0 — 1.
Введём обозначение:
Программа внедрения вещательного автоматического зависимого наблюдения (АЗН-В) в РФ [4] является важным шагом по созданию системы управления воздушным движением на принципиально новых принципах, существенно повысить безопасность полетов, особенно в нижнем воздушном пространстве. Этот документ учитывает интересы всех пользователей воздушного пространства.
Реализация программы позволит на принципиально новом уровне решать такие задачи как обеспечение ситуационной осведомленности экипажей ВС, создание эффективных систем предотвращения столкновений, повышение качества систем поиска и спасания, других важных приложений.
Для успешной реализации этой программы необходимо обеспечить надёжную работу линии передачи данных из нескольких составляющих.
Передач сообщений различной длины по линии передачи данных из нескольких составляющих
Представляется интересным разобрать ситуацию передачи данных по каналу связи, состоящему из двух составляющих. Предположим, что информационное сообщение состоит из двух символов 1 или 0. При этом следует заметить, что в этом случае две ошибки при передаче сообщения могут дать в результате верный результат [2,3]. Например, (10) ^ (01) ^ (10) или (11) ^ (00) ^ (11). Рассмотрим
каждую из этих ситуаций более подробно:
1) (10). Различные варианты ошибок, которые не искажают правильный результат:
(10)^(01)^(10) , p1 = e2S2 ; (10)^(11)^(10) , p2 = (1 -e)2eS; (10)^(00)^(10) , p3 =s(1 -S)S(1 -S).
Последовательность символов (10) передаётся верно со следующей вероятностью:
P = (eS)2 + eS(1 -e)2 + eS(1 -S)2 + (1 -e)2(1 -S)2 .
2) Для набора (11), применив такую же последовательность действий, имеем:
P2 = (eS)2 +eS(1 -e)2 +eS(1 -e)2 + (1 -e)2(1 -e)2 .
3) (00).
P3 = (eS)2 +eS(1 -e)2 +eS(1 -S)2 + (1 -S)2(1 -S)2 .
4) (01).
P4 = (eS)2 +eS(1 -e)2 +eS(1 -S)2 + (1 -e)2(1 -S)2 .
Вероятность события, заключающегося в правильной передаче информационного сообщения, состоящего из двух символов, находится по следующей формуле:
P = min{PlsP?,P3,P4}, Рош = 1 -P.
Для ситуации, когда 1 или 0 передаются с одинаковой вероятностью ошибки, будет иметь следующий вид: „2/, Ч2
P121
вероятность правильной передачи сообщения вида (10), 21
Р2 - вероятность правильной передачи сообщения вида (11), 21
Рз - вероятность правильной передачи сообщения вида (00), 21
р4 - вероятность правильной передачи сообщения вида (01).
Вероятность правильной передачи сообщения по каждой ситуации находится по формуле:
Р,21 = Р<((1 -е)2 + З), , = 1,...,4. ,
где р, - вероятность события
верной передачи
первых двух символов.
б) последний символ в последовательности 0. В этом случае ошибка, которая не искажает итоговый результат, может быть одного из двух видов: 0 — 0 — 0 или 0 —^ 1 — 0.
В этом случае вероятность правильной передачи сообщения по каждой ситуации находится по
формуле: р,20 = р1 ((1 — З)2 + еЗ),, = 1,...,4.
Таким образом, для всей системы сообщение из трёх символов передаётся верно со следующей
вероятностью: Р = шт{р21, р20 },, = 1,...,4.
Вероятность неверной передачи находится по следующей формуле: Рош = 1 — Р.
Для сообщения из произвольного числа симво-
лов: где
: P = min{p(n-1)1, p(n-1)0}, / = 1,...,2Я-1
р(и—1)1 = р ((1 — е)2 + еЗ), р(и—1)0 = р ((1 — З)2 + еЗ),
р - вероятность верной передачи сообщения из предыдущих символов.
Вероятность неверной передачи находится по следующей формуле: Рош = 1 — Р.
Результаты вычислений для последовательностей различной длины приведены в таблице.
Предельная вероятность ошибки
для одного символа Таблица 1
формула
P = e4 + 2e2 (1 -e)2 +(1 -e)4
Для последовательности из трёх двоичных символов вероятность события, заключающегося в её правильной передаче, находится следующим образом:
а) последний символ в последовательности 1.
Длина последовательности n = Предельная вероятность ошибки для одного символа e = S
2 2,5-10-7
3 1,7-10-7
4 1,25-10-7
5 1-10-7
Можно сформулировать следующий результат: необходимая вероятность правильной передачи 1 или 0 из сообщения имеет линейную зависимость от его длины. Таким образом, рекомендуется по возможности снижать длину сообщения, одновременно уменьшая число последовательных звеньев в канале связи.
ЛИТЕРАТУРА
1. Баранова А.В., Ямпурин Н.П. Методы оценки надёжности информационных систем. - Труды Международного Симпозиума " Надёжность и качество ", Пенза, 2014.
2. Затучный Д.А. Вероятность ошибки при передаче информации по цифровому каналу связи.- Научный Вестник МГТУ ГА, серия "Радиофизика и радиотехника", №112, 2007.
3. Затучный Д.А. Оценка вероятности безотказной работы при передаче информации.- Научный Вестник МГТУ ГА, серия "Навигация и УВД", №198, 2013.
4. Петрянин Д.Л., Юрков Н.К. Сжатие текстовых данных. - Труды Международного Симпозиума " Надёжность и качество ", Пенза, 2014.
5. Северцев Н.А., Бецков А.В., Лончаков Ю.В. Методология использования динамической системы специального назначения для обеспечения безопасности. - Труды Международного Симпозиума " Надёжность и качество ", Пенза, 2014.
6. Хоруженко О.В. Минимизация информационной избыточности при использовании кодов для обнаружения ошибок в каналах передачи данных телекоммуникационных систем. - Труды Международного Симпозиума " Надёжность и качество ", Пенза, 2011.
