CC BY
72
5. Сулейменова А.Х., Ырыскелди Н.Г., Ергалиев Д.С., Ибилдаев Б.К., Мерили Н.А. Программное обеспечение для предварительного расчета системы энергоснабжения космического аппарата дистанционного зондирования Земли (KAZSAT-3). Надежность и качество. Труды международного симпозиума. г.Пенза, РФ - 23 -31 мая 2016 г., №2, С. 235-237.
6. Ергалиев Д.С., Нурлыбай Д.Н., Сериков Н.С. Проектный облик студенческого наноспутника ЕНУ. Надежность и качество. Труды международного симпозиума. 23 -31 мая 2016 г., №2, С. 224-226.
УДК 528.8.041.73
Сакенов Ж. К., Ракишев Ж. Б., Керимбай Н.Н., Ергалиев Д. С.
Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Астана, Казахстан
ЦИФРОВОЙ КАЗАХСТАН: АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ - GNSS
В связи с ростом потребности и применения глобальных навигационных спутниковых систем во всех отраслях экономики, проводится анализ технических параметров GNSS. В статье внимание акцентировано на тенденцию развития систем, которые обеспечивают высокоскоростные высокоточные сигналы. Проделан анализ расчет для расширения уже существующих параметров GNSS, целью, которого является обеспечениеболее точного позиционирования GNSS для дальнейшего применения в решении задач ГИС и геодезии Ключевые слова:
ГЛОБАЛЬНЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ (GNSS), СИСТЕМА ГЛОБАЛЬНОГОПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ (GPS), GLONASS, GALILEO, ГЕОДЕЗИЯ, ТЕХНОЛОГИЯ, МОДЕРНИЗАЦИЯ
Развитие спутниковых технологий нам даёт много новых возможностей, но и требует разработки специальных методик измерений и обработки данных. В настоящее время рынок GNSSразвивается колоссальными темпамии охватывает всесектора современных экономик. Развитие и расширения проходят через глубокие и быстрые сдвиги. Это в свою очередь обусловлено тем, что глобальные навигационные мировые рынки находятся в фазе быстрого роста. Общий термин GNSS в настоящее время используется для охвата двух операционных систем: глобальная система позиционирования США (GPS) и Российский (GLONASS). ПервоначальноGNSSпредна-значено для военного использования, но в последние годы гражданское использование GNSSбыстро растет [1]. На глобальные изменения в сфере IT-технологии, обращают внимание и на государственном уровне Казахстане. В частности, в послании ПрезидентаРеспублики Казахстан Н.А. Назарбаев акцентировал внимание принятию комплексной программы «Цифровой Казахстан» [2].
Непосредственный позитивный эффект подобного процесса выражается в инновациях в данной сфе-реGNSS: появлении на рынке новых навигационных продуктов и услуг, обладающих высокой потребительской ценностью, а также новых рыночных возможностей для консолидированных лидирующих предприятий (к примеру, поглощение фирмы De-lorme, специализирующейся на индивидуальных трекинго-вых устройствах, компанией Garmin - одним из крупнейших производителей навигационной техники). Технологии GNSS используются во всем мире. По статистическим данным в 2016 году насчитывалось 5 млрд. устройств на инновационной основе с потенциальным увеличением до 8 млрд. в 2020 году (в среднем одно устройство на человека) [3]. На рынке и в разработки технологии в сфере GNSS лидирующие позиции с большими финансовыми вложениями занимают США, следом идут Россия, ЕС, Великобритания, Китай и Индия.
Именно система спутниковой навигации обеспечивает GPS-позиционирование во всем мире, а потому имеет наиболее большое значение для современных операций, который охватывает весь спектр в современном, цифровом мире. Для проведения точных операций в любой отрасли, где использу-ютсяGNSSв режиме реального времени, требуется точная информация. Естественно, главную роль здесь играют GPS/GNSS-устройства, необходи-мыепри передаче сигналов со спутников на Землю.
Процесс разработки GNSS подразделяется на четыре этапа: первый этап - экспериментальная строительная сцена (GPS I); второй этап - строительства инфраструктуры (GPS II); третийэтап -строительства дополнений (система расширенного охвата (WAAS), местная область Система увеличения (LAAS) и четвертый этап построения архитектуры (GPS Ш).Современные этапы строительства архитектуры отвечают потребностям военных и гражданских пользователей, рассматривают совместимость с несколькими GNSS, разрабатывают базовую систему GNSS и в целом и подчеркивает политику, законодательство, стандарты и индустри-
ализацию GNSS-Существующие технологии были разработаны для устаревших GPS, а новейшие системы не зависят друг от друга. Единого определения и стандарта нет. Применение глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS) для наук о Зем-лемногочисленны. Международная служба GNSS (IGS), правительственные учреждений, университетов и научно-исследовательских учреждений, играет все более важную роль в научных и инженерных работах, связанные с GNSS.
С внедрением новых гражданских сигналов в GPS, модернизацииGlonass, а также разработку других глобальных навигационных спутниковых систем, таких как Galileo и Compass, а также дополнительные региональные системы наложения IGS (International GPSServiceforGeodynamics) сталкивается с изменениями [4]. Необходимо, чтобы были полностью проанализированы последствия и что новые факторы, влияющие на его деятельность, должным образом учитывались при стратегическом планировании IGS-Все известные системыGNSS имеют некоторые определенные преимущества, но и недостатки, к примеру, многоканальная корреляционная функция. На наш взгляд, все известные приемники, имеют проблемы с этим: либо потому, что приемник не подлежит безопасности, и потенциально ненадежный [5]. Конечно, есть многопиковые, но по очень значительной цене с большой степенью точ-ности.Расширение спектра приложений для приемников GNSS приводит к их внедрению на многие аспекты повседневной современной жизни. Количества приложений GNSS и их космические пользователи также увеличиваются. ВСША уже начали кампанию по модернизации GPS с двумя блоками IIIR-Мспутников в настоящее время. Модернизация GPS направлена на улучшение существующей системы путем трансляциидополнительных военных и гражданских сигналы. Это предназначено для удовлетворения растущегогражданского спроса на высокоточные двухчастотные системы [6]. В конкуренции в области технологии GNSS, не отстают и европейская система Galileo [7]. Это новое поколение GNSS предоставляет больше спутников, передающих рядвысокоскоростные высокоточные сигналы с точной эфемеридой и целостностьюмониторинга. Новые сигналы обеспечивают высокую производитель-ностьпреимущества перед существующими системами [8]. В тройку лидеров входит и Россия, принимающая комплекс мер для расширения и модернизации собственных систем [9].
В казахстанской космической отрасли так же проводится работы по создание и развитие космической инфраструктуры. В штатном режиме функционирует национальные спутники «KazSat-2», «KazSat-З». Приняты и реализуются проекты по созданию системы высокоточной спутниковой навигации (СВСН)[10]. В будущем становится актуальным, расширение уже существующих систем GNSS, а также улучшение высоко точности приборов.
В данной работе сделан акцент на технологии, которые позволяют расширить существующие системы GNSS. На этапе построения архитектуры необходимо переопределить архитектуру технологий расширения GNSS. Будущие системы должны быть построены
для улучшения базовой производительности GNSS-Существуют технологии увеличения GNSS, целью которых, является удовлетворение повышенных требований к производительности пользователя высокого уровня. Некоторым пользователям высокого уровня требуется дециметровая и сантиметровая точность позиционирования, и эти требования не могут быть предоставлены текущей GNSS.
Объектами расширения являются базовой GNSS, включая GPSII, модернизированную GPS, ГЛОНАСС, Galileo, региональную систему COMPASS и GPSIII,
Анализ различных
модернизированную глобальную систему GLONASS, Galileo + и COMPASS для удовлетворения требований к позиционированию, навигации и временному обслуживанию. Производительность созвездия, погрешность пользовательского диапазона (URE) и производительность контроля целостности различны для разных GNSS и для разных этапов строительства. Точность, целостность, непрерывность и доступность на разных уровнях показана в (табл. 1).
Таблица 1
характеристик GNSS
Созвездие Точность Целостность Заметки
GPS Старый GPS II 2 4 спутника URE 8 м Положение> 10 м Слабый
Модерн-ый GPS II 30 спутника URE ~ 1 м Положе-ние<10 м Улучшенный, нонеспецифический
GPS III 30 спутника URE <1 м. Положение-1 м Cat I
GLONASS Старый GLONASS 2 4 спутника Сравнительно с со старым GPSII
Модерн-ый GLONASS 2 4 спутника Сравнительно с модернизированным GPSII
Galileo 30 спутника URE <1 м Положение 3 ~ 5 м Глобальная служба SOL (CatI) трансляция MHOI / Nav TTA: 6 с Риск: 2E-7/150 с Galileo + Дополнительное-улучшения
COMPASS Регио-наль-наясистема 12спут-ника URE ~ 2 м. Положение ~ 10 м Система дополнений интегрирована в базовый GNSSTTA: 6sRisk: 2E-7 / подход (CatI)
Глобальная система 30 спутника Сравнительно с Galileo и GPSIII
Цели увеличения показывают, что требования к точности увеличения могут быть разделены на два класса: уровень 1 м и уровень <1 м (включая де-циметри сантиметр). Требования к целостности расширения можно разделить на два класса: уровень Cat I (TTA 6 с, риск 1Е-7/подход) и лучше уровня Cat I (TTA 2 с, риск 1E-9/15 с). Требования к непрерывности и доступности дополнений соответствуют требованиям к целостности. Кроме того, пользователи уровня 1 м высоки в реальном времени, а также требования к их целостности, непрерывности и доступности. Пользователи уровня <1 м медленно работают в режиме реального времени, а требования к их целостности, непрерывности и доступности относительно низки.
Объекты увеличения показывают: на ранних этапах, для устаревших GPS и ГЛОНАСС, созвездия состоят из 24 спутников, точность положения составляем 10 м, а эффективность целостности слабая. Таким образом, для повышения производительности необходимы технологии увеличения и дополнения. На этапе модернизации, для модернизированного GPSII, Galileo, модернизированного ГЛО-НАСС и т. д., созвездия состоят из 30 спутников, точность положения составляет <10 м и шаг за шагом приближается к 1 м уровня, эффективность целостности улучшена и приближается к Cat I, но цели эффективности этих систем неспецифичны. В архитектуре, для глобальной системы GPSIII, Galileo + и COMPASS, созвездия состоят из 30 спутников, эти системы совместимы, точность положения составляет 1 м, а производительность целостности достигает производительности Cat I.
Расширение и дополнения технологий уже суще-ствующихGNSSможно определить со следующими принципами: 1) Точность 1 м и качество целостности Cat I будут обеспечиваться базовой GNSS в качестве первого слоя в глобальном охвате и системой расширения области, которая создается какой-либо страной или организацией как второй уровень в
региональном охвате; 2) Производительность точности <1 м будет обеспечиваться локальной системой точного позиционирования, построенной каждой страной или организацией; 3) Эффективность, непрерывность и доступность будет обеспечена тем, в котором созвездие состоит из 30 спутников и совместимости созвездий.
Из определения технологической архитектуры базовая система GNSS и система расширения независимы, а также объединены и отражают многопользовательскую архитектуру. Разработка базовой системы GNSS и системы дополнений может относиться к этой архитектуре, чтобы поэтапно реализовать функциональную совместимость в аспектах проектирования, реализации техники, стандарте приложения и т. д.Система дополнений GNSS уже сформировали свое определение и были построены. Для обеспечения точности 1 м и целостности Cat I необходимо изучить следующие вопросы: Как определить соответствующий стандарт производительности, такой как геометрия созвездия и SIS URE? Как интегрировать технологии мониторинга целостности системы и мониторинга целостности SAIM и ISL?
Классификация определения базовых систем GNSS и систем расширенияпостроенных разными странами или организациями показано в (Табл.2). Для реализации комплексной программы «Цифровой Казахстан» необходимо построить собственную систему по существующему стандарту. Интегрировать систему расширенной зоны и систему точного позиционирования в широком диапазоне.
Сегодня многие страны разрабатывают локальные системы точного позиционирования и локальные системы повышения целостности для устаревшегоGPS. В перспективе Казахстан позиционировать, как государство с развитой космической отраслью, то необходимо продолжит работы над разработкой и постройкой собственной базы для мульти-GNSS.
Таблица 2
Существующие технологии расширения GNSS
ЛИТЕРАТУРА
1. Research and Markets, "World Global Positioning Systems Market Forecast (2006-2008)", Available at: http://www.researchandmarkets.com. Accessed in December, 2006
2. Послание Президента Республики Казахстан Назарбаева Н.А. от 10 января 2018. - Астана.
3. Дедов А. В. Обзор и перспективы развития мирового рынка ГНСС//Общество: политика, экономика, право. 2017. №1. С.67-70
4. Павел Ю. GPS - большой и серьезный// "Компьютерра". 2004. №45. С. 52-56
5. Fine P., Wilson W., "Tracking Algorithm for GPS Offset Carrier Signals",Proceedings of ION-1999. National Technical Meeting. Institute of Navigation. 1999, January. Pag. 671-676
6. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. В двух томах. Т. 1. Монография: ГОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия». - М.: ФГУП «Картгео-центр», 2005. - 334 с.: ил.
7. Pavel K., Frantisek V., Libor S., Petr K. Galileo Receiver Core Technologies/Journal of Global Positioning Systems. 2005, Vol. 4, № 1-2. Pag. 176-183
8. Chen, W. and Ochieng W. Y. Galileo - European Global Navigation Satellite System// Journal of Geospatial Engineering, Vol. 2. - 2000. №2, 15-20.
9. Басманов А. В., Горобец В. П., Забнев В. И., Зубинский В. И., Ощепков И. А., Побединский Г. Г., Сермягин Р. А., Столяров И. А. О Создании сетевой информационно-технологической инфраструктуры
геодезического обеспечения Российской Федерации//Интерэкспо Гео-Сибирь. 2016. №Без номера. С.90-106
10. Мусабаев Т. Решая стратегические задачи//Космические исследования и технологии. - Алматы. 2013. №1. С.2-7.
11. Сулейменова А.Х., Ырыскелди Н.Г., Ергалиев Д.С., Ибилдаев Б.К., Мерили Н.А.Программное обеспечение для предварительного расчета системы энергоснабжения космического аппарата дистанционного зондирования Земли (KAZSAT-3). Надежность и качество. Труды международного симпозиума. г.Пенза, РФ - 23 -31 мая 2016 г., №2, С. 235-237.
12. Тулегулов А.Д., Д.С., Мусагулова Ж.С., Нысанбаева А.Б.Геометрические искажения и геометрическая коррекция спутниковых снимков. Надежность и качество-2 013: Международный симпозиум.- Пенза, 2013., том 1. - С.359-361
UDC 004.896
Moldamurat K., Kalmanova D., YergaliyevD., Beybithan T.
Eurasian National University named after. L.N. Gumilyova, Astana, Kazakhstan
INTELLIGENT MECHANISM OF HINDING CRYPTOGRAPHICALLY PROTECTED COMMUNICATION CHANNEL
В статье обсуждаются подходы и методы использования искусственного интеллекта при взломе криптографически защищенного канала связи. В настоящее время данная проблема является весьма актуальной. Весьма вероятно, что в дальнейших исследованиях будут раскрыты новые способы использования методов искусственного интеллекта в области информационной безопасности. Ключевые слова:
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ, ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ, ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ, МЕТОДЫ, КРИПТОГРАФИЧЕСКИ ЗАЩИЩЕННОГО КАНАЛ СВЯЗИ
But this undoubted convenience in the work becomes very controversial if one takes into account the probability of an information attack, which should be understood as any unauthorized impact on the ICS. Interference-free codes allow to build complex protection systems that simultaneously solve both the problem of protection against interference and the task of protecting against unauthorized exposure.
This feature of noise-immune codes can find its application, for example, in the task of protecting information in digital communication channels from technical leakage - unauthorized reading of transmitted data [1].
Under these conditions, information resources are of enormous material value, and unauthorized access to them, if they are not sufficiently
protected, can lead to global catastrophes or, in the conditions of competition between corporations, firms and entire states, can radically change the situation in favor of those who received such access.
In recent years, research has been actively conducted in the field of constructing methods for protecting information using the theory of cryptography and noise-immune coding [2], and these systems are most actively exposed to computer attacks. Figure 1 shows in general the mechanism of hacking a cryptographic protected public-key communication channel - the most secure system at present. This process is greatly simplified if the cryptanalyst intercepted several crypto- texts sent by subscriber A to subscriber B [3].
Figure 1 - Mechanism of hacking a cryptographic protected communication channel from covered key
Traditionally, existing information security systems do not have the ability to self-learn and use only certain rules embedded in them software or hardware. Creation of perspective information protection systems has been recently identified using intellectual means, such as: expert systems, fuzzy logic systems, neural networks, genetic algorithms.
These approaches realize the evolutionary properties of adaptation, self-organization, training, the possibility of inheritance and the representation of the expertise of information security experts in the form of an unclear If-Then rules system. The increased occurrence of unwanted (malicious) software using new vulnerabilities increased the requirements for modern information security systems and led to the use of artificial intelligence systems [4].
Intellectual resources are actively used to solve problems of information security. Classification and clustering are the main tasks
solved by intellectual means of providing information security (IS) of telecommunication channels in the context of space communications, since continuous monitoring of the system vulnerabilities and the field of threats to the channels is needed [5, 6].
To effectively protect information, it is necessary to use computationally complex cryptographic asymmetric methods of protection.
From the point of view of using hardware implementations of noise-immune codes, symmetric cryptosystems are of interest, since they can be built on the basis of noise-resistant codecs existing in communication media. Note that asymmetric code cryptosystems can not be built on the basis of existing codecs, since in this case part of the secret key - codec - is well known, which significantly reduces the stability of cryptosystems. In the emerging new antivirus utilities, information security analysis pro-
