МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ»

МГТУ МИРЭА

СБОРНИК НАУЧНЫХ

ТРУДОВ

Часть 2

I -ой Международной научно-практической конференции

«Актуальные проблемы и перспективы развития

радиотехнических и инфокоммуникационных

систем»

«РАДИОИНФОКОМ – 2013»

МОСКВА 2013

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования «Московский государственный технический

университет радиотехники, электроники и автоматики» (МГТУ МИРЭА), Москва, Россия

Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков, Украина

Карлстадский университет, Карлстад, Швеция

Вильнюсский университет, Вильнюс, Литва

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия

ОАО «Головное системное конструкторское бюро Концерна ПВО «Алмаз-Антей»

им. академика А.А. Расплетина», Москва, Россия

ФГУП «Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт

им. академика А.И. Берга», Москва, Россия

ОАО «Концерн радиостроения «ВЕГА», Москва, Россия

ОАО «Научно-производственный комплекс «Научно-исследовательский институт

дальней радиосвязи», Москва, Россия

НТЦ «Космонит» ОАО "Российские космические системы», Москва, Россия

ОАО «Оборонительные системы», Москва, Россия

НП «Международный комитет по реализации Проекта по созданию

Международной Аэрокосмической системы Глобального Мониторинга», Москва, Россия

Российский союз промышленников и предпринимателей, Москва, Россия

Федеральный индустриально-финансовый союз по реализации президентских программ,

Москва, Россия

Российское научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи

им. А.С. Попова, Москва, Россия

Сборник

научных трудов

Первой Международной научно-практической

конференции «Актуальные проблемы и перспективы

развития радиотехнических и инфокоммуникационных

систем»

Часть 2

РАДИОИНФОКОМ – 2013

28-30 марта 2013 года

Россия, г. Москва

ББК

И

УДК 621.396

В сборнике представлены материалы докладов Первой Международной научно-

практической конференции "Актуальные проблемы и перспективы развития радиотех-

нических и инфокоммуникационных систем", отражающие результаты и направления

теоретических и прикладных исследований в различных областях построения радио-

технических и телекоммуникационных систем.

Материалы сборника представляют интерес для широкого круга научных работ-

ников, преподавателей, аспирантов и студентов ВУЗов, связанных с решением проблем

построения современных радиотехнических и инфокоммуникационных систем, управ-

ления их качеством, а также проблем подготовки профессиональных кадров для науко-

емких отраслей промышленности.

Все материалы даются в авторской редакции.

Редакционная коллегия:

Куликов Г.В., Трубицын А.В., Битюков В.К., Нефедов В.И., Парамонов А.А.,

Замуруев С.Н., Котов А.Ф., Будагян И.Ф., Гусейн-Заде Н.Г., Сидорин В.В.,

Бородин А.М., Меньшиков В.А., Ручкина Г.Ф., Чернова Н.И., Самохин А.Б.,

Шестопалов Ю.В.

© Оргкомитет конференции

© МГТУ МИРЭА, 2013

3

ОРГКОМИТЕТ КОНФЕРЕНЦИИ

Сопредседатели:

Гуляев Ю.В. - директор ИРЭ имени В.А. Котельникова РАН, академик РАН, д.ф.-м.н.,

профессор; Сигов А.С. - ректор МГТУ МИРЭА, академик РАН, д.ф.-м.н., профессор.

Члены оргкомитета:

Верба В.С. - генеральный директор - генеральный конструктор ОАО "Концерн

радиостроения "ВЕГА", д.т.н., профессор; Куликов Г.В. - декан факультета РТС МГТУ МИРЭА, д.т.н., профессор; Лобанов Б.С. - генеральный директор, ФГУП "ЦНИРТИ им. академика А.И. Берга",

д.т.н., доцент; Меньшиков В.А. - генеральный директор Международного комитета по реализации

Проекта по созданию Международной Аэрокосмической системы Глобального Мони-

торинга, д.т.н., профессор; Морозов А.И. - проректор по научной работе МГТУ МИРЭА, д.ф.-м.н., профессор; Романов А.Б. - генеральный директор ОАО "Оборонительные системы", к.т.н.; Самсонов Г.А. - вице-президент РНТОРЭС им. А.С. Попова, к.т.н., доцент; Сапрыкин С.Д. - генеральный конструктор ОАО НПК НИИДАР, к.т.н., профессор; Сахновский Б.С. - президент федерального индустриально-финансового союза по

реализации и президентских программ; Сидорин В.В. - проректор по качеству МГТУ МИРЭА, зав. кафедрой КПРЭС, д.т.н.,

профессор; Слипченко Н.И. - проректор по научной работе Харьковского национального

университета радиоэлектроники, д.т.н., профессор; Созинов П.А. - генеральный конструктор ОАО ГСКБ Концерна "Алмаз-Антей"

им. академика А. А. Расплетина, д.т.н; Черепов В.И. - заместитель председателя РСПП, к.т.н.; Чернявский Г.М. - директор НТЦ Космонит ОАО "Российские космические системы",

чл.-корр. РАН, зав. кафедрой КИТ МГТУ МИРЭА, д.т.н., профессор.

Рабочая группа

Трубицын А.В. (руководитель), Васильев В.О., Джурик А.С., Кислаев А.Г.,

Легкий Н.М., Розанов В.С., Спиричев Д.Л., Хайбуллин М.Р.

4

ПРИВЕТСТВЕННОЕ СЛОВО РЕКТОРА МГТУ МИРЭА

Оргкомитет Международной научно-практической конференции "Ак-туальные проблемы и перспективы развития радиотехнических и инфо-коммуникационных систем" приветствует участников и гостей научного форума в стенах Московского государственного технического университе-та радиотехники, электроники и автоматики.

Цель конференции - обсуждение проблем, направлений и перспектив развития и совершенствования одного из важнейших кластеров мировой экономики - радиоэлектронной и телекоммуникационной отраслей, обес-печивающих функционирование всех жизненно важных элементов госу-дарственной инфраструктуры гражданского и оборонного назначения.

МГТУ МИРЭА - признанный в России и в мире современный образо-вательный и научно-исследовательский центр, сочетающий в своей работе классические университетские традиции и современные образовательные технологии, являющийся сегодня одним из лидеров в области подготовки квалифицированных кадров для стремительно развивающихся наукоемких отраслей - телекоммуникаций, информационных компьютерных техноло-гий, автоматики, кибернетики, радиотехники и электроники.

Мы придаём большое значение развитию и углублению научных, об-разовательных и деловых связей с российскими и зарубежными партнера-ми, имеем далеко идущие планы по расширению сотрудничества в научно-технической сфере и надеемся, что конференция позволит всем её участ-никам реализовать задуманное.

Среди соорганизаторов конференции – наши зарубежные коллеги-университеты: Харьковский национальный университет радиоэлектрони-ки, Карлстадский университет (Карлстад, Швеция), Вильнюсский универ-ситет, академический партнер - Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Российское научно-техническое общество радио-техники, электроники и связи им. А.С. Попова, предприятия-партнеры МГТУ МИРЭА: НТЦ "Космонит" ОАО "Российские космические системы", ОАО "Головное системное конструкторское бюро Концерна ПВО "Алмаз-Антей" им. академика А.А. Расплетина", ФГУП «Централь-ный научно-исследовательский радиотехнический институт им. академика А.И. Берга», ОАО «Концерн радиостроения «ВЕГА», ОАО "Научно-производственный комплекс "Научно-исследовательский институт дальней радиосвязи", ОАО «Оборонительные системы», НП "Междуна-родный комитет по реализации Проекта по созданию Международной Аэ-рокосмической системы Глобального Мониторинга", общероссийские об-щественные организации «Российский союз промышленников и предпри-нимателей» и «Федеральный индустриально-финансовый союз по реализа-ции президентских программ».

Нынешняя конференция является первым мероприятием этого науч-ного цикла. Надеемся, что она даст хороший старт и сформирует правиль-ный вектор дальнейшего развития.

Ректор МГТУ МИРЭА, академик РАН А.С. Сигов

5

СЕКЦИЯ №6: СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ

РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ

УДК.623:54-138

ЗАЩИТА МОБИЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ

ОТ ТЕРРОРИСТИЧЕСКИХ УГРОЗ С ПОМОЩЬЮ

ГАЗОГЕНЕРАТОРОВ АЭРОЗОЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ

Антонов О.Ю. ведущий конструктор,

ОАО «ФНПЦ «НИИ прикладной химии», г. Сергиев Посад,

Бородин А.М. доктор технических наук, начальник НТО

перспективных разработок, ФГУП «ЦНИРТИ им. академика

А.И. Берга», г. Москва

Дружко С.Н. заместитель начальника НТО перспективных

разработок, ФГУП «ЦНИРТИ им. академика А.И. Берга», Москва

Тартынов И.В. начальник отдела, ОАО «ФНПЦ «НИИ прикладной

химии», г. Сергиев Посад

Борьба с терроризмом – одно из главных направлений деятельности

государств в последние годы. Важнейшим вопросом по профилактике и

предотвращению террористической угрозы является защита специальных

объектов, материальной части подразделений обороны, средств взаимо-

действия, управления, противодействия и средств их доставки. Особо сто-

ит выделить вопрос защиты указанных объектов от современного высоко-

точного оружия (ВТО) с оптическими средствами самонаведения, несуще-

го в себе последние достижения отрасли вооружений и военной техники.

Таким образом, проблема защиты различных специальных объектов и за-

дача по реализации мер противодействия, являются весьма актуальными.

Учитывая принципы функционирования средств поражения с оптиче-

скими устройствами самонаведения можно определить круг решаемых за-

дач по борьбе с ВТО. Наиболее рациональным подходом в вопросе защиты

является маскировка объектов, а также организация помеховых образова-

ний в различных спектрах работы систем слежения и наведения средств

нападения с помощью аэрозолеобразующих газогенераторов.

Предлагаемое для реализации описанного принципа устройство,

предназначено для создания аэрозолей с определенной постоянной кон-

центрацией и дисперсией частиц его составляющих.

Для создания мелкодисперсных струй применяются генераторы аэро-

золя, использующие в качестве исходного материала газовую фазу и твер-

дый или жидкий материал для производства частиц аэрозоля.

6

Образование частиц в случае жидкого рабочего тела происходит пу-

тем механического дробления струй, их взаимного соударения, воздейст-

вия вихревых и акустических потоков.

В случае применения твердого источника аэрозоль получают путем

сжигания исходного материала в спутной струе, либо импульсным мето-

дом (взрыв), либо путем вытеснения материала избыточным давлением из

несущего контейнера.

Последний способ наиболее интересен с точки зрения достижения

наименьшей дисперсии частиц, т.к. материал представляет собой в данном

случае готовые частицы аэрозоля, имеющие постоянный размер и наи-

меньшее значение дисперсии (минимальный разброс).

Существующие аналоги генераторов организуют рабочий процесс пу-

тем однократного выброса материала, создающие не аэрозольную взвесь, а

порошковую струю; требуют предварительного приготовления аэрозоля с

малым временем жизни; являются установками с низкой удельной газифи-

кацией и имеют габариты не позволяющие применять их в качестве мо-

бильного устройства.

Предлагаемое устройство, структурно-функциональная схема которо-

го представлена на рисунке 1, позволяет приготовлять аэрозольную смесь

с заранее определенными параметрами, а также распылять ее в течение не-

скольких десятков секунд.

Инициатор представляет собой электровоспламенитель, срабатываю-

щий при подаче на мостик накаливания напряжения.

Газогенерирующий блок (ГГ-блок) является энергетическим устрой-

ством выработки рабочего тела. В состав ГГ-блока входят пиротехниче-

ские элементы: воспламенительные и газогенерирующие. Блок размещает-

ся в камере, имеющей посадочное место для инициатора, а также штуцер,

перекрытый мембраной, предназначенный для соединения с ресивером.

Рис.1 Структурно-функциональная схема устройства получения аэро-

зольных образований

Ресивер представляет собой камеру, в которой размещено регули-

рующее устройство. Конструкция ресивера и расположение в нем РУ вы-

полнены таким образом, чтобы газовый поток, поступающий в ресивер из

камеры ГГ-блока кроме работы по расширению, создавал вихрь, улуч-

шающей процесс насыщения аэрозолеобразующего наполнителя.

Регулирующее устройство позволяет дозировать подачу газовой фазы

и регулирует параметры состояния в сообщающихся через него камере

ГГ-блока и ресивере.

Устройство

формирования

струи

Камера

смешения

Регулирую-

щее устрой-

ство

Инициатор Газогене-

рирующий

блок

Ресивер

7

Камера смешения с аэрозолеобразующим порошком служит для при-

готовления аэрозольной смеси путем насыщения газовой фазой аэрозоле-

образующего наполнителя до условий, необходимых для начала движения

смеси, концентрация частиц в которой имеет заранее рассчитанное значе-

ние и определяется величиной дисперсности материала и скоростью под-

вода газовой фазы к ней.

Устройство формирования струи представляет собой сверхзвуковой

конфузор определенного сечения и формы, которые определяются требо-

ваниями к скорости, концентрации аэрозоля и величине полного давления

в зоне распыла.

Функционирование устройства происходит следующим образом: по-

сле подачи электрического сигнала на инициатор, за счет форса пламени и

высокой температуры горения продуктов инициатора, воспламенительные

таблетки ГГ-блока зажигаются и инициируют горение шашек газогенери-

рующего состава в замкнутом объеме. Резкое повышение давления в каме-

ре ГГ-блока приводит к срезу мембраны, разделяющей ГГ-блок и ресивер

и возникает переток газов под действием разности давлений. По мере за-

полнения ресивера газообразными продуктами регулирующее устройство

начинает дозировано подавать газ в камеру смешения, в которой, после

предварительной накачки поступающими продуктами сгорания ГГ-состава

и повышения давления до определенного порогового значения, возникают

условия для движения аэрозолеобразующего материала. Концентрация ма-

териала определяется геометрией газогенерирующего заряда, конфигура-

цией регулирующего устройства, а также геометрией устройства формиро-

вания струи, которая устанавливается в зависимости от параметров со-

стояния окружающей среды. Конечным результатом является многофазная

струя аэрозоля с возможным углом распыла от 45 до 120˚.

Конструктивное исполнение устройства представлено на рис. 2.

Рис. 2 Конструктивная схема устройства получения

аэрозольных потоков

1 - инициатор, 2 - корзина, 3 - сухарь, 4 - газогенерирующий заряд,

5 - оболочка, 6 - мембрана, 7, 9 - полукорпус, 8 - дроссель, 10 - капсула.

8

При подаче электрического импульса на инициатор 1 задействуется

воспламенительный состав, находящегося в корзине 2. Затем продукты го-

рения воспламенительного состава воспламеняют газогенерирующий за-

ряд 4 с расположенными на них усилительными таблетками. В камере 2

создается избыточное давление газов, под действием чего начинается пе-

реток в ресивер, образованный полукорпусами 7, 9 и дросселем 8 через

мембрану 6. В ресивере газовый поток расширяясь завихряется и через вы-

ходное отверстие в дросселе 8 поступает в капсулу 10 с материалом. Все

три элемента соединены оболочкой 5, придающей жесткость и целостность

конструкции, а также является транспортировочным узлом.

Таким образом, представленное устройство позволяет получать аэро-

зольные образования, заранее определенной концентрации и размеров,

имеет достаточно простую конструкцию и габариты, что дает возможность

размещать их на мобильных объектах в качестве средств защиты от ракет-

ного оружия с оптическими головками самонаведения. Маскирующие об-

разования предполагается формировать между защищаемым объектом и

обнаруженным системой предупреждения высокоточным средством пора-

жения.

Библиографический список

1. Замковой В.И., Ильчиков М.З. Терроризм - глобальная проблема современности. - М.: Изд-во ИМПЭ, 1996. - 80 c.

2. Соркин Р.Е. Теория внутрикамерных процессов в ракетных систе-мах на твердом топливе: внутренняя баллистика. М.: Наука. Главная ре-

дакция физико-математической литературы, 1983. - 288 с.

3. Численное моделирование ИК-излучения гетерогенных струй про-дуктов сгорания: Отчет/Предприятие п/я А-1928; Инв.№ 15065, 1985.

– Отв. исполн. В.Н.Толстов.

УДК 621.396.96.33

МЕТОД ОЦЕНИВАНИЯ КООРДИНАТ ПОДВИЖНОГО

ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ В БОРТОВОЙ РЛС

Белик Б.В., Сузанский Д.Н., Чернов В.С., ОАО

«Концерн «Вега», Москва, Россия

В настоящее время одной из самых устойчивых тенденций совершен-

ствования радиолокационных систем (РЛС) является повышение скрытно-

сти их работы, предопределяющее широкое использование пассивных ре-

жимов [1]. При этом основным источником информации становятся сигна-

9

лы, излучаемые РЛС наблюдаемых объектов. В такой ситуации возникает

необходимость в оценивании дальности до источников радиоизлучения

(ИРИ) по результатам измерения их углового положения относительно

точки наблюдения.

Особенностью пассивных радиоэлектронных систем является то, что в

них отсутствует информация о времени излучения. В такой ситуации не-

посредственное измерение дальности до ИРИ по запаздыванию радиосиг-

нала невозможно, поэтому используются методы косвенного оценивания

дальности при приеме сигналов в нескольких разнесенных точках про-

странства. При этом широкое применение нашли одно- и двухпозицион-

ные угломерные системы определения местоположения ИРИ, основанные

на пеленгационных методах [2]. Многопозиционные системы, в отличии от

однопозиционных, отличаются необходимостью организации управления

группой позиций и их взаимодействием. Результатом чего является необ-

ходимость использования дополнительного оборудования связи, функцио-

нирование которого способствует демаскированию приемных позиций.

Рассматриваемые в работе однопозиционные системы лишены ука-

занных недостатков. При этом в качестве основного достоинства таких

систем является их способность независимость от других летательных ап-

паратов при оценивании координат ИРИ, а также более простой состав

оборудования. Платой за это является более продолжительное время вы-

полнения процедуры оценивания координат, невысокие точности, и как

следствие, необходимость выполнения специальных маневров.

В данной работе рассматривается псевдотриангуляционный метод

оценивания дальности до подвижного ИРИ и его собственной скорости.

Этот метод локации подвижной цели по угломерным данным РЛС, функ-

ционирующей в качестве пеленгатора, разработан как альтернатива ши-

роко известному в теории и на практике триангуляционному методу оце-

нивания, но во многом схож с ним. Основное достоинство данного метода

состоит в том, что он позволяет свести сугубо нелинейную задачу оцени-

вания искомых параметров к решению системы линейных алгебраических

уравнений соответствующего порядка. Необходимость решения системы

алгебраических уравнений объясняется тем, что при определении поло-

жения подвижной цели нельзя ограничиться измерением только двух пе-

ленгов, как в триангуляционном методе. Особенность метода состоит в

том, что оцениваются координаты и параметры собственного движения

ИРИ в неподвижной прямоугольной системе координат, а оценка дально-

сти получается непосредственно при выполнении промежуточных вычис-

лений [3].

10

Рис. 1

В декартовой прямоугольной системе координат положение пеленга-

тора задается вектором Дс (t) = ( xc yc zc )T , положение цели задается век-

тором Дц (t) = ( xц yц zц )T. Пеленгатор движется по траектории обозначен-

ной на графике пунктиром, цель по траектории обозначенной на графике

сплошной линией. В некоторые моменты времени измеряются азимуты и

углы места.

В данном алгоритме движение цели определяется моделью:

Задача состоит в том, чтобы по измеренным пеленгам и

, где , - ошибки измерения, найти векторы па-

раметров движения цели: .

Зная вышеупомянутые векторы можно восстановить траекторию движения

цели. Рассмотрим работу алгоритма на примере. Пусть цель движется в

горизонтальной плоскости, и ее движение описывается уравнениями:

11

Пеленгатор движется в горизонтальной плоскости на высоте 200 км со

скоростью 200 м/с, после 200 секунд пеленгатор меняет направление дви-

жения на 90˚. В течении 400 с самолет измеряет пеленги на цель три раза с

шагом 200 с и по определенным формулам вычисляет начальные координа-

ты цели и ее скорость. Результаты моделирования можно увидеть на рис. 2.

Рис. 2

Рис. 3

На рис. 3 можно видеть зависимость ошибки определения координаты

и скорости от ошибки определения азимута. На горизонтальной оси отме-

12

чено среднеквадратичное отклонение измерения азимута, на вертикальной

оси: среднеквадратичное отклонение по скорости и среднеквадратичное

отклонение по координате.

На основании полученных результатов можно сделать вывод, что

данный алгоритм имеет удовлетворительные характеристики для высоко-

точных систем измерения углов (оптические системы), но для радиолока-

ционных систем требуется проводить дополнительные исследования по

доработке указанного алгоритма.

Библиографический список

1. Меркулов В.И. [и др]. Авиационные системы радиоуправления. Т.2. Радиоэлектронные системы самонаведения. /Под ред. А.И. Канащенкова и

В.И. Меркулова. –М.: Радиотехника, 2003. – 390 с.

2. Дрогалин В.В. [и др]. Определение координат и параметров движе-ния источников радиоизлучений по угломерным данным в однопозицион-

ных бортовых радиолокационных системах. – Зарубежная радиоэлектро-

ника. Успехи современной радиоэлектроники, 2002, № 3. – С. 25-31.

3. Верба В.С., Меркулов В.И., Дрогалин В.В. [и др]. Оценивание

дальности и скорости в радиолокационных системах. Часть 3. /Под ред.

В.С.Вербы и В.И.Меркулова - М.: Радиотехника, 2010. – 466 с.

УДК: 621.396

ИНФОРМАТИВНАЯ ЗАЩИЩЕННОСТЬ ОБЪЕКТОВ ПРИ

КОМПЛЕКСИРОВАНИИ РАЗНОТИПНЫХ СРЕДСТВ

ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ ТЕХНИЧЕСКИМ РАЗВЕДКАМ

Мартьянов В.С., к.т.н., доцент, Введенский В.Л., к.т.н.

МГТУ МИРЭА, Москва, Россия

Эффективным способом защиты данных об объектах разведки являет-

ся комплексное использование разнотипных технических средств противо-

действия (ТС ПД) – оптических и оптико-электронных средств, средств

многоточечных синхронных коррелированных и независимых помех,

средств активных ответных помех и др. Объем защищаемой при таком

комплексировании информации зависит не столько от числа комплекси-

руемых средств, сколько от характера и числа опознавательных парамет-

ров объектов разведки, защищаемых всей совокупностью комплексируе-

мых ТС ПД. Следовательно, при оценке эффективности комплексирования

разнотипных средств ПД важно учесть смысловую связь между опознава-

тельными параметрами объектов разведки, защищаемыми отдельными

средствами ПД. При этом показатель эффективности защиты должен учи-

13

тывать эффект уменьшения количества информации, получаемой средст-

вами разведки в процессе ПД при объединении разнотипных ТС ПД.

При оценке эффективности возможных вариантов комплексирования

разнотипных ТС ПД воспользоваться байесовской формулой не представ-

ляется возможным по следующим причинам. Во-первых, помеховые воз-

можности разнотипных ТС ПД в отношении конкретных объектов сущест-

венно различаются. Во-вторых, процесс защиты данных средством ПД за-

висит от результатов защиты данных другими средствами. И, наконец,

формула Байеса не позволяет учесть эффект уменьшения вероятности об-

наружения (и опознавания) защищаемых объектов за счет объединения

разнотипных средств ПД.

В связи с этим при формулировке показателя качества информацион-

ной защищенности при комплексировании разнотипных ТС ПД удобнее

всего воспользоваться тестовым подходом к оценке возможностей защи-

ты объектов комплексом средств ПД, как сложной информационной сис-

темой. Рассмотрим вкратце сущность данного метода.

Пусть поле объектов для заданной задачи ПД описывается системой

A, состоящей из N объектов:

(1) где {} означает множество.

Любой n-ый объект находится в районе разведки (в системе A) с опре-

деленной априорной вероятностью Pn. При этом предполагается, что вся

совокупность объектов образует полную группу, т.е.

Каждый объект защиты характеризуется определенным набором сво-

их опознавательных параметров, входящих во множество признаков

всех объектов системы A. Следует отметить, что вся совокупность признаков B, описывающая систему объектов, должна отве-

чать двум требованиям: во-первых, любой признак множества B должен

быть присущ хотя бы одному объекту из системы A; во-вторых, все при-

знаки множества B должны быть такими, чтобы обеспечивалась возмож-

ность их защиты средствами ПД. Описание объектов защиты на множестве

их защищаемых параметров можно представить в виде таблицы 1.

Таблица 1 - Значения параметров объектов

Объекты

защиты

Априорные

вероятности

Опознавательные параметры объектов

b1 b2 … bm … bM

a1 P1 x11 x12 … x1m … x1M

a2 P2 x21 x22 … x2m … x2M

… … … … … … … …

an Pn xn1 xn2 … xnm … xnM

… … … … … … … …

aN PN xN1 xN2 … xNm … xNM

14

Параметр xnm в таблице 1 характеризует принадлежность m-го призна-

ка n-му объекту защиты, причем xnm=1 в случае наличия m-го признака у n-

го объекта и xnm=0 в противном случае. При расчетах на ЭВМ объекты за-

щиты в системе защищаемых параметров удобнее описать матрицей X, со-

ставленной из элементов таблицы 1:

(2)

Задача защиты объектов при таком описании заключается в исключе-

нии набора параметров в конкретной строке матрицы (2).

Множество опознавательных параметров (столбцов матрицы X), обес-

печивающее однозначное различение между собой строк рассматриваемой

матрицы X, т.е. обеспечивающее однозначную защиту каждого из объектов

системы A, называют безусловным тестом этой матрицы. Минимальная

совокупность защищаемых параметров, при которой однозначно опозна-

ются объекты системы A, образует тупиковый тест.

Реально исключаемая с помощью комплекса ТС ПД совокупность

опознавательных параметров может не образовывать тупикового теста для

рассматриваемой группы объектов. В этом случае невозможно однознач-

ное опознавание всех объектов. Однако эффективность комплексирования

той или иной совокупности ТС ПД можно оценить по степени близости

вскрываемого набора параметров к тупиковому.

Информативные возможности технических средств ПД, т.е. их воз-

можности по защите определенной совокупности опознавательных пара-

метров (столбцов матрицы X) представим в виде таблицы 2.

Таблица 2 - Значения параметров ТС ПД

ТС

ПД

Опознавательные параметры объектов

b1 b2 … bm … bM

ТС1 y11 y12 … y1m … y1M

ТС2 y21 y22 … y2m … y2M

… … … … … … …

ТСq yq1 yq2 … yqm … yqM

… … … … … … …

ТСQ yQ1 yQ2 … yQm … yQM

Элементы yqm в таблице 2 представляют собой параметры, характери-

зующие возможности по защите m-го признака q-ым средством ПД: yqm=1

при защите q-ым ТС ПД m-го параметра с вероятностью Pqm ≥ Pm пор (Pm пор –

пороговое допустимое значение вероятности защиты m-го параметра),

yqm=0 при защите q-ым средством m-го параметра с вероятностью Pqm < Pm

пор. Величины Pqm определяются тактико-техническими характеристиками

ТС ПД и условиями ПД. Вероятность Pm пор выбирается исходя из требова-

ний к защите объектов от средств разведки.

15

Данные о возможностях ТС ПД по защите информации, представлен-

ные в таблице 2, также удобно записать в виде матрицы Y:

(3)

Из Q технических средств ПД можно составить R = 2Q - 1 вариантов

их применения. Следует отметить, что каждый r-й вариант комплекса ТС

ПД (и тем более, каждое отдельное средство ПД) обеспечивает защиту ог-

раниченного Mr-го количества параметров объектов из всего множества

признаков В, при этом Мr ≤ M. Состав возможных вариантов комплексиро-

вания ТС ПД опишем следующей матрицей-столбцом Kr:

(4)

где - номер варианта комплексирования; R - число возможных вариантов комплексирования:

Возможности отдельных вариантов комплексирования ТС ПД в от-

ношении защиты параметров объектов от разведки удобно описать диаго-

нальной матрицей Fr вида

(5)

где элементы

получаются в результате логического сложения элемен-

тов матрицы Υ по столбцам применительно к r-му варианту комплекса:

(6)

Диагональную матрицу (5) в дальнейшем будем называть информаци-

онной матрицей r-го варианта комплексирования ТС ПД.

При умножений матрицы X на полученную диагональную матрицу Fr

получим матрицу Хr описания рассматриваемой группы объектов (А) в сис-

теме опознавательных параметров, защищаемых r-м комплексом ПД:

16

(7)

Оценим возможность применения предлагаемого метода для комплек-

сирования базовых средств ПД.

Для количественной оценки степени приближения набора столбцов

матрицы (2) к тупиковому тесту, т.е. для более детальной оценки защиты

информации при комплексировании, воспользуемся математическим аппа-

ратом теории информации. Согласно этой теории начальная (исходная) не-

определенность о защищаемой системе объектов может быть описана с

помощью начальной энтропии Η(А) системы объектов А, которая полно-

стью определяется априорными вероятностями (Pn) объектов защиты:

(8)

Неопределенность состояния защиты объектов в общем случае устра-

няется не полностью, даже при наличии априорных данных о r-м комплек-

се ТС ПД. Остаточная неопределенность системы объектов после получе-

ния данных о r-м комплексе средств ПД характеризуется величиной услов-

ной остаточной энтропии ( - состояние системы А, опреде-ляемое по результатам имеющихся данных о r-м комплексе средств ПД).

Значение определяется возможностями защиты информации комплекса и может быть вычислено с использованием матрицы Xr:

(9)

где S - число различных заключений об объектах защиты, которое можно

сделать по характеристикам r-го комплекса (число различных состояний r-

го комплекса ТС ПД), причем, 2 ≤ S ≤ N; так например, для рассмотренного

примера по матрицам X1, X3, X4 и X5 можно сделать 2, 5, 3 и 6 различных

заключений о защищаемых объектах соответственно; Ns - число объектов

защиты, о которых делается заключение в s-ом состоянии комплекса (так,

для варианта К4 в соответствии с матрицей X4 S = 3, при этом для состоя-

ния 110000000 Ν1 = 4, для состояния 100000000 N2 = 1 и для состояния

00000000 N3=1); Рs - вероятность s-го состояния комплекса, т.е. вероят-

ность s-го заключения по данным r-го комплекса: - апостери-

орная вероятность n-го состояния сиcтемы объектов А, определяемая по s-

му состоянию r-го варианта комплекса; ns - номер объекта в s-ом состоя-

нии комплекса.

Вероятность Ps определяется суммой априорных вероятностей объек-

тов, соответствующих s-му состоянию комплекса:

(10)

17

В общем случае величина Ns в зависимости от возможностей защиты

информации того или иного варианта комплексирования может находиться

в пределах

B случае однозначной защиты объектов (строк матрицы Xr)

S=N, ns = Ns =1.

Апостериорную вероятность можно рассчитать по форму-

ле Байеса:

(11)

где - вероятность правдоподобия s-го состояния r-го ком-

плекса ns-му объекту из Ns.

Поскольку s-е состояние r-го комплекса равновероятно соответствует

любому из Ns объектов, то можно принять, что

Следова-

тельно, величина апостериорной вероятности ns-го состояния системы

объектов А может быть вычислена через априорные вероятности объектов

на основании матриц Xr:

, (12)

Из полученного выражения следует, что чем меньше величина Ns, т.е.

чем меньше неопределенность данных, получаемых для r-го комплекса ТС

ПД, тем больше величина апостериорной вероятности. Если совокупность

параметров, защищаемых r-м комплексом, обеспечивает однозначное по-

лучение разведданных об объектах (строк матрицы Хr), то ns = Ns =1 (N =

S). В этом случае , и и, следовательно, и

. При неоднозначной защите объектов r-м комплексом

средств остаточная неопределенность . Для оценки возможностей защиты информации при различных вари-

антах комплексирования разнотипных ТС ПД удобнее использовать не ос-

таточную энтропию , а величину количества информации Jr , за-щищаемой r-м комплексом,

(13) или ее нормированную величину

(14)

Таким образом, показатель Ir позволяет произвести многоградацион-

ную оценку защиты информации путем комплексирования разнотипных

ТС ПД с учетом информационного вклада, вносимого каждым средством

ПД. Этот же показатель может быть использован и при оценке защиты ин-

формации отдельными ТС ПД (в рассмотренном примере - варианты K1, K2 и K3), что очень важно при сравнительной оценке информативной защиты

многофункционального комплекса и отдельных ТС ПД.

18

Библиографический список

1. Школьный Л.А. Радиоэлектронные комплексы воздушной разведки. –М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1986, 274 с.

2. Белов С.Г., Глазков С.Л., Жибуртович Н.Ю. и др. Оценка эффек-тивности авиационных разведывательных и разведывательно-ударных

комплексов. –М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1990, 88 с.

3. А.И. Куприянов, Л.Н. Шустов. РЭБ. Основы теории. –М.: Вузовская книга, 2011, 798 с.

УДК: 621.396

ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЯ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

ПРИ КОМПЛЕКСИРОВАНИИ РАЗНОТИПНЫХ

ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ

Мартьянов В.С., к.т.н., доцент, Введенский В.Л., к.т.н.

МГТУ МИРЭА, Москва, Россия

Для оценки возможностей защиты информации при различных вари-

антах комплексирования разнотипных ТС ПД удобно использовать вели-

чину количества информации Jr, защищаемой r-м комплексом,

(1)

где Η(А) –начальная энтропия системы защищаемых объектов А,

- условная остаточная энтропия( - состояние системыА, опреде-

ляемое по результатам имеющихся данных о r-м комплексе средств ПД),

или ее нормированную величину

Показатель защиты информацииIrпри комплексировании ТС ПДрас-

смотрим применительно к определенной задаче ПД, характеризующейся

конкретным набором (А) объектов ПД, и для определенных условий его

ведения (времени суток, метеоусловий, высоты полета и др.), которые оп-

ределяли информативные возможности защиты отдельными средства-

миПД. Для оценки эффективности комплексирования ТС ПД при решении

ряда типовых задач в диапазоне условий ведения ПД используем обоб-

щенный показатель защиты информации , который можно получить ус-

реднением показателя Ir по множеству задач и условий ведения ПД:

, (2)

19

где Pijk - вероятность выполнения i-й задачи ПДв j-х метеоусловиях с k-й

высоты, причем весь набор условий и задач составляют полную группу,

т.е.

;

- показатель защиты информации ПД, рассчитываемый по приве-

денной выше методике для i-й задачи в j-х метеоусловиях с k-й высоты

ПД; Z - общее число рассматриваемых типовых задач ПД; Ui- число раз-

личных условий ведения ПД, возможных при решении i-й задачи; Vij - чис-

ло высот применения комплекса средств ПД при решении i- задачи в j-х

условиях его ведения.

Значения вероятностейPijkопределяются с учетомважности и частоты

решения отдельных задач ПД,среднестатистических данных о частоте оп-

ределенныхметеоусловий для заданного района,возможностей системы

ПВО противника в районе ПД, тактико-технических характеристик средств

ПД и самолетов-носителей комплекса.

В качестве примера в таблице1 приведены значения вероятностей вы-

полнения отдельных задач ПД в безъядерный и ядерный периоды ведения

боевых действий, рассчитанные на основе опыта учений,

Таблица 1 - Значения вероятностей выполнения отдельных задач ПД

№

п/п Типовые задачи ПД

Вероятности выполнения

типовых задач ПД

Безъядер-

ный период

Ядерный период

Возможные

значения

В

сред-

нем

1

ПД разведкеракетно-ядерных

средств и складов с ядерными

боеприпасами

0,2 – 0,25 0,3 – 0,4 0,35

2

ПДразведкеаэродромов базиро-

вания авиации и самолетов-

носителей ядерных боеприпасов

0,3 – 0,25 0,2 – 0,15 0,175

3

ПДразведкеорганов управления

войсками и оружием, средствами

ПВО

0,25 – 0,2

0,35 – 0,25 0,3 4

ПДразведкегруппировок сухо-

путных войск в районах сосре-

доточения и резервов

0,1 – 0,15

5 Остальные задачи ПД 0,15 0,15 – 0,2 0,175

Вероятностная оценка метеоусловий ведения ПД может быть прове-

дена на основании данных о количестве дней в году с различной высотой

облачности, ограниченной дальности видимости, о количестве туманных

20

дней и т.п. В таблице2 приведены среднестатистические данные по метео-

условиям для Западного района.

Таблица 2- Среднестатистические данные по метеоусловиям

№

Характеристика

высоты облач-

ности

Количество дней с определенной

облачностью в каждый

трехмесячный период, %

Средний процент

дней с определен-

ной облачностью %

март -

май

июнь

- ав-

густ

сентябрь

- ноябрь

декабрь

- фев-

раль

1 Безоблачно 29,7 33,9 25,1 15,7 28,6

2 Выше 600 м 49,2 50,2 42,3 41,2 . 45,75

3 450-600 м 3,9 2,4 4 5,6 3,97

4 300-450 м 5,4 3,9 6,2 9,8 3,81

5 150– 300 м 6,5 5 8 14,1 8,4

6 Ниже 150 м 5,3 4,6 14,4 13,6 9,47

Для расчета обобщенного показателя защиты информации следует

составить матрицу для всех типовых задач ПД и условий их выполне-

ния. Общее число Nr таких матриц определяется следующей суммой:

(3)

С учетом матриц и априорных вероятностей объектов защитыПД

для каждого типа задачи рассчитываются значения информативности r-то

комплекса для всех типовых задач и условия ведения ПД, а затем, с

учетом вероятностей Pijkв соответствии с выражением (2), находится вели-

чина обобщенного показателя для r-го комплекса ТС ПД. Аналогичные

операции выполняются в отношении всех рассматриваемых вариантов

комплексирования.

Определение оптимального набора ТС ПД на этапе разработки ком-

плексаПД или на этапе его штатного применения следует проводить по

информационно-стоимостному критерию. При этом в зависимости от ре-

шаемой задачи комплексирования содержание стоимостного показателя Cr

может быть различным (габариты и масса аппаратуры, время ПД, наряд

летательных аппаратовПД и т.д.).

Для примера сформулируем задачу оптимизации состава комплек-

саПД на этапе его разработки. В качестве стоимостного показателя при

решении данной задачи можно принять массу аппаратуры r-го

комплексаMr:

(4)

где mq – масса q-го ТС ПД; kqr – элементы матрицы kr.

В зависимости от выбора структуры (вида) информационно-

стоимостного показателя эффективности комплекса возможны различные

формулировки критерия оптимизации (синтеза) его состава. При функцио-

21

нальной зависимости информационно-стоимостного показателя Er от пока-

зателей и Mr, т.е. когда

(5)

в качестве критерия оптимальности можно выбрать экстремум Er. Так, на-

пример, если в качестве показателя Er взять отношение к стоимостному

показателюMr

то оптимальным можно считать вариант комплекса Kr = Kr опт, обеспечи-

вающий

, т.е. обеспечивающий максимум защиты информации на

единицу массы аппаратуры.

Однако такой критерий не всегда может удовлетворять оперативно-

тактическим и эксплуатационно-техническим требованиям к многофунк-

циональным комплексам (средствам) ПД. При наличии жестких ограниче-

ний на один из показателей и Mr возможны следующие формулировки

задачи оптимизации комплекса:

- выбрать состав комплекса Kr = Kr опт, который при наличии ограни-

чения на массу его аппаратуры Mr опт ≤ Mо обеспечивал бы максимальную-

защитуинформациипри решении ряда типовых задач ПД в диапазоне за-

данных условий , т.е.

(6)

- выбрать состав комплекса Kr=Kr опт, который при заданной степени

защитыинформации имел бы минимальную массу аппаратуры

, т.е.

(7)

В силу того, что решение задачи оптимизации состава комплекса

ищется среди конечного множества его вариантов, эта задача является

дискретной. Рассмотрим кратко возможные методы решения этой задачи

по выше приведенным критериям.

Предположим, что в соответствии с методикой, изложенной выше, по

формуле(2) вычислены значения показателя защиты , и на ос-

новании соотношения (4) определена масса Mr дляr-го комплекса. Каждый

r-ый комплекс в этом случае характеризуется парой значений величин и

Mr, определяющих точку Kr на рассматриваемой плоскости (рисунок 1).

Среди множества точек K1, ..., Kr следует найти точку, которая являлась бы

наилучшей (оптимальной) в соответствии с выбранным критерием.

В случае применения критерия (5) для каждой Kr-ой точки или, что

равносильно, для каждого соответствующего ей r-го комплекса, определя-

ется отношение показателей и Mr и та точка (тот r-ый комплекс) будет

наилучшей (оптимальным), у которой это отношение максимально. При

22

этом определение наилучшей точки (оптимального комплекса) может быть

выполнено графически (рисунок 1). Если соединить Kr-ую точку прямой с

началом координат, то тангенс углаα наклона этой прямой определяется

следующим выражением:

И, следовательно, критерий (5) равносилен критерию max(tgαr). В

этом случае решение дискретной задачи оптимизации состава комплекса

представляет собой точку, имеющую максимум тангенса угла наклона

прямой, соединяющей ее с началом координат (точка K2 на рисунке 1).

При применении критерия (6) решение задачи ищется не среди всего

множества возможных вариантов состава комплекса, а только среди удов-

летворяющих условию ограниченияΜr ≤ М0. Действительно, наличие дан-

ного ограничения приводит к тому, что точки на плоскости, лежащие пра-

вее прямой АА' (рисунок 2), из дальнейшего рассмотрения исключаются.

Среди оставшихся точек наилучшей считается та, у которой значение ор-

динаты (показателя защитыинформации) больше по сравнению с осталь-

ными точками. На рисунке 2 такой точкой является K3, т.е. третий вариант

(r = 3) состава комплекса.

Рис. 1 Определение оптимального

состава комплекса ПД

по критерию 1.

Рис. 2 Определение оптимального

состава комплекса ПД

по критерию 2

Рис. 3 Определение оптимального состава комплекса ПД по критерию 3

23

Критерий (7) по методу решения аналогичен критерию (6). Единст-

венное различие состоит в том, что в роли ограничения выступает инфор-

мационный показатель защиты ( ). В этом случае вначале исключают-

ся точки, лежащие выше прямой ВВ', а среди оставшихся ищут точку с ми-

нимальным значением абсциссы (рисунок 3). Наилучшей точкой является

K5, т.е. пятый вариант (r = 5) состава комплекса.

При применении данных методов решения задачи синтеза состава

комплекса в общем случае может возникнуть неоднозначность, т.е. данно-

му критерию будут соответствовать несколько точек (вариантов состава).

В этом случае необходимо ввести еще дополнительное ограничение (усло-

вие). Например, на рисунке 2 критерию (6) кроме точки K3 соответствует

точка K6. Введение требования о наименьшем значении массы

комплексаΜmin приводит к устранению этой неоднозначности.

Библиографический список

1. Школьный Л.А. Радиоэлектронные комплексы воздушной разведки. – М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1986, 274 с.

2. Белов С.Г., Глазков С.Л., Жибуртович Н.Ю. и др. Оценка эффек-тивности авиационных разведывательных и разведывательно-ударных

комплексов. – М.: ВВИА им. проф Н.Е. Жуковского, 1990, 88 с.

3. А.И. Куприянов, Л.Н. Шустов. РЭБ. Основы теории. – М.: Вузов-ская книга, 2011, 798 с.

УДК: 004.912

АНАЛИЗ ДАННЫХ ГОЛОГРАММЫ НА ОСНОВЕ

ПОСТРОЕНИЯ МАССИВА СУФФИКСОВ

Голованова М.В., техник 1-й категории, «ОАО Концерн радиостроения

«Вега», Москва, Россия

В результате проведения в 2012 году наземных комплексных испыта-ний в разработанном радиолокаторе с синтезированной апертурой антенны космического базирования были выявлены нарушения протокола упаковки данных в выходной информации, предназначенной для дальнейшей её пе-редачи по радиоканалу на наземный комплекс приёма и обработки инфор-мации.

Средствами диагностики стенда комплексных испытаний космическо-го аппарата обнаружить зондирующий сигнал (пилот-сигнал, прошедший сквозной тракт радиолокатора через линию задержки) в сделанных записях из-за сбоя не удалось. Материалы с записями в рабочем порядке были пе-реданы разработчикам аппарата для анализа и подтверждения характери-стик изделия РСА на соответствие их ТУ.

24

Анализ данных с технического комплекта изделия РСА в ОАО "Кон-

церн "Вега" показал, что наблюдается сбой синхронизации при записи

цифровой радиолокационной информации с выхода изделия РСА на бор-

товое накопительное устройство. При этом все характеристики изделия

РСА соответствовали ТУ. Процедура анализа данных заняла около одной

рабочей недели, что является весьма существенным временным интерва-

лом при проведении комплексных испытаний. Основной задачей анализа

ставился поиск в файле признаков или фрагментов пилот-сигнала радио-

локатора с целью оценки его характеристик. Служебная информация кадра

и строк была повреждена и не анализировалась.

Наличие псевдослучайных последовательностей маркеров строк в ра-

диолокационной информации позволило обнаружить присутствие строк в

сделанных записях. При этом были обнаружены цепочки последователь-

ных записей маркеров без их наполнения полезной информаций и строки

разной длинны, как меньшей или большей априорно посчитанной. Цепоч-

ки маркеров иногда составляли до 50% всего объёма файла, объясняется

это тем, что бортовое накопительное устройство продолжает запись на

диск при имитации ухода КА на теневой виток. Разная длительность строк

объяснялось потерей информации при записи на ЗУ. Если пропадание кус-

ка информации приходилось на маркер, то образовывалась "слипшаяся"

длинная строка, если на середину строки, то образовывалась более корот-

кая строка. Для иллюстрации эффекта была построена гистограмма дли-

тельности строк.

В целях сокращения времени анализа записей радиолокационной ин-

формации в последующем была разработана специальная программа поис-

ка элементов повторяющейся информации в заданном бинарном файле за

приемлемое время работы и с приемлемыми требованиями к объёму опе-

ративной памяти, доступной программе. Программа позволяет оценить в

заданном файле количество и вид повторяющихся произвольных элемен-

тов информации заданной длины, подсчитать количество повторов с час-

тичным несовпадением. Программа была протестирована и отлажена на

записях ТК изделия РСА.

Решение задачи поиска повторяющихся подпоследовательностей

строится на основе построения массива суффиксов. Суффиксом в данном

случае называется подстрока текста ненулевой длины. Массив суффиксов

представляет собой упорядоченную последовательность индексов всех

суффиксов в изначальном тексте. Таким образом, поиск в тексте осущест-

вляется проще – указатели на повторяющиеся слова расположены в масси-

ве суффиксов по-соседству. Средняя сложность алгоритма для файлов

фиксированной длины берётся O(N), где N – число байт в файле. Данный

алгоритм с равной эффективностью может быть использован для анализа

текстовых и бинарных файлов.

Программа, разработанная для анализа данных с ТК РСА, состоит из

двух подпрограмм, первая из которых осуществляет формирование масси-

ва суффиксов, а вторая поиск в файле при уже имеющемся массиве.

25

Общая схема построения суффиксного массива такова:

1) Исходный файл считывается побайтно и каждый байт помещается в массив целых чисел Y. На данном же этапе выполняется проверка соответ-

ствия глубины сортировки размерам начального файла;

2) Формируется начальный массив Pos указателей на начала последо-вательностей;

3) Массив Pos преобразовывается таким образом, чтобы соответс�