Отечественные достижения в борьбе с искажениями навигационного сигнала
Смелые технологические фантазии сценаристов киносаги про агента 007 стали теперь обыденной повседневностью по прошествии: частный завод по производству космических кораблей-«челноков», беспилотные автомобили, биохакинг (управляющие микросхемы-импланты в телах животных и людей) – всё это уже общемировое достояние и способствует прогрессу человечества в целом.
Но спуфинг! Он больше не фантастическое оружие киношного злодея – медиамагната. Спуфинг стал ощутимой головной болью не только в оборонных задачах, но и в повседневной хозяйственной деятельности (телематические сервисы, навигация в городских джунглях, маневрирование вблизи и на территории морских и речных портов, аэронавигация). Помехи приёму сигналов глобальных систем спутниковой навигации (ГНСС) чреваты не только экономическим уроном, но и представляют опасность для жизни и здоровья людей. Поэтому стали остро востребованы технические решения, которые спасают жизни в воздухе, на дороге и на воде.
Отраслевой научно-технический журнал «ИСУП» информирует нас о том, что существует два рукотворных способа наведения помех на приёмники ГНСС: джамминг и спуфинг, а также комплекс техногенных и природных причин ослабления и искажения сигналов навигации, которые транслируются с геостационарных спутников Земли, например, ионосферная сцинтилляция.
Джамминг (англ. jamming) – подавление, обычно глушение широкополосным шумоподобным сигналом. Он может быть и непреднамеренным – следствием паразитных излучений находящихся поблизости приёмно-передающих устройств. Но чаще всего это именно инструмент грубого, как дубинка, и преднамеренного нарушения приёма сигнала ГНСС. Сравнительная дешевизна и прямолинейность джамминга являются и ограничивающими факторами его применения. Рутинный мониторинг радиоэфира позволяет своевременно и с большой достоверностью установить факт и источник недружественной трансляции.
Гораздо более изящным, интеллектуальным и точным инструментом РЭБ является спуфинг (англ. spoofing) – подмена сигнала ГНСС. Суть спуфинга состоит в передаче сложной имитационной помехи на приемник ГНСС. Противодействие спуфингу требует адаптивного и комплексного решения, включающего специализированную аппаратную и программно-аналитическую составляющие.
За прошедшие несколько лет борьба «замка и отмычки» прошла уже несколько циклов, опробованы различные конструкции приёмных антенн, для совершенствования ПО привлечены силы искусственного интеллекта, но явного и окончательного перевеса сил одной из сторон ещё нет. Тем не менее очевидно, что до изобретения и начала практического применения навигации на новых физических принципах наиболее действенным остается совершенствование методов и компонентов автономной инерциальной навигации на период действия достоверно идентифицированной имитационной помехи.
В статье приводится вариант зарубежного технического решения для беспилотников по преодолению зоны с ненадёжными или искаженными сигналами спутниковой навигации. Полётный контроллер массовой модели дополнен внешним счетно-решающим устройством, получающим данные от приёмника воздушного давления, высокоточного магнитного компаса и антенны с управляемой диаграммой направленности.
Работы в том же направлении ведутся и отечественными специалистами. Далее внимание переключается на одного из ветеранов отрасли: производителя блоков инерциальных датчиков и поставщика навигационных решений компанию «Лаборатория Микроприборов» (ООО «ЛМП») из Зеленограда.
Одно из достижений – разработанный в «Лаборатории Микроприборов» алгоритм длительной автономной навигации по модели автомобиля и интеграция дополнительных измерений от внешних корректоров: лидаров, радаров, одометров. Преимуществами упомянутой модели автомобиля являются постоянная коррекция углов крена и тангажа и длительное время навигации с относительно небольшой вычисленной ошибкой.
В настоящий момент с участием заинтересованных потребителей ведутся работы по увеличению времени автономной работы алгоритма навигации – без ГНСС. Отрабатываются при натурных испытаниях программные настройки интеграции с датчиком баровысоты, автоматическое вычисление скорости ветра на этапе полёта в зоне приёма достоверных сигналов ГНСС и автоматическая подстройка датчика воздушного потока (ДВП).
Компания «ЛМП» также ведёт работы по созданию надёжных навигационных решений для водного транспорта без опоры на сигналы ГНСС. В этом случае приоритетная роль отводится интеграции инерциальной системы с доплеровским лагом. Полученные ко времени написания этой статьи результаты опытной эксплуатации в составе судового оборудования дают повод для оптимизма.
Решая текущие прикладные задачи, подобные борьбе со спуфингом, отечественный производитель уделяет внимание и импортозамещению. Анонсированы новые компактные инерциальные модули, которые являются преемниками программно-аппаратных решений прежних серий ГКВ. При этом новинки обеспечивают pin-to-pin-замещение широко применяемых в стране зарубежных изделий.
Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал
По материалам открытых источников