Модель оценки разведзащищенности элементов локальной навигационной системы

Актуальность. Уязвимость систем глобального позиционирования стимулирует к развертыванию и практической эксплуатации локальных радионавигационных систем в интересах решения частных навигационных задач беспилотных авиационных систем. Прагматизм такого подхода базируется на успешности эксплуатации таких радиосистем ближней навигации, как TACAN и VOR / DME. Вместе с тем применение беспилотных летательных аппаратов в качестве платформ для аппаратуры комплексов несанкционированного радиомониторинга и постановки помех делает локальные радионавигационные системы уязвимыми к деструктивным воздействиям. Поэтому необходима разработка комплекса мероприятий по оценке разведзащищенности линий радионавигационной информации и, в перспективе, – методов повышения их помехозащищенности.

Цель: создание математической модели для исследования и оценки разведзащищенности элементов локальных радионавигационных систем на основе совпадения импульсных потоков. Для этого использовались методы энергетического расчета линий радиосвязи, теория вероятностей, формализации процедур поиска сигналов на основе теории импульсных потоков. 

Результаты: разработана частная модель функционирования локальной радионавигационной системы обслуживания беспилотных авиационных платформ; уточнен аналитический аппарат для модели радиомониторинга сигналов источников радиоизлучений с учетом пространственного, частотного и временно́го совпадения диаграмм направленности антенн приемника поиска и излучаемого в импульсном режиме радионавигационного сигнала; получены зависимости вероятности электромагнитной доступности источников радиоизлучений от дистанции мониторинга при различной ширине диаграмм направленности антенны приемника поиска; формализованы процедуры поиска навигационных сигналов в виде импульсного потока; рассчитаны зависимости вероятности и времени совпадения импульсных потоков, характеризующих процедуры поиска и функционирования локальных радионавигационных систем.

Практическая значимость: результаты работы могут использоваться при развертывании локальных радионавигационных систем для обеспечения их разведзащищенности в зависимости от потенциальной дальности мониторинга при различной ширине диаграммы направленности антенны приемника поиска.

1. Неровный В.В., Коратаев П.Д., Облов П.С., Толстых М.Ю. Характеристики уязвимости аппаратуры потребителей глобальных навигационных спутниковых систем к спуфинг-атакам // Труды учебных заведений связи. 2023. Т. 9. № 6. С. 95–100. DOI:10.31854/1813-324X-2023-9-6-95-100. EDN:GBDCCJ

2. Дворников С.В., Фокин Г.А., Аль-Одхари А.Х., Федоренко И.В. Оценка влияния свойств сигнала PRS LTE на точность позиционирования // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2017. № 4. С. 94–103. EDN:YQWNLJ

3. Борзов А.Б., Микаэльян С.В. Алгоритм построения собственной системы координат локальной автономной радионавигационной системы // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18. № 4-7. С. 1399–1405. EDN:ZAULWV

4. Бабуров В.И., Агарков А.В., Бондаренко А.П., Вострецов А.Г., Зубарев В.Ю., Кацаев Ю.А. и др. Совершенствование интегрированного бортового радиоэлектронного навигационно-посадочного оборудования // Новости навигации. 2019. № 4. С. 44–50. EDN:XCNRES

5. Лукиянов А.С., Подстригаев А.С. Методика проектирования устройства с регулируемой задержкой для системы радиотехнического обзора комплекса радиомониторинга // Морская радиоэлектроника. 2025. № 1(91). С. 14–20. EDN:UQSGHJ

6. Бурлаков С.О., Снежко В.К., Якушенко С.А., Егрушев В.Е., Веркин С.С., Антонов В.В. Синтез топологии интегрированной системы навигации и связи, функционирующей в условиях воздействия помех // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2023. № 1-1(76). С. 15–18. DOI:10.24412/2500-1000-2023-1-1-15-18. EDN:LRJGDG

7. Симонов А.Н., Волков Р.В., Дворников С.В. Основы построения и функционирования угломерных систем координатометрии источников радиоизлучений: учеб. пособие. СПб.: ВАС, 2017. 248 с. EDN: XRBXML

8. Лукиянов А.С., Подстригаев А.С. Оценка повышения доли импульсов, принимаемых комплексом радиомониторинга в условиях сложной сигнальной обстановки, при использовании устройств задержки // Успехи современной радиоэлектроники. 2024. Т. 78. № 3. С. 13–21. DOI:10.18127/j20700784-202403-02. EDN:QIMNQR

9. Якушенко С.А., Тихоненкова О.В., Сатдинов А.И. Электромагнитная деформация высокоточного радионавигационного поля потребителей бассейнов внутренних водных путей России // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2024. Т. 22. № 4. С. 53–61. DOI:10.18127/j20700814-202404-06. EDN:GVCCGB

10. Бондаренко В.Н., Гарифуллин В.Ф., Краснов Т.В., Галеев Р.Г. Помехи множественного доступа в широкополосных системах радионавигации со спектрально-эффективными шумоподобными сигналами // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. 2015. Т. 8. № 3. С. 313–318. EDN:TUWLUH

11. Неровный В.В., Паринов М.Л., Облов П.С., Коратаев П.Д. Моделирование и анализ вероятностных характеристик функционирования малоканальной аппаратуры потребителей глобальных навигационных спутниковых систем в условиях имитирующих помех // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 7. С. 118–123. DOI:10.18127/j00338486-202407-21. EDN:RBUPXW

12. Дворников С.В., Марков Е.В., Маноши Э.А. Повышение помехозащищенности передач декаметровых радио-каналов в условиях непреднамеренных помех // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2021. Т. 15. № 6. С. 4–9. DOI:10.36724/2072-8735-2021-15-6-4-9. EDN:KHPWMU

13. Шпиганович А.Н., Шпиганович А.А., Зацепина В.И., Зацепин Е.П. Случайные импульсные потоки к анализу и синтезу многоуровневых систем. Липецк: Липецкий государственный технический университет, 2017. 308 с. EDN:LFKIYC

14. Шпиганович А.Н., Шпиганович А.А., Бойчевский А.В. Оценка безотказности системы электроснабжения на основе теории импульсных потоков // Вестник Вологодского государственного университета. Серия: Технические науки. 2022. № 1(15). С. 18–21. EDN:NHOTMV

15. Городов И.А., Беляев Д.В., Трошков А.В. Формализация задачи оценки эффективности системы радиомониторинга в современных условиях // Научная мысль. 2018. Т. 4. № 2(28). С. 40–48. EDN:XRRCHZ

16. Артемов М.Л., Афанасьев О.В., Воропаев Д.И., Сличенко М.П., Ильин М.Ю., Серебрянникова О.А. Частотная селекция сигналов в многоканальной системе радиомониторинга с учетом ограниченной пропускной способности линии передачи данных // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 1. С. 93–99. DOI:10.18127/j00338486-202201-14. EDN:EYLQGE

17. Артемов М.Л., Гордиенко Д.Ю., Сличенко М.П., Трушин С.П. Обнаружение источников радиоизлучения по результатам многоканальной пространственно-корреляционной обработки радиосигналов в динамически меняющейся электромагнитной обстановке // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 9. С. 70–77. DOI:10.18127/j00338486-202509-07. EDN:FEJMFJ

18. Ломакин А.А., Пантенков Д.Г., Соколов В.М. Математические модели оценки скрытности спутниковых каналов радиосвязи с беспилотными летательными аппаратами. Часть 2 // Труды учебных заведений связи. 2019. Т. 5. № 4. С. 37–48. DOI:10.31854/1813-324X-2019-5-4-37-48. EDN:XFNWYQ

19. Снежко В.К., Якушенко С.А., Егрушев В.Е., Веркин С.С., Антонов В.В., Чеканова Е.В. Оценка доступности радиоизлучений тропосферных станций средствам мониторинга // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2024. № 1-2(88). С. 207–212. DOI:10.24412/2500-1000-2024-1-2-207-212. EDN:RHYHDO

20. Меркулов В.И., Миляков Д.А., Чернов В.С. Способы двухэтапного отождествления пеленгов в многопозиционных системах радиомониторинга воздушного базирования // Успехи современной радиоэлектроники. 2021. Т. 75. № 11. С. 77–88. EDN:APYWEN

21. Подстригаев А.С., Смоляков А.В., Лукиянов А.С. Возможность использования оптико-электронного тракта в фазовом радиопеленгаторе СВЧ-диапазона в условиях динамических температурных воздействий // Успехи современной радиоэлектроники. 2022. Т. 76. № 9. С. 55–65. DOI:10.18127/j20700784-202209-03. EDN:ESTDSX

22. Дворников С.В., Волков Р.В., Желнин С.Р., Саяпин В.Н., Симонов А.Н. Основы построения и функционирования угломерно-дальномерных систем координатометрии источников радиоизлучений: учеб. пособие. СПб.: ВАС, 2008. 104 с. EDN:WWJMJF

23. Кудряшова А.Ю., Богомолова Н.К. Алгоритм поиска радиосигналов ГЛОНАСС в программно-определяемом приемнике с частотным и кодовым разделением // DSPA: Вопросы применения цифровой обработки сигналов. 2024. Т. 14. № 4. С. 54–64. EDN:HQJDFD

24. Михайлов Н.В., Чистяков В.В. Методы поиска сигналов спутниковых навигационных систем в приемниках космического базирования. Ч. 1. Комбинированный поиск // Гироскопия и навигация. 2013. № 4(83). С. 60–71. EDN:RRTGDH

25. Пылаев Н.А. Модель составного радиоканала через ретранслятор связи на беспилотном летательном аппарате, обеспечивающая аппроксимацию его состояния потоком импульсов совпадений случайных импульсных потоков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. № 2. С. 62–71. DOI:10.24412/2071-6168-2022-2-62-71. EDN:NGHJNC

26. Кульпин С.И., Кузьмин В.Г., Орлов И.Я. Особенности блокирования приемной системы потоком импульсных помех // Датчики и системы. 2003. № 4. С. 16–19. EDN:KWNOS