СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ТОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОСМИЧЕСКИХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ
METHOD OF DETECTING TAMPERING OF ACCURACY CHARACTERISTICS OF SPACE NAVIGATION SYSTEMS

Изобретение относится к области радионавигации и может быть использовано в комплексах, определяющих параметры движения (ПД) беззапросным методом, а также в системах, использующих сигналы спутниковых радионавигационных систем (СРНС).
Его использование позволяет повысить точность и достоверность определения ПД путем новой технологии измерений и применения новых методов обработки.
В навигационной аппаратуре потребителя осуществляется прием сигналов навигационного космического аппарата (НКА) и дополнений, измерение временных задержек по кодам и фазам несущих и их приращений, определение на этой основе псевдодальностей и псевдоскоростей, ввод необходимых поправок, расчет координат, времени, составляющих скоростей и скорости ухода местной шкалы времени, а также характеристик точности навигационных определений.
С учетом всех этих данных производится определение навигационных параметров потребителя - его местоположение, скорость, направление движения. Рассчитываются также точностные характеристики полученных навигационных параметров.
Контроль целостности сигналов космических навигационных систем ГЛОНАСС/GPS осуществляется использованием внутренних возможностей аппаратуры НКА и возможностей сегмента управления.
Индикация работоспособности и исправности НКА для потребителей осуществляется посредством передачи в навигационном сообщении соответствующей цифровой информации.
Известен способ обнаружения некачественного сигнала (аномалии) непосредственно в навигационной аппаратуре потребителя, установленной на борту движущегося объекта (RAIM), заключающийся в том, что в случае наличия в зоне видимости пяти и более НКА обнаружение аномального измерения производится выполнением следующих операций.
1. В обработку берутся все псевдодальности, полученные по измерениям со всех НКА и определяется местоположение объекта.
2. Затем поочередно из всей группы измерений исключается один НКА и решается задача определения местоположения объекта по оставшейся группировке.
4. Если отклонения координат объекта невелики и все решения находятся в пределах заданного ограничения, которое является функцией точности навигационных определений, то делается вывод о том, что в навигационных измерениях аномалии отсутствуют.
4. Если при выполнении процедуры перебора, обнаруживается значительное отклонение, то это свидетельствует о том, что в измерениях присутствуют аномальные отклонения. Факт обнаружения устанавливается на основе вычисления меры рассеивания (например, суммы квадратов расстояний между отдельными решениями) и сопоставления ее с некоторым заранее заданным порогом.
После установления факта обнаружения отказа вырабатывается сигнал об исключении измерений конкретного НКА из обработки.
Недостатками известного способа являются необходимость наличия избыточного количества НКА и невозможность определения незначительных отклонений, которые имеют систематический или медленноменяющийся характер, что может заставить приемник СРНС осуществить привязку к ложным сигналам, похожим на штатные, и медленно сойти с заданного направления так, чтобы прошел достаточно большой отрезок времени до обнаружения постороннего вмешательства.
Решение задачи контроля достоверности навигационного поля глобальных навигационных космических систем непосредственно связано с проблемой обеспечения достоверной навигационной информацией систем высокоточного оружия в условиях информационного противоборства.
Предпринятые в настоящее время меры по защите информации в навигационной системе ГЛОНАСС не в полной мере обеспечивают ее защищенность от возможных деструктивных воздействий, что создает для противника возможность навязывания высокоточному оружию РФ ложного навигационного поля с целью модификации передаваемых системой ГЛОНАСС навигационных параметров. В конечном счете это приводит к искажению траектории движения высокоточного оружия.
Технический результат изобретения заключается в обнаружении такого несанкционированного искажения навигационного сигнала от космических аппаратов глобальной навигационной космической системы, которое не может быть автономно обнаружено алгоритмами контроля достоверности, имеющимися в навигационной аппаратуре высокоточного оружия.
Сущность изобретения заключается в том, что на основании Байесовского критерия минимального среднего риска происходит сравнение текущих результатов навигационных измерений с расчетными значениями, полученными экстраполированием некоторого участка, где измерения можно считать достоверными.
Технический результат достигается тем, что при определении несанкционированного воздействия вводят новые операции, заключающиеся в том, что производят накопление массива измерений за заданный промежуток времени, осуществляют расчет рабочего массива отклонений измеренных характеристик от их расчетных значений, с помощью системы ортогональных полиномов осуществляют аппроксимацию полученных отклонений и рассчитывают числовые характеристики случайных величин (математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение), по этим данным производят корректировку рабочего массива измерений путем исключения из него аномальных выбросов, в соответствии с откорректированным рабочим массивом измерений производят формирование интерполяционного полинома Лагранжа, по полученному интерполяционному полиному осуществляют расчет интервала времени экстраполяции измерений, текущие измерения сравнивают с экстраполированными значениями, на основании выбранного критерия принимают решение: является ли отклонение оцениваемой точки от расчетной результатом ошибок измерений или результатом искажений параметров навигационного поля