Способ и система блокирования несанкционированного канала передачи информации от радиопередатчика земного базирования на космический аппарат Российский патент 2018 года по МПК H04K3/00 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для осуществления блокирования несанкционированных космических радиолиний (КРЛ) «земная станция (ЗС) – космический аппарат (КА)» при отсутствии априорных данных о параметрах бортового приёмника КА при передаче данных с ЗС на КА.

Из уровня техники известен «Способ мониторинга космической радиолинии "Земля – КА" и система для его реализации» (патент на изобретение RU 2 578 169). В RU 2 578 169 используют тропосферную приёмную станцию, главный лепесток антенны которой наводят на локальную область интенсивного рассеивания в тропосфере радиосигнала КРЛ. Устанавливают частоту приёмника тропосферной приемной станции равную частоте передающей станции КРЛ. Принимают отражённый сигнал КРЛ от локальной области интенсивного рассеивания тропосферы, по принятому отражённому сигналу КРЛ осуществляют её мониторинг. Недостатком этого способа и системы на его основе является необходимость априорного знания частот передающей ЗС и бортового приемника КА, а также отсутствие возможности селекции сигналов от различных ЗС.

Наиболее близким к заявленным способу и системе является «Система радиоподавления несанкционированного дуплексного канала космической связи» (патент на изобретение RU 2 564 535). Здесь, обеспечивают подавление несанкционированного канала связи, организованного между КА и наземным терминалом. Используют эффект возникновения отражённых в локальной области тропосферы с интенсивным рассеиванием радиосигналов несанкционированных дуплексных каналов, а также приёмо-передающей станции, осуществляющей приём радиосигналов несанкционированных дуплексных каналов, излучаемых КА, и излучение помехового радиосигнала для несанкционированного канала, излучаемого наземным приёмо-передающим терминалом. Предполагается повышение эффективности и быстродействия радиоподавления несанкционированных дуплексных каналов космической связи без использования бортовых ретрансляторов. Недостаток данного способа и системы на его основе – отсутствие возможности однозначного определения района дислокации несанкционированного источника излучения, необходимость использования приёмо-передающей тропосферной станции и станции формирования и излучения помехового радиосигнала для несанкционированного канала.

В свою очередь, техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в обеспечении блокирования несанкционированных КРЛ «ЗС – КА» путём создания интеллектуальных помех бортовому приёмнику КА при отсутствии априорных данных о его настройках в текущий момент времени на приём и обработку определенного типа сигналов.

Решение технической проблемы обеспечивается тем, что при осуществлении способа блокирования несанкционированной космической радиолинии «ЗС – КА» предполагается:

- использование воздушного судна (ВС, либо нескольких ВС) текущие координаты центра масс которого поддерживаются так, чтобы они находились на линии прямой радиовидимости КА либо с ЗС несанкционированного радиопередатчика либо радиопередатчиков, либо из характерной точки района её размещения, координаты которых априорно известны;

- оснащение ВС бортовой аппаратурой, обеспечивающей наведение главного лепестка диаграммы направленности приёмной антенны комплекта аппаратуры обеспечения блокирования канала передачи информации на точку на поверхности Земли, координаты которой совпадают либо с координатами места размещения ЗС, либо с координатами фиксированной точки района где размещены блокируемые одна или несколько ЗС;

- приём сигналов от излучающего одного или нескольких радиопередатчиков ЗС, формирование помехи, наведение главного лепестка диаграммы направленности передающей антенны комплекта аппаратуры обеспечения блокирования канала передачи информации на КА и передача помехового сигнала в его направлении.

Система для реализации способа блокирования несанкционированной космической радиолинии «ЗС – КА» предусматривает использование одного или нескольких ВС, пункт управления ВС, обеспечивающий передачу на его борт информации о параметрах движения КА на фиксированный момент времени и координат местоположения ЗС, либо характерной точки района, в котором размещены одна или несколько блокируемых ЗС. Используют ВС, положение которого в воздушном пространстве поддерживается так, чтобы он находился в зоне прямой радиовидимости с ЗС или из фиксированной точки в районе дислокации нескольких ЗС на КА, и имеющего на борту радиоприёмное и радиопередающее устройства, ориентация диаграмм направленности которых поддерживается в процессе полета ВС следующим образом: для радиоприёмного устройства – на район размещения ЗС, а для радиопередающего устройства – в направлении на КА.

Предложенные способ и система блокирования несанкционированного канала передачи информации пояснены схемой, на которой:

1 – излучающие ЗС; 2 – КА, обеспечивающий ретрансляцию сигналов ЗС; 3 – раствор диаграммы направленности, обеспечиваемый антенной системой ЗС; 4 – ВС; 5 – помеховый сигнал на КА, излучаемый с ВС; 6 – линия прямой радиовидимости КА с ЗС; 7 – пункт управления ВС; 8 – канал обмена информацией между пунктом управления и КА; 9 – траектория движения центра масс КА.

При осуществлении предложенного способа и работе системы на пункте управления 7 формируется план решения задачи по блокированию несанкционированной КРЛ «ЗС – КА» с использованием ВС, приспособленного для решения этой задачи. Предполагаются известными данные по географическим координатам характерной точки района дислокации ЗС или координаты отдельных ЗС. То есть, в районе дислокации могут находиться несколько ЗС ориентированных на обеспечение информационного взаимодействия с другими абонентами через ретрансляторы КА определённой спутниковой системой связи, параметры движения которых на орбите предполагаются известными на пункте управления 7. Каждая из ЗС может излучать радиосигналы Sⁿ(t) в створе своей диаграммы направленности с частотой несущей fⁿ0, где n Є {1…N}, а N – общее число ЗС. Для решения задачи блокирования КРЛ «ЗС – КА» при отсутствии априорных данных о настройках бортовой аппаратуры КА на линию 5 прямой радиовидимости КА из района дислокации ЗС или с отдельной ЗС с известными координатами выводится ВС 4, оснащённое соответствующей бортовой аппаратурой.

Бортовая аппаратура включает приёмо-передатчик для взаимодействия с пунктом управления 7; абонентский комплект аппаратуры спутниковой навигации для оперативного определения ВС своих координат; радиоприёмник сигналов с ЗС с узконаправленной ориентируемой антенной; радиопередатчик помеховых сигналов на КА с узконаправленной ориентируемой антенной. Также, бортовая аппаратура ВС включает информационно-управляющий вычислительный комплекс для выработки управляющих команд на приводы приёмных и передающих антенн, а также в органы управления полетом ВС для обеспечения его положения на линии прямой радиовидимости КРЛ «ЗС – КА», обработки принятых сигналов от ЗС и формирования помеховых сигналов, излучаемых в направлении текущего положения КА и т.п. При наведении приёмной антенны ВС 4 на местоположение ЗС 1 или же на характерную точку района размещения нескольких ЗС сигналы S(t) КРЛ поступает на вход приёмного устройства ВС 4. Этот сигнал передается в бортовую аппаратуру ВС для формирования помехового сигнала и передачи его в направлении бортового приёмника КА, создавая помехи, препятствующие его функционированию.

Таким образом, предложены способ и система блокирования несанкционированного канала передачи информации, обеспечивающие блокирование несанкционированных КРЛ «ЗС – КА» путём создания интеллектуальных помех бортовому приёмнику КА при отсутствии априорных данных о его настройках в текущий момент времени на приём и обработку определенного типа сигналов.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для обеспечения блокирования космических радиолиний (КРЛ) «Земная станция (ЗС) – космический аппарат (КА)». Технический результат состоит в возможности выявления в реальном масштабе времени параметров сигналов несанкционированной КРЛ от одного или нескольких земных передатчиков в фиксированном районе их дислокации к бортовому приемнику КА и использование их для формирования и передачи с борта воздушного судна (ВС) помехового сигнала. Для блокирования несанкционированного канала передачи используют ВС (летательный аппарат), положение которого в пространстве поддерживается таким образом, чтобы он находился в зоне прямой радиовидимости с земной станции или из фиксированной точки в районе дислокации нескольких ЗС на космический аппарат. ВС имеет на борту радиоприёмное и радиопередающее устройства, ориентация диаграмм направленности которых поддерживается в процессе полёта, для радиоприёмного устройства – на район размещения ЗС, а для радиопередающего устройства – в направлении на КА. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ блокирования несанкционированного канала передачи информации от, по меньшей мере, одного радиопередатчика земной станции на, по меньшей мере, один космический аппарат, предусматривающий

прием, а также определение структуры и параметров сигнала, излучаемого данным радиопередатчиком,

формирование и передачу в реальном масштабе времени помехового сигнала в направлении бортового приемника космического аппарата, отличающийся тем, что,

по меньшей мере, одно воздушное судно, с, по меньшей мере, одним комплектом аппаратуры обеспечения блокирования канала передачи информации от упомянутого радиопередатчика располагают на время сеанса обеспечения блокирования канала так, чтобы

центр масс данного воздушного судна находился на линии прямой радиовидимости между упомянутыми радиопередатчиком и космическим аппаратом, причем

антенны для приема сигналов от упомянутого радиопередатчика земной станции и бортового передатчика, излучающего помеху, входящие в состав комплекта аппаратуры обеспечения блокирования канала передачи информации, ориентируют, соответственно, в направлении мест расположения упомянутого радиопередатчика и космического аппарата, а

пункт управления воздушным судном, взаимодействующий с комплектом аппаратуры обеспечения блокирования канала передачи информации, обеспечивает формирование и передачу на воздушное судно информации о параметрах движения космического аппарата, заданного для блокирования данных о координатах места или района дислокации земной станции, задания по решению задачи блокирования - время начала и окончания сеансов блокирования.

2. Система блокирования несанкционированного канала передачи информации от, по меньшей мере, одного радиопередатчика земной станции на, по меньшей мере, один космический аппарат, предусматривающая использование

по меньшей мере, одного комплекта аппаратуры обеспечения блокирования канала передачи информации от данного радиопередатчика, включающего

антенну и приемник сигналов от радиопередатчика, обработчик принятых сигналов, формирователь помехового сигнала, а также антенну и передатчик помеховых сигналов, причем для данной антенны обеспечена возможность динамической ориентации оси диаграммы направленности на указанный космический аппарат, отличающаяся тем, что

указанный комплект аппаратуры обеспечения блокирования канала передачи информации от упомянутого радиопередатчика размещен на борту, по меньшей мере, одного воздушного судна и включает бортовой вычислительный комплекс, формирующий управляющие сигналы на постановку помех, движение и ориентацию воздушного судна, причем

для указанной антенны приема сигналов от радиопередатчика обеспечена возможность динамической ориентации оси диаграммы направленности на место расположения упомянутого радиопередатчика,

приемо-передающую аппаратуру и антенну информационного взаимодействия с, по меньшей мере, одним пунктом управления воздушным судном, причем

пункт управления воздушным судном обеспечивает формирование и передачу на воздушное судно информации о параметрах движения космического аппарата, заданного для блокирования данных о координатах места или района дислокации земной станции, задания по решению задачи блокирования - время начала и окончания сеансов блокирования.