Архивы: по дате | по разделам | по авторам

Теория и практика падающих томагавков

Архив
автор : Вадим Иванченко   05.10.2000

Четвертая статья из темы "TERRA MARIQUE" номера 363 бумажной "Компьютерры"

Системы космической радионавигации (и GPS, и ГЛОНАСС) создавались в первую очередь для координатно-временного обеспечения войск и военной техники. Активное внедрение спутниковых навигационных методов в гражданскую жизнь началось лишь 10–15 лет назад. За это время система GPS, например, получила распространение по всему миру, а ее приемоиндикаторы стали продуктом массового спроса. Перспективы расширения коммерческого рынка навигационной аппаратуры оказались столь впечатляющими, что США в прошлом году начали модифицировать систему GPS под гражданские нужды, а в мае этого года отменили режим селективного доступа, который примерно в десять раз ухудшал стандартную точность местоопределения, составляющую 10–20 м.

Вместе с тем, при очевидном успехе в гражданском секторе, широко известны серьезные проколы в военных приложениях: системы наведения оружия, использующие GPS, дают много сбоев. Вспомним самоликвидацию сотни крылатых ракет «Томагавк» во время операции «Лиса в пустыне» или «разброд и шатания» тех же ракет при бомбардировке американцами Сербии. В те времена, когда происходили эти события, пресса разнесла по всему миру сообщение о профессоре Кашинове, который предложил Ираку и Югославии схему устройства подавления навигационного сигнала, принимаемого оружием самонаведения. Тогда некоторые специалисты скептически отнеслись к его предложениям, злополучные «Томагавки» у американцев кончились, и история начала забываться. Однако сообщения информационных агентств на эту тему стали с тех пор появляться регулярно, — вот, например, одно из последних: «…иракская армия использует передатчики помех российского производства для противодействия полетам американской и британской авиации над Ираком. Помехи ставятся приемникам навигационной информации системы GPS. В Кувейте считают, что для этого применяется аппаратура, созданная российской фирмой „Авиаконверсия“».

Взяв на себя груз подготовки темы по спутниковой навигации, нам ничего не оставалось, как отправиться за разъяснениями к основным действующим лицам. И сначала в Питер, к доктору технических наук Валентину Кашинову.

Валентин Владимирович, в чем идея предложенного вами принципа глушения навигационных сигналов?

— Ну, идея-то не моя. Она изложена в статье известных специалистов по РЭБ Поддубного и Овчаренко, опубликованной в журнале «Радиотехника» за 1992 год. Я просто показал, как можно использовать ее в конкретных целях. Суть идеи заключается в том, что при наличии в пространстве двух близких по частоте несущих в пространстве же возникают биения. Их частота находится между излучаемыми частотами, а в соседних максимумах фаза сдвинута на 180 градусов — это проходят в школе. Если одна из несущих фазоманипулированна, суть дела от этого не меняется. В приемнике GPS стоит коррелятор, который сворачивает фазоманипулированный навигационный сигнал с имеющейся в приемнике его копией. Когда отклик коррелятора достигает максимума, это и считается временем прихода сигнала. Если в пределах полосы коррелятора (в гражданском канале это около 2 МГц) будет еще одна несущая, то это эквивалентно фазоманипулированной помехе, крутящей фазу через импульс. В результате сигнал просто не будет приниматься.

А как этот подход реализовать на практике?

— Чтобы при помощи биений заглушить сигналы спутниковой GPS, достаточно излучать с Земли немодулированные частоты 1577 МГц (гражданский канал) и 1230 МГц (военный канал). Причем мощность передатчика может быть порядка единиц ватт, как у карманного фонарика! Одного ватта хватает, чтобы глушить сигнал на расстоянии прямой видимости до 500 км.

Сигналы нашей отечественной системы ГЛОНАСС тоже можно глушить?

— Конечно, но там посложнее. Потому что все 24 спутника GPS работают на одной частоте (режим кодового разделения каналов CDMA), а в нашей системе каждый спутник работает на своей частоте (частотное разделение сигналов — FDMA), и поэтому передатчиков нужно несколько.

А на практике вы проверяли свои идеи?

— Я разослал схему устройства глушения разным странам и организациям: Ирак, Югославия, НАТО, Комитет «Анти-НАТО» Госдумы и др. Что происходило в Ираке и Югославии, вы знаете, — «Томагавки» разлетались в разные стороны, хотя трудно спросить иракцев или даже югославов, что они там применяют, но у меня брал интервью арабский журналист. Журнала я, правда, не видел. А в материалах из того же Кувейта говорилось, что устройство разработано в университете и автор статьи беседовал с профессором. Да ведь это не важно, что они используют. Важно, что агрессорам в небе тоскливо, а GPS выведена из строя. Любой радиолюбитель выводит ее из строя в любой момент. «Томагавки» по прямому назначению — доставка ядерного оружия — использоваться уже не могут, а стоят они более миллиона долларов. Один неверующий профессор из США, прочитав об этой идее, возразил мне письменно. Тогда я ему посоветовал взять ГСС [1] и проверить. Через день он ответил, что я совершенно прав — у него на яхте приемник GPS не работал даже при очень маленькой мощности помехи.

А есть ли в мире промышленные разработки подобных устройств?

— Да, конечно, западная пресса много пишет об этом. И у нас есть фирмы, только используют они несколько другой подход: глушат шумоподобным сигналом; мне кажется, это излишне и стоит дороже, а результаты будут, пожалуй, даже похуже. Фирма «Авиаконверсия», например, еще в 1997 году на авиасалоне в Жуковском демонстрировала свои jammers [2].


1 (обратно к тексту) - Генератор стандартных сигналов.

2 (обратно к тексту) - Станция умышленных помех.

 

Автосигнализации с GPS

Такие системы сами сообщают в милицию местонахождение угнанного автомобиля. В салоне автомашины скрытно устанавливается датчик контроля местонахождения, в состав которого входит плата GPS-приемника с антенной, датчики движения и открывания дверей, а также модем сотовой связи. Прежде чем сесть в автомобиль, владелец должен набрать на трехкнопочной клавиатуре персональный код. Если этого не происходит, то при срабатывании датчиков дверей, или как только автомобиль придет в движение, на диспетчерский пульт системы, оснащенной электронной картой, будет подан сигнал тревоги. Одновременно информация об угнанном автомобиле передается на специальный пульт дежурного в ГИБДД, где положение и скорость угнанного автомобиле также отображаются на электронной карте местности, или, по договоренности с клиентом, на дополнительный пульт в его собственной службе безопасности. В отличие от не нашедших широкого применения радиосигнализаций подобная система не требует специальной сети пеленгационных станций, — используется обычная мобильная связь. Кроме того, водитель может нажатием одной кнопки подать сигнал о разбойном нападении или о ДТП. Другая кнопка вызывает скорую помощь. В ближайшее время на рынке автоэлектроники ожидается появление целого «маршрутного пакета» — полноценной бортовой навигационной системы с электронными картами российских городов и регионов.

Следующий наш собеседник — директор московского ТОО «Авиаконверсия», доктор технических наук Олег Антонов.

Олег Евгеньевич, как давно ваша фирма выпускает приборы для глушения навигационных сигналов?

— Впервые мы показали портативный передатчик помех для подавления приемников GPS и ГЛОНАСС на Международном авиакосмическом салоне в Москве в 1997 году. Это вызвало сенсацию в мире и ужас среди военных. Следующую модификацию передатчика мы показали на таком же салоне в 1999 году. Эти передатчики срывают работу навигационных приемников во всех четырех диапазонах частот обеих навигационных систем — GPS и ГЛОНАСС. Помехи, излучаемые передатчиком, поступают на вход приемников вместе с сигналами от спутников и приводят к срыву процесса измерения координат. В результате приемник прекращает определять текущее местоположение объекта и выдает последние перед началом действия помех координаты.

Какие характеристики у передатчика?

— У первого — мощность излучения 2–3 Вт в каждом частотном диапазоне, дальность действия — до 50 км по прямой при массе менее 3 кг. Сейчас мы выпускаем следующую модификацию с мощностью излучения 20 Вт в каждом частотном диапазоне, дальность действия — до 150 км при массе 10 кг.

Принцип действия ваших устройств отличается от подхода, предложенного профессором Кашиновым? Насколько верны и практичны его идеи?

— Он далеко не первый предложил подавлять работу навигационных приемников. Подобные идеи выдвигались еще в конце шестидесятых годов, когда система GPS только создавалась. В том числе высказывались мысли, совпадающие с его предложением. В целом подход Кашинова верен, но он, знаете ли, больше математик, независимо пришедший к этой идее, мы же занимаемся такими станциями с 1992 года, провели массу экспериментов… И считаем, что его решение далеко не единственное и, главное, далеко не лучшее.

А «Томагавки» в Ираке и Сербии не от его воплощенной идеи разлетались?

— Конечно же, нет. На то было много других причин: при резких маневрах сигнал терялся, влияла запыленность и задымленность атмосферы на низких высотах, к тому же американцы расстреливали самые первые свои ракеты, еще плохо отработанные.

Кстати, а ваши устройства этому не посодействовали? И возможно ли это практически?

— С помощью наших передатчиков можно глушить навигационные сигналы и выводить из строя не только «Томагавки», но и другие виды оружия — это проверено на практике. Кстати, на последнем Московском авиасалоне в 1999 году мы впервые обнародовали концепцию информационного оружия, как мы его понимаем, и демонстрировали целый набор средств такого оружия. В ноябре будем участвовать в авиасалоне в Китае и познакомим с этой концепцией новый круг заинтересованных лиц.

Сейчас навигационные технологии бурно развиваются и применяются в самых разных областях: в системах диспетчерского контроля, службе спасения, авиации, геодезии. Не приведет ли распространение устройств глушения к опасности вывода из строя жизненно важных систем, в которых используются навигационные приемники?

— Закрыть Америку нельзя. Как всегда, на каждую новую броню разрабатывается новый снаряд и наоборот. Раз есть эффективное противодействие навигационным системам GPS и ГЛОНАСС, значит, теперь должны думать разработчики навигационных систем, — шар на их стороне.

 

GPS в авиации

Cредства радионавигации начали применятся в авиации раньше, чем в других видах транспорта. Всенаправленные радиомаяки, радиодальномеры, посадочные системы ILS и MLS, LORAN и, наконец, GPS. Существуют разные точки зрения на степень доверия к использованию GPS в качестве навигационного средства. Одни авиакомпании полностью одобрили GPS как для визуального, так и для слепого полета, другие - только как дополнительное средство в условиях хорошей видимости, третьи до сих пор не используют GPS, полагаясь лишь на традиционные средства радионавигации. Однако очевидно, что роль GPS в авиации будет возрастать. Ее применение в воздухе имеет ряд особенностей. И в первую очередь это связано с высокой скоростью движения воздушного транспорта. Приемники должны быть быстродействующими и непрерывно контролировать точность и надежность показаний, так как даже из-за кратковременной ошибки самолет может отклониться от курса на опасное расстояние. Поэтому в авиационных приемниках используется технология RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring), позволяющая на основе избыточности измерений рассчитывать позицию летательного аппарата относительно нескольких групп спутников и выявлять спутники, псевдодальности до которых выходят за заданные пределы. Как и их наземные собратья, авиационные GPS-приемники выпускаются в носимом или стационарном исполнении. Многие модели представляют собой целый бортовой компьютер с комплектом аэронавигационных карт и баз данных компании Jeppesen. Вот, например, характеристики одного из таких приборов: 12-канальный приемник, радиостанция, которая может автоматически настраиваться на частоты, взятые из базы данных, память, вмещающая до тысячи путевых точек и двадцать планов полета, выдача заданных пользователем сообщений-напоминаний в заданные моменты полета, аварийное курсоуказание к одному из ближайших аэропортов, масштабируемая движущаяся карта, расчет сноса ветром, планирование полета, расчет запасов топлива до аэропорта (при подключении интерфейса топливного датчика) и т. д.



От себя нам остается лишь добавить, что наличие на рынке таких «глушилок» говорит о спросе на подобную аппаратуру. А если существует спрос, то рано или поздно не только военные, но и гражданские пользователи спутниковых навигационных приемников должны прочувствовать ее на себе, согласно закону, по которому висящее на стене ружье в последнем акте непременно выстрелит.

© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2022
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.