
- •Томский университет автоматизированных систем управления
- •А.П. Зайцев, а.А. Шелупанов
- •Технические средства и методы защиты
- •Информации
- •Учебное пособие
- •Рецензенты: введение
- •1. Технические каналы утечки информации
- •1.2. Технические каналы утечки речевой информации
- •1.2.1. Возможные каналы утечки речевой информации
- •1.2.3. Вибрационные технические каналы
- •1.2.4. Электроакустические каналы утечки информации
- •1.2.5. Оптико-электронный технический канал утечки
- •1.2.6. Параметрические технические каналы утечки информации
- •1.3. Технические каналы утечки информации, обрабатываемой тспи и передаваемой по каналам связи
- •1.3.1. Электрические линии связи
- •1.3.2. Электромагнитные каналы утечки информации
- •1.3.2.1. Электромагнитные излучения элементов тспи
- •1.3.2.2. Электромагнитные излучения на частотах работы вч генераторов тспи и втсс
- •1.3.2.3. Электромагнитные излучения на частотах самовозбуждения унч тспи
- •1.3.3. Электрические каналы утечки информации
- •1.3.3.1. Наводки электромагнитных излучений тспи
- •1.3.3.2. Просачивание информационных сигналов в цепи электропитания
- •1.3.3.3. Паразитные связи через цепи питания
- •1.3.3.4. Просачивание информационных сигналов в цепи заземления
- •1.3.3.5. Съем информации по электрическим каналам утечки информации
- •1.3.4. Параметрический канал утечки информации
- •1.4. Способы скрытого видеонаблюдения и съемки
- •1.5. Демаскирующие признаки объектов и акустических закладок
- •1.5.1. Общие положения
- •1.5.2. Демаскирующие признаки объектов
- •1.5.3. Демаскирующие признаки акустических закладок
- •Средства акустической разведки
- •2.1. Микрофоны
- •2.2. Направленные микрофоны
- •2.2.1. Виды направленных микрофонов.
- •2.2.2. Сравнение и оценка направленных микрофонов
- •Проводные системы, портативные диктофоны и электронные стетоскопы
- •2.3.1. Общие сведения
- •2.3.2. Примеры технической реализации диктофонов и транскрайберов
- •С тетоскопы
- •2.4. Радиомикрофоны
- •2.5. Лазерные микрофоны
- •2.6. Гидроакустические датчики
- •Свч и ик передатчики
- •Средства радио- и радиотехнической разведки
- •3.1. Сканирующие компьютерные радиоприемники, радиопеленгаторы
- •3.2. Анализаторы спектра, радиочастотомеры
- •Контроль и прослушивание телефонных каналов связи
- •4.1. Прослушивание телефонных переговоров
- •4.2. Непосредственное подключение к телефонной
- •4.3. Подкуп персонала атс
- •4.4. Прослушивание через электромагнитный звонок
- •4.5. Прослушивание помещений через микрофон телефонного аппарата
- •4.6. «Атаки» на компьютеризованные телефонные
- •5. Системы слежения за транспортными средствами
- •6. Обеспечение безопасности объектов
- •6.1. Классификация объектов охраны
- •6.2. Особенности задач охраны различных типов объектов
- •6.3. Общие принципы обеспечения безопасности объектов
- •6.4. Некоторые особенности построения периметровой охраны
- •6.4.1. Периметр – первая линия защиты
- •6.4.2. Функциональные зоны охраны
- •6.4.3. Оптимизация построения системы охранной безопасности
- •6.5. Контроль доступа к защищаемым помещениям
- •Охрана оборудования и перемещаемых носителей информации
- •6.7. Быстроразвертываемые охранные системы
- •Анализ состава зарубежных комплексов
- •6.9. Анализ состава отечественных быстроразвертываемых средств охраны
- •Системы защиты территории и помещений
- •6.10.1. Инфракрасные системы
- •6.10.2. Элементы защиты ик-датчиков
- •6.11. Оптоволоконные системы
- •6.12. Емкостные системы охраны периметров
- •Вибрационные системы с сенсорными кабелями
- •6.14. Вибрационно-сейсмические системы
- •Радиолучевые системы
- •6.16. Системы «активной» охраны периметров
- •6.17. Телевизионные системы
- •7. Защита электронных устройств и объектов от побочных электромагнитных излучений
- •7.1. Экранирование электромагнитных волн
- •7.1.1. Электромагнитное экранирование и развязывающие цепи
- •7.1.2. Подавление емкостных паразитных связей
- •7.1.3. Подавление индуктивных паразитных связей
- •7.1.4. Экранирование проводов и катушек индуктивности
- •7.2. Безопасность оптоволоконных кабельных систем
- •7.3. Заземление технических средств
- •7.4. Фильтрация информационных сигналов.
- •7.5. Основные сведения о помехоподавляющих фильтрах
- •7.6. Выбор типа фильтра
- •7.7. Пространственное и линейное зашумление
- •8. Устройства контроля и защиты слаботочных линий и сети
- •8.1. Особенности слаботочных линий и сетей как каналов утечки информации
- •8.2. Рекомендуемые схемы подключения анализаторов к электросиловым и телефонным линиям в здании
- •8.3. Устройства контроля и защиты проводных линий от утечки информации
- •8.4. Способы предотвращения утечки информации через пэмин пк
- •10.1. Общие сведения
- •Максимальная дальность обнаружения металлических объектов (на воздухе) – до 170 см.
- •11. Нелинейные локаторы
- •Модель радиолокационного наблюдения в условиях нелинейной локации
- •11.2. Технология нелинейной локации
- •11.3. Эффект затухания
- •Другие возможности применения аудио демодуляции в лн
- •Тип излучения
- •Другие характеристики лн
- •Промышленные образцы лн
- •Технические средства радиомониторинга и обнаружения закладных устройств
- •12.1. Общие сведения
- •12.2. Индикаторы поля
- •12.3. Комплексы радиомониторинга и обнаружения закладок
- •Назначение usb – ключа:
- •Преимущества
- •13.4. Считыватели «Proximity»
- •13.5. Технология защиты информации на основе смарт-карт
- •13.6. Система защиты конфиденциальной информации «Secret Disk»
- •Генерация ключей шифрования
- •13.7. Программно-аппаратный комплекс «Аккорд-1.95» Назначение комплекса
- •В ерсии комплекса
- •Особенности модификаций комплекса
- •Подсистема обеспечения целостности
- •13.9. Аппаратно-программная система криптографической защиты сообщений «sx-1»
- •Словарь терминов по информационной безопасности
- •Список использованной литературы
- •Перечень сведений конфиденциального характера
- •9 Сентября 2000 г. № Пр-18959 февраля 2001 г. Доктрина информационной безопасности российской федерации
- •Информационная безопасность
- •1. Национальные интересы Российской Федерации в информационной сфере и их обеспечение
- •2. Виды угроз информационной безопасности Российской Федерации
- •3. Источники угроз информационной безопасности Российской Федерации
- •4. Состояние информационной безопасности Российской Федерации и основные задачи по ее обеспечению
- •I. Общие положения
- •II. Государственная система защиты информации
- •III.Организация защиты информации в системах и средствах информатизации и связи
- •VI. Контроль состояния защиты информации
- •Положение о сертификации средств защиты информации по требованиям безопасности информации
- •Общие положения
- •2. Организационная структура системы сертификации
- •3. Порядок проведения сертификации и контроля
- •4. Требования к нормативным и методическим документам по сертификации средств защиты информации
- •Положение по аттестации объектов информатизации по требованиям безопасности информации
- •Общие положения
- •Организационная структура системы аттестации объектов информатизации по требованиям безопасности информации
- •Порядок проведения аттестации и контроля
- •Требования к нормативным и методическим документам по аттестации объектов информатизации
- •Содержание
- •1.1. Общие понятия
- •1.3.2.4. Побочные электромагнитные излучения персонального компьютера
- •2.3.2. Примеры технической реализации диктофонов и транскрайберов
- •7.4. Заземление технических средств ……………………….
4.6. «Атаки» на компьютеризованные телефонные
системы
В последнее время объектом повышенного внимания злоумышленников стали компьютеризованные телефонные системы (АТС и офисные мини-АТС, управляемые компьютером). В таких системах все телефонные соединения осуществляются компьютером в соответствии с заложенной в него программой. В общем виде «атака» на такую телефонную систему состоит в том, что злоумышленники, используя хорошо отработанные способы, дистанционно проникают в локальную компьютерную систему или в сам управляющий компьютер и изменяют программу, по которой он выполняет телефонные соединения или предоставляет доступ абонентов в систему. В результате они получают возможность перехватывать со своего телефона все виды информационного обмена, ведущегося в контролируемой системе. При этом обнаружить факт такого перехвата чрезвычайно сложно.
5. Системы слежения за транспортными средствами
В основе любого комплекса технических средств местоопределения подвижных объектов лежит, прежде всего, собственно система местоопределения подвижных объектов. Существует множество различных способов и систем местоопределения. Достаточно полная классификация известных систем и способов приведена в [9, 10]. Рассмотрим системы местоопределения, использующие методы спутниковой радионавигации [1].
Оборудование спутниковых навигационных систем является высокотехнологичным, легко интегрируется с другими видами технического и программного обеспечения. В простейшем случае структура подобной системы выглядит так:
на автомашине устанавливается навигационный приемник, работающий по сигналам СРНС GPS, который через интерфейс RS232 подключается к модему любительской пакетной радиосвязи стандарта TNC-2. Через аудиоинтерфейс модем подключается к произвольной автомобильной радиостанции УКВ диапазона, работающей в режиме Conventional Radio;
в диспетчерском центре работает персональный компьютер, на котором установлены ГИС–пакет MapInfo, отсканированная растровая карта и приложение, написанное на MapBasic, обеспечивающее визуализацию текущего местоположения подвижного объекта на фоне карты;
к диспетчерскому компьютеру подключается радиомодем аналогичный тому, что установлен на борту, и радиостанция с антенной.
Несмотря на кажущуюся простоту, подобные системы в ряде случаев могут достаточно эффективно выполнять свои функции. Вместе с тем, для подобной системы свойственны некоторые существенные ограничения, не позволяющие использовать ее для серьезных применений. Во-первых, это неэффективное использование радиочастотного спектра (режим Conventional Radio на выделенных частотах, «перегруженность» протокола АХ25, применяемого в пакетных радиомодемах, реализация защиты от ошибок только путем переспроса, низкая скорость передачи данных за счет использования полосы речевого канала и как следствие всего этого – низкая пропускная способность системы. Во-вторых, сложность организации радиопокрытия большой территории. Предусмотренный протоколом АХ25 режим передачи через ретрансляторы с повтором (диджипитеры) может эффективно работать только вдоль протяженных трасс. В-третьих, полная незащищенность системы от постороннего проникновения – как с целью перехвата данных, так и с целью несанкционированного использования инфраструктуры сети передачи данных. Реально подобная система может обеспечить контроль местоположения 10–20 автомашин с периодом обновления информации 1–5 минут для каждой автомашины.
Представленные ниже проекты, выполненные на профессиональном уровне, как правило, предусматривают возможность работы в разнообразных сетях передачи данных и позволяют реализовать реально работающие системы различных уровней сложности как для небольших парков машин (несколько десятков), так и для нескольких тысяч подвижных объектов.
Фирма ПРИН, одна из старейших фирм в секторе систем местоопределения на базе спутниковых навигационных технологий, предлагает широкий спектр оборудования и программного обеспечения. Оборудование в основном производится фирмой Trimble Navigation, являющейся лидером мирового рынка навигационного оборудования коммерческого применения. Программное обеспечение разработано также фирмой Trimble, но предлагаются и собственные разработки фирмы ПРИН. Бортовое оборудование фирмы Trimble позволяет конфигурировать системы различной сложности. В простейшем случае на автомашину устанавливается терминал Placer-400, включающий в себя навигационный приемник и простой радиомодем для подключения к радиостанции. Более сложный блок PSC-200 включает в себя микроконтроллер, обеспечивающий подключение ряда бортовых датчиков (датчик состояния зажигания, дискретные входные линии, параллельный интерфейс), а также дополнительных датчиков движения, позволяющих определять местоположение автомашины на основе методов счисления пути при отсутствии видимости навигационных спутников. К контроллеру PSC-200 может подключаться информационный терминал Echo XL, обеспечивающий наглядный интерфейс водителя с диспетчерской системой. С помощью функциональных клавиш обеспечивается передача нескольких типовых сообщений. Большой экран с крупными четкими символами и регулируемой подсветкой позволяет водителю прочитать информацию, переданную из диспетчерского центра, при любом освещении. Нажатие клавиш, поступление информационных сообщений сопровождаются звуковыми сигналами.
Для программного обеспечения систем в центре наблюдения также предлагается ряд приложений разного уровня сложности. Для небольших транспортных парков (до 35 подвижных объектов) может использоваться пакет PC Vtrak. Пакет AVL Manager содержит полный набор программных средств для построения системы слежения и оперативного контроля за большим транспортным парком (до 1000 машин). Система на базе этого пакета обеспечивает регистрацию транспортных средств, осуществляет контроль доступа в систему. Для каждой транспортной единицы устанавливается до 30 различных типов сообщений, автоматически выдаваемых при изменении состояния транспортного средства. Информационные сообщения от бортового оборудования распределяются по различным категориям, отдельно группируются сообщения, содержащие информацию о чрезвычайных происшествиях на борту. Для отображения информации на фоне электронной карты города и обеспечения непрерывного слежения за подвижными объектами используется система StarView, реализованная на UNIX-ориентированных рабочих станциях или Х–терминалах. Станции могут объединяться в сеть и подключаться к системе на базе AVL Manager.
Система Logiq Dispatch предназначена для диспетчеризации дальних грузовых перевозок. Она реализуется на базе терминалов спутниковой связи системы «ИНМАРСАТ», устанавливаемых на автомашинах.
Оригинальная разработка фирмы ПРИН – программный пакет “ПРИН ИДС”, позволяющий в короткий срок развернуть многофункциональную систему слежения и оперативного контроля за небольшим транспортным парком. Данная система позволяет осуществлять непрерывный контроль за транспортными средствами, отображать на электронной карте диспетчера координаты точек маршрута транспортного средства, выполнять оптимизацию маршрутов и графиков движения, оперативно реагировать на внештатные ситуации.
Фирма «Транснетсервис» (ТНС) длительное время присутствует на рынке систем местоопределения, имеет значительный опыт разработки и внедрения систем. Предлагает широкий спектр оборудования и программного обеспечения, в том числе диспетчерские системы контроля подвижных объектов, морские навигационные системы, автономные навигаторы и аппаратуру накопления параметров маршрута транспортного средства. Основу системы составляет программное обеспечение «Магеллан-М» для обработки картографической и навигационной информации оригинальной разработки, отличающееся высокими эксплуатационными характеристиками. Программное обеспечение разработано по модульному принципу и может легко адаптироваться под применяемые виды аппаратуры, системы связи, изменять состав задач в соответствии с техническим заданием заказчика. В качестве бортовой аппаратуры в диспетчерских системах рекомендуется применение навигационной и связной аппаратуры фирмы KENWOOD: модуля GPS Модем, включающего 6–канальный навигационный приемник и радиомодем, и автомобильных радиостанций. Устройство GPS Modem специально разработано с учетом использования в диспетчерских системах. В нем реализованы такие важные функции, как помехоустойчивое кодирование и сжатие информации, возможность подключения бортовых датчиков и исполнительных устройств, групповое кодирование подвижных объектов, синхронный режим передачи информации в группе. Это позволяет эффективно использовать радиочастотный ресурс и при этом обеспечивать высокую частоту обновления информации о подвижных объектах. GPS Modem адаптирован для работы с радиостанциями фирмы KENWOOD, работающими как в режиме Conventional Radio, так и в транкинговых системах (LTR и MPT1327). Однако могут использоваться и радиостанции других фирм (за счет некоторого снижения функциональных возможностей).
Интересные возможности предоставляет аппаратура накопления параметров движения транспортного средства «БНП–Транс». Аппаратура устанавливается на подвижный объект (в том числе допускается скрытная от обслуживающего персонала установка) и в автономном режиме производит накопление координат точек маршрута, полученных по сигналам СРНС GPS. Дополнительно могут фиксироваться показания бортовых датчиков (факты открытия/закрытия дверей салона или контейнера, расходомер топлива, измеритель температуры рефрижератора). Емкость энергонезависимой памяти позволяет фиксировать до 20000 путевых точек, что достаточно для хранения маршрута автомашины за несколько недель. При обработке накопленных данных определяются места отклонения от маршрутного задания (по времени или по месту), попытки несанкционированного воздействия на груз, попытки преднамеренного воздействия на аппаратуру (путем отключения бортового питания) или навигационную антенну. Накапливаемая информация позволит провести оптимизацию маршрутов, повысить безопасность и экономичность перевозок. Данная аппаратура может оказаться полезной и для служб безопасности автотранспортных предприятий, осуществляющих дальние перевозки, и для логистики.
Фирма «Термотех» одна из немногих, кто предлагает практически полный спектр оборудования и программного обеспечения для систем местоопределения собственной разработки. Отличительной особенностью является богатый опыт, накопленный фирмой по работе с отечественной спутниковой радионавигационной системой ГЛОНАСС. Основой системы является навигационно–связной контроллер. Он используется как в составе бортовой аппаратуры, так и на диспетчерских центрах. Навигационно–связной контроллер обеспечивает управление всеми режимами работы радиосредств, обработку всей информации на борту. Бортовая аппаратура обеспечивает круглосуточный непрерывный режим работы, непрерывное определение координат местоположения транспортного средства, автоматическое управление режимами работы бортовой радиостанции, голосовую связь с диспетчером, прием дифференциальных поправок. В составе навигационно–связных контроллеров могут использоваться навигационные приемники GPS, ГЛОНАСС и совмещенные. Предусматривается возможность работы с автономными каналами связи (УКВ, СиБи), транкинговыми системами, сотовыми и спутниковыми каналами связи. К контроллеру может подключаться терминал с дисплеем и клавиатурой для отображения команд из центра и ввода оператором информационных сообщений. Программное обеспечение диспетчерского центра обеспечивает отображение местоположения подвижных объектов на фоне электронной карты, вызов экипажа на голосовую связь, прием и запись всей информации о событиях, происходящих в системе, сигнализацию оператору об отклонениях в заданных маршрутах движения транспортных средств, формирование дифференциальных поправок.
Фирма «ГеоСпектрум» предлагает оборудование, интегрируемое в широкий спектр систем радиосвязи: сети пакетной радиосвязи, транкинговые системы LTR, MPT1327, Edacs, сети спутниковой связи. Программное обеспечение диспетчерского центра позволяет функционально включать новые виды систем связи. Картографический департамент фирмы «ГеоСпектрум» предлагает широкую номенклатуру электронных карт различных регионов России. Программное обеспечение диспетчерского центра реализуется как с помощью средств собственной геоинформационной системы Панорама2, так и с помощью других систем. Разработанный модуль бортового компьютера может также использоваться в качестве автонавигатора: при подключении к нему стандартного автомобильного телевизора (фирм Alpine, Clarion) на экран выдается электронная карта, на которой отображается текущее положение автомашины, даются рекомендации по прокладке оптимального маршрута. К бортовому компьютеру могут подключаться аналоговые или контактные датчики, малогабаритная видеокамера.
Фирма «КОРД» разрабатывает бортовое оборудование и средства передачи данных совместно с фирмой TESLA. Навигационное оборудование, модем и радиостанция интегрированы в единый конструктивный блок. Имеется возможность подключения бортового терминала с дисплеем и клавиатурой. Собственный протокол передачи данных позволяет эффективно использовать радиочастотный спектр. Программное обеспечение диспетчерского центра работает как с векторными, так и с растровыми электронными картами.
Фирма «Юником» представляет систему «Юником–AVL» на основе бортового навигационного комплекса собственной разработки, подключаемого к стандартной УКВ радиостанции. Программное обеспечение диспетчерского центра позволяет отображать местоположение подвижного объекта на фоне электронной карты. Количество подвижных объектов в системе – до 255.
Рассмотрим ряд проектов, которые представляют фирмы, являющиеся операторами систем связи общего пользования. Для этих фирм системы оперативного контроля подвижных объектов являются дополнительной услугой, расширяющей возможности сетей связи.
Фирма «Морсвязьспутник» представляет в России интересы спутниковой системы связи «Инмарсат». Предлагаемая система основана на терминалах спутниковой связи «Инмарсат» Стандарт–С со встроенным приемником GPS. Программное обеспечение диспетчерского центра обеспечивает слежение за 256 объектами, находящимися в любой точке Земного шара от 80 градусов северной широты до 80 градусов южной широты. Период опроса объектов слежения 15 минут и более. Время получения информации на диспетчерском пункте (например, сигнала тревоги) – 3…5 минут с момента передачи. Данное программное обеспечение может использоваться и в системе с использованием обычных каналов УКВ радиосвязи.
Центральный телеграф внедрил на территории г. Москвы радиопакетную сеть передачи данных общего пользования РАДИОТЕЛ на базе технологий фирм Racal и Sprint. Средства сети РАДИОТЕЛ представляют широкие возможности по созданию распределенных систем быстрого и надежного обмена данными в закрепленной и мобильной средах. Система диспетчеризации транспортных средств (СДТС) обеспечивает оперативное отслеживание маршрута движения транспортного средства, оснащенного терминалом сети с приемником GPS. С помощью радиосети возможен обмен данными между бортовым оборудованием и центральным компьютером, доступ к центральным базам данных, взаимодействие с аварийными службами и службами безопасности. Сеть РАДИОТЕЛ обеспечивает быстрое установление соединения (около 5 с), имеет встроенные механизмы защиты данных, исправления ошибок.
Группа компаний «Грант–Вымпел» совместно с федеральной сетью «СОТЕЛ» предлагает систему навигации и мониторинга автомобилей GrantGuard на основе сотовых телефонов стандарта NMT–450 «Московской сотовой связи». Бортовой навигационный комплекс поставляется в нескольких вариантах комплектации. В минимальной комплектации используется специализированный навигационный вычислитель с модемом, подключаемый к сотовому телефону. Бортовой комплекс обеспечивает передачу в диспетчерский центр данных о местоположении автомобиля и его состояния (в зависимости от состава подключаемых датчиков), передачу сообщений о нештатных ситуациях (путем нажатия тревожной кнопки). Время коммутации канала с компьютером диспетчерского центра может достигать нескольких минут, но само время передачи данных не превышает 20 с, благодаря чему вызов не тарифицируется в телефонной сети. При этом сохраняется возможность использования телефона для ведения речевых переговоров. В расширенной комплектации к навигационному вычислителю подключается портативный компьютер. Компьютер может работать в режиме «мобильный офис», выполнять функции автонавигатора, обеспечивать доступ в информационные базы центра.
Компания «Мобильные телесистемы» (МТС) является крупнейшим в России оператором сотовых систем стандарта GSM. Данным стандартом предусматриваются широкие возможности передачи данных – как по обычным трафиковым каналам, так и в режиме передачи коротких сообщений (SMS Service). Малые габариты абонентского оборудования GSM и высокая степень интегрированности его с современными цифровыми системами позволяют реализовать бортовой навигационный комплекс с высокими эксплуатационными характеристиками. Компания предлагает бортовое оборудование производства зарубежных фирм (система DUO фирмы GPP, оборудование фирмы Falcon), а также бортовой контроллер собственной разработки. Для передачи данных используется как трафиковый канал (при этом встроенный модем работает также как обычный телефонный модем со скоростью 9600), так и канал коротких сообщений. Время коммутации трафикового канала для передачи данных составляет 30-90 с, время передачи короткого сообщения (до 160 байт) от одного абонента сети до другого (в том числе от мобильного к мобильному) составляет 5-10 с.
Использование сотовых систем связи оправдано в случаях, когда необходимо снизить габариты бортовой аппаратуры, уровень собственных электромагнитных излучений (и соответственно потребляемую аппаратурой мощность от бортсети или автономного источника электропитания), а также когда нужно обеспечить большую площадь действия системы. С этой точки зрения сотовые системы перекрывают область действия систем ближнего действия (городские, региональные) и систем глобального действия (благодаря национальному и межнациональному роумингу). В то же время благодаря небольшим размерам и большой площади действия аппаратура на базе сотовых систем может успешно применяться в системах комплексной охраны автомашин VIP–класса как альтернатива системам, работающим на зоновых принципах (радиомаяковые системы типа Lo Jack и КОРЗ).
Среди известных систем местоопределения подвижных объектов наибольший интерес представляет американская глобальная система позиционирования (GPS) «Навстар» потому, что она развернута полностью, функционирует в течение многих лет и поддерживается в настоящее время в полном объеме. Приемники GPS для гражданского применения продаются по всему миру в самых различных видах, в виде навигаторов для индивидуального применения, в виде часов и т. п. Российским аналогом этой системы является система «Глонас».
Обе системы созданы для военного применения. Однако если американская система GPS развернута давно и исправно поддерживается в течение ряда лет, российская система «Глонас» развернута полностью сравнительно недавно. Тем не менее, в настоящее время приемники системы «Глонас» для гражданского применения освоены в серийном производстве и представлены на российском рынке обладая, правда, приблизительно в два раза большими габаритами и ценой по сравнению с приемниками GPS.
Системы аналогичны по построению. Как «Навстар», так и «Глонас» представляют собой систему из 24-х спутников, выведенных на околоземную орбиту. Каждый спутник определяет с высокой точностью свое местоположение в пространстве по звездам и каждую секунду, в высокоточной системе единого для всех спутников времени, передает в эфир свои координаты. Приемник находящийся на земле принимает информацию от нескольких спутников и измеряет задержку поступления сигнала. В состав приемника входит вычислитель, который решает пространственную задачу по определению местоположения самого приемника в пространстве.
Необходимо отметить два основных отличия систем. Если в системе «Навстар» применено кодовое разделение сигналов, то в системе «Глонас» частотное, что приводит к более сложной обработке принимаемых сигналов и, как следствие, к увеличению габаритов, энергопотребления и стоимости приемников. Второе отличие заключается в том, что спутники системы «Глонас» имеют период обращения вокруг земли несколько больший чем 24 часа, тогда как в системе «Навстар» период обращения спутников вокруг Земли равен точно 24-м часам. Таким образом, для наблюдателя на Земле положение созвездия спутников системы «Навстар» для каждого момента времени в течении суток заранее известно и повторяется в последующие сутки. Это означает, что можно выделить в течении суток для каждой точки наблюдения лучшие и худшие по точности периоды наблюдения. В системе «Глонас» период обращения спутников вокруг Земли несколько больше суток, поэтому повторение положения созвездия спутников значительно больше суток, что позволяет достигать большей средней точности определения координат.
Системы местоопределения широко применяются для навигации морских судов, сухопутных транспортных средств, при проведении изыскательских работ и т. п. Подавляющее большинство систем местоопределения не обладают каналами передачи в центр информации о координатах и используются как навигационные.
Разработка многофункциональной мониторинговой системы «Алмаз» с центральным диспетчерским пунктом сбора информации стала возможной благодаря бурному развитию в последние годы систем сотовой связи.
Поскольку приемник глобальной системы местоопределения принимая информацию от спутников вычисляет координаты своего местоположения в пространстве, то при построении диспетчерских систем встает задача доставки информации о местоположении оснащенного таким приемником объекта в диспетчерский центр. Другими словами, суть проблемы состоит в выборе транспортной сети для доставки этой информации в диспетчерский центр.
Информация о местоположении удаленного объекта может быть передана по радиоканалам транкинговой системы связи, по каналам УКВ радиосвязи, при помощи сети приемных устройств, размещенных по территории города и объединенных подсистемой сбора информации. При выборе каналов передачи информации важно обеспечить непрерывность доставки информации по всей обслуживаемой территории. В наибольшей степени этому критерию по мнению разработчиков отвечает использование недорогих каналов коротких сообщений системы сотовой связи стандарта GSM 900/DCS 1800.
Система «Алмаз» представляет собой сеть удаленных терминальных устройств расположенных на подвижных и стационарных объектах и центра диспетчирования и мониторинга. Информация от удаленных терминалов поступает по каналам коротких сообщений или по каналам голосовой связи стандарта GSM 900/DCS 1800 в центр диспетчирования и мониторинга для накопления и последующей обработки.
В состав терминальных устройств, устанавливаемых на подвижных объектах, входит приемник GPS, c помощью которого определяется его местоположение. Информация о местоположении объекта передается в центр в виде коротких сообщений с помощью GSM модема. Терминальные устройства для стационарных объектов отличаются от терминальных устройств для подвижных объектов в основном только отсутствием в их составе GPS приемников и выполняют все остальные функции.
Центр принимает информацию от множества датчиков, расположенных на подвижных и стационарных объектах, и накапливает в соответствующих базах данных из состава программного обеспечения. Данные о местоположение подвижных объектов отображаются на электронной карте в виде точки или траектории маршрута движения.
Остальные данные архивируются и подвергаются статистической обработке. Маршруты движения подвижных объектов также накапливаются в соответствующих базах данных центра.
Терминальное устройство. Центр может передавать команды на терминальное устройство. В соответствии с принимаемыми командами терминальное устройство может управлять исполнительными устройствами систем автомобиля или инженерных сетей стационарного объекта. Например, закрыть центральный замок автомобиля, включить отопление в загородном доме и т. п. Терминальное устройство может управлять исполнительными устройствами по 8-ми или 16-ти линиям.
Функциональная схема терминального устройства показана на рис. 6.1. На схеме пунктиром показаны программно-аппаратные блоки, которые можно дополнительно включить в состав терминала.
В состав терминального устройства входит двухмодовый GSM модем для обеспечения двухсторонней связи между терминалом и центром, GPS приемник для определения текущих координат подвижного объекта, устройство сопряжения с охранными датчиками для контроля за системой охраны объекта и блок сопряжения с исполнительными устройствами. Контроллер терминала работает по программе записанной в его память и осуществляет управление всеми устройствами, обрабатывает поступающие от центра команды, формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства, формирует короткие сообщения для передачи на центр.
В минимальном базовом комплекте терминал может обрабатывать до 8-ми входов типа «сухой контакт» от охранной системы и формировать по каждому ее срабатыванию соответствующее тревожное сообщение, текст которого определяет заказчик. Тревожные сообщения могут быть переданы кроме центра еще на несколько (до 8-ми) номеров мобильной связи, последовательность передачи тревожных сообщений по адресам программируется при установке и может изменяться дистанционно по команде из центра.
По двум входам терминал обрабатывает аналоговые напряжения. Терминал может передать сообщение о превышении или снижении напряжения на этом входе относительно запрограммированного значения. Может быть запрограммирован интервал допустимых напряжений, и терминал передаст сообщение о выходе значения контролируемого напряжения из заданного интервала. Пороговые значения и границы допустимых интервалов напряжений на аналоговых входах терминала программируются перед его установкой и могут изменяться по команде дистанционно.
При установке на автомобиле терминал питается от бортсети, при установке на стационарном объекте питание производится от сети переменного тока.
Терминал может быть оснащен дополнительными аппаратно-программными блоками, расширяющими его возможности. Дополнительные блоки сопряжения позволяют увеличить количество входов обработки охранных датчиков и выходов управления исполнительными устройствами систем контролируемого объекта. Речевой терминал позволяет организовывать голосовую связь между центром и объектом. С помощью скрытого микрофона можно контролировать акустическую обстановку на объекте. Блок резервного питания обеспечивает функционирование терминала при пропадании сетевого или бортового питания.
В комплект терминала входят две вынесенные антенны для сотовой связи и для приемника GPS.
Центровое оборудование. Программно-технический комплекс центра мониторинга и управления (ПТК ЦМУ) представляет собой комплекс информационных, программно-технических и технологических средств, обеспечивающих сбор, анализ и накопление сведений об изменении состояния контролируемых объектов, выработку и передачу управляющих воздействий, соответствующих возникшей ситуации.
Помимо основных задач – контроля местоположения подвижных объектов, обработки данных от датчиков и управления исполнительными устройствами подвижного объекта – в ПТК ЦУП могут решаться и другие, например, предоставление объектам различного рода справочной информации, оповещение о необходимости изменения маршрута, организация взаимодействия между объектами в группе, мониторинг состояния окружающей среды и др.
Программно-техническое обеспечение ПТК ЦМУ представляет собой совокупность автоматизированных рабочих мест (АРМ), средств организации и ведения массивов информации, средств отображения информации коллективного и индивидуального пользования, объединенных в составе локальной или распределенной вычислительной сети.
Технической базой АРМов являются ПЭВМ типа IВМ РС, укомплектованные периферийным оборудованием и, при необходимости, средствами сбора и передачи информации. Для приема и передачи сообщений используются сотовые модемы SIMENS GSM Module M20 Terminal.
Программной базой являются готовые (закупаемые) пакеты прикладных программ и разработанные программные средства для функционирования в среде Windows-98/NT.
В состав ПТК ЦМУ входят следующие подсистемы:
Подсистема обмена информацией с объектами контроля по радиоканалу (через ЦКС обеспечивает прием пакетов данных от объектов контроля и пользователей, декодирование и проверку, а также передачу объектам контроля и пользователям).
Подсистема анализа, накопления и обработки данных (сохраняет пакеты данных в архиве, выполняет семантический анализ принятых сообщений и обеспечивает реализацию действий, заданных для данной ситуации).
Подсистема отображения (обеспечивает вывод информации о местоположении, маршрутах движения объектов на электронной карте и в текстовом виде, а также голосовое и текстовое оповещение об изменении состояния объекта).
Подсистема поиска информации (обеспечивает определение района местонахождения объектов и предоставление пользователю, в текстовом виде или на ЭК, информации о передвижении и состоянии ОК на основании данных, накапливаемых в базе данных «Архив»).
Подсистема планирования маршрутов (формирует описание маршрута для каждого из объектов контроля, которое включает координаты зон или отрезков маршрута, описание территорий на маршруте, требующих особой реакции, а также временной график передвижения по маршруту).
Информационно-справочная подсистема (обеспечивает получение справок об объектах контроля, пользователях, ситуациях, маршрутах движения и местоположении за требуемый промежуток времени, функционировании системы, доступе пользователей к процедурам и данным и т.д.).
Подсистема установки параметров функционирования (предоставляет возможность задавать конфигурацию СВТ, размещение программных и информационных файлов, параметры для информационного взаимодействия с объектами и пользователями через каналы связи, управляющие параметры для процедур системы и др.).
Подсистема контроля и диагностики (обеспечивает обнаружение сбоев и отказов в работе оборудования, фиксацию событий данного типа в соответствующих файлах, реализует необходимые действия для устранения последствий возникновения неисправностей).
Подсистема технологического обеспечения (предназначена для осуществления мероприятий по обеспечению защиты информации, выполнения технологических операций по актуализации, настройке, копированию и восстановлению базы данных ПТК ЦУП).
В системе используются электронные карты (ЭК) города масштаба 1:10000, подготовленные для визуального восприятия и имеющие топонимическую и адресную информацию, а также обзорные ЭК, совпадающие по географическим или метрическим координатам геообъектов с основными ЭК.