Защита от средств слежения за автомобилями

Министерство образования Российской Федерации

Томский университет систем управления и радиоэлектроники

(ТУСУР)

Кафедра РЗИ

ЗАЩИТА ОТ СРЕДСТВ СЛЕЖЕНИЯ ЗА АВТОМОБИЛЕМ

Пояснительная записка к курсовой работе

по дисциплине «Инженерно-техническая защита информации»

Выполнили:

студенты группы 188

___________П.В. Дергачев

__________А.В. Дементьев

Руководитель:

Доцент каф. РЗИ

_____________А.П. Бацула

Томск

Реферат

Пояснительная записка, 48 страниц, 12 рисунков, 8 источников, 4 приложения СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ, GPS, ПЕЛЕНГАЦИЯ, НАВИГАЦИОННОЕ СЧИСЛЕНИЕ, СИСТЕМА ПОИСКА И СЛЕЖЕНИЯ, ДИСКО-КОНУСНАЯ АНТЕННА.

          Предметом данной курсовой работы являлось рассмотрение существующих систем и методов поиска, слежения, определения местоположения мобильных объектов. В работе были рассмотрены некоторые способы защиты от слежения и предложен собственный вариант защиты от слежения за автомобилем УАЗ – 462, на котором установлены скрыто GPS-приемник, принимающий сигнал со спутника и передатчик использующий канал сотовой связи.

          Работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 97.

Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники

Кафедра радиоэлектроники и защиты информации

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой РЗИ, профессор

_____________ В.Н. Ильюшенко

«____»_____________ г.

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

по дисциплине «Инженерно-техническая защита информации»

Тема работы   «Защита от средств слежения за автомобилями»

Исполнители – студенты гр. 188 Дергачев Павел Викторович, Дементьев Андрей Васильевич.

Цель работы: рассмотреть существующие системы и методы поиска, слежения, определения местоположения мобильных объектов, способы защиты от слежения, предложить собственный вариант защиты автомобиля УАЗ-462 при скрытой установке GPS-приемника и передатчика GSM.

Содержание:  В работе рассматриваются системы и методы поиска, слежения, определения местоположения мобильных объектов, оборудование для поиска и слежения, способы защиты от слежения, предлагается собственный вариант защиты автомобиля УАЗ - 462, в ходе рассмотрения которого производится расчет некоторых параметров функционирования данной системы.

Источники разработки:  1.- В.И. Андрианов, А.В. Соколов Автомобильные охранные системы – Санкт-Петербург, BHV Арлит, 2000 г. – 272 с.;2.- #"1.files/image001.jpg" align=left hspace=12>

Рисунок 1.3 – Метод инверсного приближения

Однако на практике чаще используется инверсный метод приближения (рис. 1.3): обнаружение и идентификация транспортных средств осуществляется с помощью установленных на них активных, пассивных или полуактивных мало­мощных радиомаяков, передающих на приемник контрольного пункта свой ин­дивидуальный код, или же с помощью оптической аппаратуры считывания и рас­познавания характерных признаков объекта, например, автомобильных номеров. Информация от контрольных пунктов передается далее в подсистему управления и обработки данных.

Очевидно, что для зоновых систем точность местоопределения и периодичность обновления данных напрямую зависит от плотности расположения контрольных пунктов на территории действия системы. Методы приближения требуют разви­той инфраструктуры связи для организации подсистемы передачи данных с боль­шого числа таких пунктов в центр управления и контроля, а в случае использова­ния оптических методов считывания — требуют и сложной аппаратуры, используемой на всех контрольных пунктах, и поэтому весьма дороги при постро­ении систем, охватывающих большие территории. В то же время, инверсные ме­тоды приближения позволяют минимизировать объем бортовой аппаратуры — радиомаяка, либо вовсе обойтись без устанавливаемой на автомашину аппаратуры. Основное применение данных систем — комплексное обеспечение охраны авто­машин, обеспечение поиска автомашин при угоне. Примером подобной системы является система КОРЗ, обеспечивающая фиксацию приближения угнанной обо­рудованной автомашины к посту—пикету ГИБДД. Во многих зарубежных странах зоновые системы функционируют уже длительное время, как для нужд диспетче­ризации общественного транспорта, движущегося по постоянным маршрутам, так и для нужд правоохранительных органов.[1]

1.3 Методы местоопределения по радиочастоте

Местоположение транспортного средства определяется путем измерения разно­сти расстояний транспортного средства от трех или более относительных позиций.

Данную группу методов можно условно разбить на две подгруппы:

Ø                 радиопеленгация (обобщенно), когда абсолютное или относительное местоположение подвижного объекта определяется при приеме излучаемого им радиосигнала сетью стационарных или мобильных приемных пунктов;

Ø                 вычисление координат по результатам приема специальных радиосигна­лов на борту подвижного объекта (методы прямой или инверсной радио­навигации).[1]

1.3.1 Методы радиопеленгации

С помощью распределенной по территории города сети пеленгаторов или с помощью мобильных средств пеленгации возможно отслеживание местоположе­ния объектов, оборудованных радиопередатчиками-маяками.

На практике метод пеленгации, как наиболее дешевый в начальные годы ста­новления систем спутниковой навигации (когда стоимость спутниковых прием­ников измерялась тысячами долларов), был опробован полицейскими и пожар­ными службами США и Канады. Результаты опытной эксплуатации системы показали, что ома может очень хорошо использоваться на открытой местности. Однако данная система имеет большие погрешности в условиях плотной городс­кой застройки. Кроме того, стоимость инфраструктуры, необходимой для охвата значительной площади, весьма велика. В настоящее время этот метод использует­ся очень редко.

Примером AVL-системы, основанной на методах радиопеленгации, можно счи­тать систему ГИПС (новое название — СКИФ). Принцип работы системы заключает­ся в следующем. Прием сигнала, излучаемого малогабаритным радиомаяком на под­вижном объекте, осуществляется сетью стационарных радиоприемных центров, и по полученным данным производится с помощью математических операций определе­ние местоположения автомашины с наибольшей вероятностью. Применение широкополосных сигналов с базой 103 –108 обеспечивает частоту обновления информации один раз в секунду в системе из 5000 объектов при высокой помехозащищенности. Точность местоопределения зависит от плотности размещения стационарной радио­приемной сети на территории города и может составлять единицы метров в режиме непрерывного слежения и корректировки данных по электронной карте.

Подобную систему с применением пейджеров двухсторонней связи и сети при­емопередающих станций предлагает фирма «МегаПейдж». Широкополосный пе­редатчик, установленный на автомашине, включается по сигналу стандартного пейджингового приемника либо по сигналу системы противоугонной сигнализа­ции. Определение местоположения передатчика осуществляется с помощью сети базовых станций пейджинговой системы.

Примером системы на базе мобильных пеленгаторов является хорошо извест­ная по телевизионным шоу-программам канала НТВ — система LoJack. Пеленга­торами данной системы оборудованы автомашины специального батальона дорожно-постовой службы ГИБДД и посты-пикеты ГИБДД на выезде из Москвы и ряда других городов.[1]

1.3.2 Методы радионавигации

Космическая радионавигация воплотила в себе новейшие достижения компь­ютерных и телекоммуникационных технологий. Симбиоз спутниковой системы позиционирования, современной радиосвязи и электронной картографии позво­ляет определять местоположение и скорость транспортного средства, вычислять расстояния, прокладывать маршруты и отслеживать их соблюдение, получать справки о картографических объектах. Сегодня работают две системы: американ­ская Navstar и отечественная ГЛОНАСС. Использование обеих систем позволяет более точно определять координаты и повышает надежность функционирования.

Методы на основе радионавигации реализуются в системах AVL на основе им­пульсно-фазовых наземных навигационных систем (типа LORAN-C, Чайка) и спут­никовых среднеорбитальных навигационных систем (СРНС) Navstar и ГЛОНАСС. Наилучшие точностные и эксплуатационные характеристики в настоящее время имеют спутниковые навигационные системы, в которых достигается точность местоопределения в стандартном режиме не менее 50—100 м, а с применением специальных методов обработки информационных сигналов в режиме фазовых определений или дифференциальной навигации — до единиц метров.

Самой известной является глобальная спутниковая радионавигационная система Navstar (Navigation System using Timing And Ranging) или GPS (Global Positioning System), созданная для высокоточного навигационно-временного обеспечения объектов, движущихся в космосе, воздухе, на земле и воде.

В ее состав входят навигационные спутники, наземный комплекс управления и аппаратура потребителей (пользователей). Применяемый в системе принцип состоит в том, что специальные приемники, установленные у потребителей, из­меряют дальность до нескольких спутников и определяют свои координаты по точкам пересечения поверхностей равного удаления.

Дальность вычисляется по формулам, известным из школьных учебников, пу­тем умножения скорости распространения радиосигнала на время задержки, при прохождении им расстояния от спутника до пользователя. Величина временной задержки определяется сопоставлением кодов сигналов, излучаемых спутником и генерируемых приемным устройством, методом временного сдвига до их совпаде­ния. Временной сдвиг измеряется по часам приемника. Координаты спутников известны с высокой точностью. Для нахождения широты, долготы, высоты, ис­ключения ошибок часов приемника достаточно решить систему из четырех урав­нений. Поэтому приемник пользователя должен принимать навигационные сиг­налы от четырех спутников.

Скорость определяется по доплеровскому сдвигу несущей частоты сигнала спут­ника, вызываемому движением пользователя. Доплеровский сдвиг (Doppler shift) замеряется при сопоставлении частот сигналов, принимаемых от спутника и ге­нерируемых приемником. Разумеется, все это происходит мгновенно и без какого либо участия пользователя.

Навигационные сигналы излучаются на двух частотах L-диапазона (полоса радиочастот 390-1580 МГц):

частота L1 - 1575,42 МГц;

частота L2 — 1227,6 МГц.

На частоте L2 излучаются сигналы с военным кодом Р(Y) с высокоточной ин­формацией (precision — точный, или protected — защищенный), защищенным от имитационных помех.

Р-код представляет из себя последовательность псевдослучайных бистабильных манипуляций фазы несущей частоты (Carrier Frequency) с частотой следова­ния, равной 10,23 МГц и периодом повторения в 267 суток. Каждый недельный сегмент этого кода является уникальным для одного из спутников GPS и непре­рывно генерируется им в течение каждой недели, начиная с ночи с субботы на воскресенье.

На частоте L1 излучаются сигналы и с военным кодом P(Y), и с общедоступным гражданским кодом  (Civilian Code), который часто называют C/A (Clear Acquisition – код свободного доступа). Прием  сигнала по коду P(Y) обеспечивает работу в режиме PPS (Precise Positioning Service – высокая точность измерений). Сравнение времени прихода сигналов на частотах L1 и L2 позволяет вычислять дополнительную задержку, возникающую при прохождении радиоволн через ионосферу, что значительно повышает точность измерений навигационных данных.

Прием на частоте L1 с кодом C/A не позволяет определить ошибки, вносимые ионосферой. Структура кода C/A обеспечивает худшие характеристики в режиме SPS (Standart Positioning Service – стандартная точность измерений). Так, если в режиме PPS с вероятностью 0,95 ошибки измерения широты и долготы не превышают 22-23 метра, высоты 27-28 метров и времени 0,09 мкс, то в режиме SPS они увеличиваются соответственно до 100, 140 метров и 0,34 мкс. Среднеквадратическая ошибка определения долготы и широты в режиме PPS составляет не более 8 метров, а в SPS – не более 40 метров. Министерство обороны США, исходя из интересов национальной безопасности, осуществляет «искусственное» ухудшение точности в режиме S/A (Selective Availability – ограниченный доступ). Первоначально режим SPS  был необходим для грубого определения пользователем своих координат при вхождении в код P(Y). В настоящее время уровень электроники, программного обеспечения и методов обработки навигационной информации позволяет осуществлять достаточно быстрый захват P(Y) без кода C/A, а также проводить высокоточные определения сигнала по фазе несущей. Кроме того, полностью отработанный наземный автоматический режим дифференциальной коррекции (Differential Positioning), позволяет в ограниченном регионе получать точное определение относительных координат взаимного расположения двух приемников, отслеживать сигналы одних и тех же спутников GPS. К примеру, штатные системы навигации транспорта, при использовании гражданского C/A кода определяют координаты автомобиля с точностью от 2 до 5 метров.

Отечественная навигационная система ГЛОНАСС (советская навигационная система Ураган) аналогична по своему построению американской, но имеет более высокую точность определения координат потребителя.

Впервые в России высококлассные GPS – системы, интегрированные с современными связными и картографическими комплексами, были поставлены компанией «Прин» в 1995 году в Инкомбанк, в специальные подразделения Министерства по чрезвычайным ситуациям, некоторые коммерческие структуры. Они были предназначены для оперативного контроля и управления транспортом  в пределах города и региона. Кроме того, реализуются проекты для контроля за транспортом на любых расстояниях с использованием GPS и глобальной системы мобильной связи Inmarsat.

Достоинствами данного метода являются глобальность местоопределения, что позволяет применять его практически на любых территориях и трассах любой протяженности, хорошая точность, возможность определить положение объекта не карте местности, способность определять не только координаты, но и высоту, скорость и направление движения объекта, высокая степень совместимости с автоматизированными системами обработки информации. Не случайно у подобных систем самая широкая область применения. Это системы диспетчеризации городского и специального транспорта, обеспечения безопасности транспорта и материальных ценностей, работающие в реальном масштабе времени на территории города с десятками и сотнями подвижных объектов. Это системы контроля маршрутов транспорта, осуществляющего дальние междугородние и международные перевозки (с передачей информации о маршруте с помощью глобальных систем связи типа Inmarsat или с пассивным накоплении информации о маршруте с последующей обработкой).[1] 

1.4 Методы навигационного счисления

Данные методы определения местоположения транспортных средств основаны на измерении параметров движения автомашины с помощью датчиков ускорений, угловых скоростей в совокупности с датчиками пройденного пути и датчиками направления и вычислении на основе этих данных текущего местоположения под­вижного объекта относительно известной начальной точки. В целом данные методы могут использоваться в тех же системах, что и методы, основанные на ра­дионавигации. Основное их преимущество по сравнению с методами радионави­гации — независимость от условий приема навигационных сигналов бортовой ап­паратурой. Не секрет, что на территории современного города с плотной застройкой высокими зданиями могут встречаться участки, где затруднен при­ем сигналов от наземных и даже спутниковых навигационных систем. На таких участках бортовая навигационная аппаратура не в состоянии вычислить коорди­наты подвижного объекта. Приемные антенны радионавигационных систем дол­жны размещаться на автомашинах с учетом обеспечения наилучших условий при­ема навигационных сигналов. Это делает их уязвимыми для злоумышленников в случае применения для нужд охраны автомашин или перевозимых ими грузов. Существующие методы камуфлирования (маскировки) приемных антенн доста­точно сложны и дороги.

Методы счисления пути и инерциальной навигации свободны от этих недо­статков, поскольку аппаратура полностью автономна и может быть интегрирова­на в конструктивные элементы автомашины с целью затруднения их обнаруже­ния и защиты от умышленного вывода из строя. Недостатками методов навигационного счисления можно считать:

Страницы: 1, 2, 3, 4