Бортовая система управления космическим аппаратом

Авторы патента:

Смирнов Виктор Александрович (RU)

Максимов Игорь Александрович (RU)

Коскин Владимир Витальевич (RU)

Чернов Евгений Сергеевич (RU)

Опенько Сергей Иванович (RU)

Кочура Сергей Григорьевич (RU)

H04B7/185 - станции, расположенные в космосе или на самолетах (H04B 7/204 имеет преимущество)

B64G3/00 - Средства наблюдения или слежения за полетом космических кораблей (устройства с использованием радиоволн и волн других видов для навигации или слежения G01S)

Владельцы патента RU 2634498:

Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" (RU)

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при создании бортовых систем управления космических аппаратов (КА). Бортовая система управления космическим аппаратом (КА) содержит бортовую аппаратуру командно-измерительной системы (БА КИС) со средством защиты информации от несанкционированного доступа, циркулирующей в системе управления КА. Причем бортовая система управления состоит из бортового центрального вычислительного комплекса, систем телеметрического контроля и блока управления бортового комплекса управления, а в цепь питания БА КИС вводится блок сетевых фильтров, состоящий из фильтрующих элементов и конденсаторов. Параметры фильтрующих элементов, обеспечивающих требуемое затухание сигналов, выбираются исходя из характеристик сигналов. Технический результат изобретения заключается в ослаблении сигналов, наведенных в цепь питания КА от БА КИС, посредством сетевых фильтров до безопасных величин. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при создании бортовых систем управления космических аппаратов (КА).

Известна бортовая система управления КА, в состав которой входит бортовая аппаратура командно-измерительной системы (БА КИС), система телеметрического контроля (СТК), бортовая центральная вычислительная машина (БЦВМ) и блок управления бортового комплекса управления (В.Е. Чеботарев, В.Е. Косенко, «Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения», Сиб. гос. аэрокосмический ун-т, 2011).

Недостатком такой бортовой системы управления КА является недостаточная защищенность информации, циркулирующей в системе управления КА, от несанкционированного доступа.

На современных КА для предотвращения несанкционированного доступа к информации, циркулирующей в системе управления КА, в состав БА КИС включаются средства защиты информации (как информации с ограниченным доступом, не содержащей сведений, составляющих государственную тайну, так и информации, содержащей сведения, составляющие государственную тайну). Защита информации осуществляется посредством ее криптографического преобразования с использованием специальных алгоритмов.

При функционировании средств защиты информации в их цепи питания генерируются электрические сигналы, несущие информацию об алгоритмах криптографического преобразования защищаемой информации (далее по тексту - "опасные" сигналы). "Опасные" сигналы в виде наводок попадают в цепи электропитания КА, по цепям электропитания КА в радиопередающие устройства (РПДУ), входящие в состав БА КИС и аппаратуры полезной нагрузки КА, и далее в радиоканалы. Таким образом, РПДУ, входящие в состав БА КИС и аппаратуры полезной нагрузки КА, являются техническими каналами утечки "опасных" сигналов.

"Опасные" сигналы, попавшие в радиоканалы, могут быть перехвачены. В результате этого могут быть раскрыты алгоритмы криптографического преобразования защищаемой информации. В этом случае средства защиты информации перестают выполнять свою целевую задачу и, как следствие, может быть осуществлен несанкционированный доступ к информации, циркулирующей в системе управления КА.

Согласно нормативной документации по разработке, производству и эксплуатации средств защиты информации для оценки защищенности информации, циркулирующей в системе управления КА, должен быть проведен комплекс работ, называемый специальными работами, целью которых является подтверждение того, что величина "опасных" сигналов, попавших в радиоканалы через РПДУ, не превышает допускаемые значения. При этом величина "опасных" сигналов, попавших в радиоканалы через РПДУ, определяется для каждого РПДУ экспериментально. Таким образом, объем специальных работ зависит от количества технических каналов утечки "опасных" сигналов (РПДУ в составе КА).

Задачей настоящего изобретения является повышение защищенности информации, циркулирующей в системе управления КА, от несанкционированного доступа и минимизация объема специальных работ.

Задача решается тем, что в бортовой системе управления КА, содержащей бортовую аппаратуру командно-измерительной системы со средством защиты информации от несанкционированного доступа, циркулирующей в системе управления КА, состоящую из бортовой центральной вычислительной машины, систем телеметрического контроля и блока управления бортового комплекса управления (БУ БКУ), в цепь питания БА КИС вводится блок сетевых фильтров (БСФ), состоящий из фильтрующих элементов и конденсаторов.

Суть предлагаемого изобретения поясняется схемами, где на фиг. 1 приведена схема блока сетевых фильтров 4, на фиг. 2 - схема введения блока сетевых фильтров 4 в цепь питания БА КИС 1.

Бортовая система управления космическим аппаратом состоит из бортовой аппаратуры командно-измерительной системы 1, в состав которой включен блок сетевых фильтров 4, системы телеметрического контроля (СТК) 5, бортовой центральной вычислительной машины 3 и блока управления бортового комплекса управления 2.

Блок сетевых фильтров состоит из фильтрующих элементов Z1, Z2 и конденсаторов C1, С2. Параметры фильтрующих элементов Z1, Z2, обеспечивающих требуемое затухание "опасных" сигналов, выбираются исходя из характеристик "опасных" сигналов (энергии и частотного диапазона).

Бортовая система управления космическим аппаратом работает следующим образом: в процессе функционирования КА БЦВМ 3 обеспечивает централизованное программное управление КА, формируемое по радиокомандам наземного комплекса управления (НКУ) и результатам автономной диагностики состояния бортовой аппаратуры на основании телеметрической информации. Бортовая система управления осуществляет автономное управление КА и его информационно-логическое взаимодействие с НКУ, участвуя в работе контуров функционального управления, баллистического обеспечения, телеметрического контроля, синхронизации и обеспечения живучести. Бортовая аппаратура КИС 1 состоит из высокочастотного приемопередающего блока (командной радиолинии) и низкочастотного блока, содержащего дешифраторы радиокоманд, программно-временные устройства, задающий генератор и аппаратуру защиты от несанкционированного доступа в контур управления. Система телеметрического контроля 5 организует опрос телеметрических датчиков, их адресную и временную привязку, формирование телеметрического кадра и передачу его в НКУ по запросу. БУ БКУ 2 решает коммутационно-логические задачи, распределяя цепи питания бортовой аппаратуры, их токовую защиту и реализуя логику управления. Бортовая система управления и аппаратура полезной нагрузки КА 6 питаются от общей системы электропитания КА 7.

Технический результат изобретения заключается в ослаблении "опасных" сигналов, наведенных в цепь питания КА от БА КИС 1, посредством сетевых фильтров до безопасных величин. Этим предотвращается утечка "опасных" сигналов через РПДУ аппаратуры полезной нагрузки КА 6. В результате чего повышается защищенность информации, циркулирующей в системе управления КА, и минимизируется объем специальных работ (за счет исключения специальных работ с РПДУ аппаратуры полезной нагрузки КА 6).

1. Бортовая система управления космическим аппаратом (КА), содержащая бортовую аппаратуру командно-измерительной системы (БА КИС) со средством защиты информации от несанкционированного доступа, циркулирующей в системе управления КА, состоящую из бортового центрального вычислительного комплекса, систем телеметрического контроля и блока управления бортового комплекса управления, отличающаяся тем, что в цепь питания БА КИС вводится блок сетевых фильтров, состоящий из фильтрующих элементов и конденсаторов.

2. Бортовая система управления КА по п. 1, отличающаяся тем, что параметры фильтрующих элементов, обеспечивающих требуемое затухание "опасных" сигналов, выбираются исходя из характеристик "опасных" сигналов (энергии и частотного диапазона).

Изобретение относится к воздушному летательному аппарату, в частности к управлению информацией в воздушном летательном аппарате. Изобретение раскрывает устройство для предоставления доступа к информации, содержащее существующий узел воздушного летательного аппарата и информационный агент, размещенный в указанном существующем узле воздушного летательного аппарата.

Способ характеризации передающей антенны орбитального спутника и соответствующая система // 2627297

Изобретение относится к области связи и касается тестирования полезной нагрузки орбитального спутника, в частности характеризации передающей антенны (506) орбитального спутника (100), который содержит полезную нагрузку (500), включающую средства (504, 505) усиления сигнала, средства (504, 505) усиления конфигурируют для генерирования теплового шума на входе передающей антенны (102, 506), при помощи наземной станции (103, 104) принимают сигнал, передаваемый передающей антенной (102, 506) по нисходящей линии связи спутника (100) в течение заранее определенного времени, в течение упомянутого заранее определенного времени орбитальным спутником (100) управляют таким образом, чтобы задавать ему угловое смещение с заранее определенным изменением и регистрировать это изменение, производят корреляцию сигнала, переданного по нисходящей линии связи, и изменения углового смещения спутника, чтобы на основании этого вывести изменения коэффициента усиления передающей антенны (102, 506) в зависимости от углового смещения спутника.

Способ оценивания фазы навигационного сигнала на фоне мешающих отражений многолучевого распространения и навигационный приемник с устройством подавления мешающих отражений при оценке фазы // 2625804

Изобретение относится к радионавигации, конкретно к приемникам сигналов спутниковых радионавигационных систем, предназначенным для использования в прецизионных дифференциально-фазовых системах позиционирования.

Многофункциональная система спутниковой связи // 2619582

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для предоставления услуг мобильной и фиксированной спутниковой связи. Технический результат состоит в увеличении гибкости использования системы, позволяя абонентам выбрать необходимый абонентский терминал исходя из своих потребностей в услугах связи и финансовых возможностей.

Адаптивный способ для оценки электронного содержания ионосферы // 2615172

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для оценки электронного содержания ионосферы. Технический результат состоит в повышении точности оценки определения электронного содержания ионосферы.

Глобальная система спутниковой связи и передачи данных с космическими аппаратами на низкой круговой орбите // 2614049

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в спутниковых информационных системах. Технический результат состоит в создании глобальной спутниковой системы связи, позволяющей предоставлять в зоне обслуживания различные информационные услуги: голосовую связь, передачу коротких сообщений, определение местоположения подвижных пользователей, сбор и передачу информации мониторинга пользователям с малогабаритными абонентскими терминалами.

Способ определения показателя надежности, связанного с траекторией движения подвижного объекта // 2614039

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах навигации. Технический результат состоит в повышении точности определения показателя надежности.

Способ адаптации режимов передачи информации по спутниковым каналам связи в условиях воздействия атмосферных возмущений и устройство его реализующее // 2611606

Изобретение относятся к технике спутниковой радиосвязи и может быть использовано для организации спутниковой связи более высокого качества в условиях воздействия атмосферных возмущений.

Устройство для одновременного приема сигналов различных систем спутниковой навигации // 2611069

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для приема и обработки сигналов спутниковых систем навигации. Технический результат состоит в создании устройства для одновременного приема сигналов различных систем спутниковой навигации с увеличенной скоростью определения местоположения в сложных условиях приема, а также с увеличенным объемом и достоверностью информации о географических координатах объекта и с возможностью использования нескольких спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС, GPS, Galileo и BeiDou/Compass.

Передача/прием сверхвысокочастотных сигналов, транслируемых посредством спутника с интерактивной обратной линией связи с использованием протокола расширенного спектра // 2609532

Изобретение относится к технике связи, в частности, для передачи/приема сверхвысокочастотных радиосигналов. Установка (1) передачи/приема для сверхвысокочастотных радиосигналов содержит блок (2) для передачи/приема, содержащий средства (4) для приема электрических сигналов от преобразования радиосигналов, принятых через наземную или спутниковую линию связи, под названием сигналы прямой линии связи, демодулятор (21) для демодуляции электрических сигналов с использованием первого протокола модуляции/демодуляции, модулятор (5) для модуляции электрических сигналов с использованием второго протокола модуляции/демодуляции, который отличается от указанного первого протокола, где указанный второй протокол является протоколом расширенного спектра, при этом указанный модулятор (5) модулирует сигналы, демодулированные указанным демодулятором (21), и средства (23) для преобразования указанных электрических сигналов, модулированных с использованием протокола расширенного спектра, в радиосигналы, которые могут быть переданы через спутниковую линию связи.

Способ предотвращения угрозы для планеты путем оценки размеров пассивных космических объектов // 2634453

Изобретение относится к радиолокации пассивных космических объектов (КО), например, крупных метеоритов и астероидов. Способ включает радиолокационное зондирование КО, вращающегося в процессе полета, периодической последовательностью высокоразрешающих радиосигналов наносекундной длительности.

Способ обнаружения инспекции космического аппарата // 2632792

Изобретение относится к области наблюдения или слежения за полетом космических аппаратов (КА) и может быть использовано для обнаружения инспекции КА. Согласно способу, принимают сигналы, излучаемые активным объектом, сближающимся с КА, и измеряют амплитуду принимаемых сигналов.

Способ информационного обеспечения запусков космических аппаратов ракетами космического назначения и наземный автоматизированный комплекс управления космическими аппаратами научного и социально-экономического назначения и измерений, предусматривающий использование способа // 2622514

Изобретение относится к области космонавтики, в частности к комплексам средств измерений, сбора и обработки информации (КСИСО) от ракет-носителей (РН) и наземным измерительным комплексам (НИК) разгонных блоков (РБ).

Мобильный измерительный пункт комплекса средств измерений, сбора и обработки информации от ракет-носителей и/или наземного измерительного комплекса разгонных блоков // 2622508

Изобретение относится к космической технике. Мобильный измерительный пункт включает центральный пост управления, комплекс обработки информации, радиотелеметрический комплекс, периферийную земную станцию спутниковой связи, антенную систему, средства локальной вычислительной сети, средства пользовательского интерфейса.

Способ определения направления на активный объект, преднамеренно сближающийся с космическим аппаратом // 2619168

Изобретение относится к области средств наблюдения или слежения за полетом космических аппаратов (КА). Способ включает прием и измерение амплитуд сигналов, излучаемых приближающимся активным КА.

Способ адаптивного контроля достоверности передачи командно-программной информации на космический аппарат // 2619156

Изобретение относится к области слежения за полетом космических аппаратов (КА) и может быть использовано в командно-измерительной системе (КИС) спутниковой связи. Способ включает передачу с наземного сегмента управления КИС по линии «Земля - КА» сигналов, содержащих команды управления КА.

Способ управления средствами наземного автоматизированного комплекса управления космическими аппаратами научного и социально-экономического назначения и измерений (варианты) и наземный автоматизированный комплекс управления космическими аппаратами научного и социально-экономического назначения и измерений (варианты) // 2592031

Изобретение относится к области космонавтики и представляет собой наземный автоматизированный комплекс управления космическими аппаратами (НАКУ КА) научного и социально-экономического назначения и измерений и способ его применения.

Способ управления космическими аппаратами в полете и наземный комплекс управления для его реализации // 2588178

Изобретение относится к способу управления космическими аппаратами и наземному комплексу управления. Для управления космическими аппаратами центром управления полетом принимают сигнал оперативного контроля с бортового комплекса управления космического аппарата, обрабатывают принятый сигнал, формируют признак наличия аварийных параметров, при его наличии формируют транзитную команду на съем телеметрической информации в текущем сеансе связи, передают ее в бортовой комплекс управления космического аппарата, записывают параметры информации оперативного контроля на сервера центральной базы данных аппаратно-программного комплекса центра управления полетом.

Устройство передачи телеметрической информации с борта спускаемого космического аппарата // 2583027

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для передачи телеметрической информации со спускаемого космического аппарата (СКА). Устройство передачи телеинформации со СКА содержит камеру телезонда с теплозащитной оболочкой, телезонд, крышку камеры, два вышибных заряда.

Способ определения погрешностей при траекторных измерениях межпланетных космических аппаратов за счет распространения радиосигналов в ионосфере земли и межпланетной плазме // 2578003

Изобретение относится к космонавтике и может быть использовано в навигации космического аппарата (КА). Принимают измерительные сигналы с КА и квазара, обеспечивают минимальный сдвиг по времени между измерениями с КА и квазара, выбирают проекцию углового положения квазара, максимально приближенную к положению КА, и с совпадением трасс прохождения сигналов от КА и квазара к измерительной станции, определяют двухчастотным методом смещение частот сигналов, определяют погрешность в измерениях скорости КА, определяют интегральную ионизацию трассы квазар-измерительная станция, вычисляют временную задержку прохождения сигнала, равную погрешности измерения дальности, передают полученные данные в баллистический центр совместно с результатами траекторных измерений КА для расчета траектории КА.

Система определения параметров движения астероида // 2637048

Изобретение относится к комплексам защиты Земли от космических объектов. Система определения параметров движения астероида содержит передатчик, дуплексер, приемопередающую антенну, приемные антенны, опорный генератор, генератор импульсов, электронный коммутатор, гетеродин, смеситель, фильтр разностной частоты, усилители высокой частоты, перемножители, полосовые фильтры, линию задержки, фазовые детекторы, фазовращатель на 90°, блок регистрации, фильтр нижних частот, фазометр и вычислительный блок. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения параметров движения астероида, путем использования сложных сигналов с фазовой манипуляцией, приемных антенн, размещенных в азимутальной плоскости по окружности с возможностью их электронного вращения вокруг приемопередающей антенны, размещенной в центре окружности, и двух приемных антенн, размещенных в угломестной плоскости. 2 ил.