ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИМЕНЯЕМЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ГИДРОАКУСТИЧЕСКОМ КАНАЛЕ УТЕЧКИ ИНФОРМАЦИИ

Маркова Дарья Александровна

студент ГБПОУ «Колледж декоративно-прикладного искусства имени Карла Фаберже», г. Москва

E-mail:

Зверева Вера Петровна

научный руководитель, к.п.н., доцент, преподаватель спец. дисциплин, ГБПОУ «Колледж декоративно-прикладного искусства имени Карла Фаберже», г. Москва

На современном этапе обостряются противоречия внутри социального и политического общества государств, которые выражаются в информационной войне, в её растущей прогрессивности и как следствие, появляется стремление к информационному превосходству. Государства пытаются заполучить информацию противника, или исказить её, распространить в уже искажённом виде, или уничтожить её, сохранив при этом свою информацию. Для этой цели используются многие аппаратно-программные средства и компьютерные телекоммуникационные системы.

Теперь, помимо того, что информация передаётся между невообразимо далёкими друг от друга точками, под водой могут создаваться целые сети, которые передают информацию под водой, имея при этом возможность связи с внешними сетями.

Сейчас без обязательного обмена информацией невозможно представить любые научно-познавательные действия человека в гидросфере. Под обменом информации понимается её получение, обработка и непосредственная передача на дальние расстояния.

Информационные технологии принимают непосредственное участие в обеспечении безопасности человеческой деятельности. Очень редко кто-то задумывается об этом, но действительно именно внедрение информационных технологий помогает осуществлять защиту информации, в том числе аудиовизуальной (большая часть из них – речевые данные) в соответствии с последними научными достижениями.

Одной из составных частей в гидроакустическом канале утечки информации является – съём информации с помощью различных гидроакустических средств путями приёма, анализа акустических колебаний и регистрация этих данных, которые излучаются или отражаются от наводных, подводных и даже воздушных объектов.

Первоисточниками информации в гидроакустическом канале являются такие сигналы, как: шум, возникающий при работе винтов кораблей, а так же работа их двигателей и различных механизмов, их можно назвать первичными акустическими полями кораблей, а так же сигналы активных гидроакустических аппаратов и приборов, таких как станции гидроакустической связи и гидролокаторы.

С их помощью, можно сделать вывод о тактических параметрах тех объектов, которые были обнаружены, а так же об их местонахождении и даже типе и характере действия. Это может быть военно-морская разведка, освоение Мирового океана, решение военно-морских задач, исследование дна водоёмов.

Канал использует акустические волны для передачи и при помощи специального программного обеспечения, возможен съём акустической волны для дальнейшего анализа.

Пропускная способность информации в гидроакустическом канале зависит непосредственно от частоты передачи. Но не стоит забывать об эффекте многолучёвости распространения сигнала, который может наблюдаться при передаче сигнала. Данный эффект способен приводить к искажению информации, причём в большинстве случаев, к значительному искажению. Для того, что бы избежать данного эффекта, а так же Доплеровского эффекта, придётся значительно снизить скорость передачи информации и применить специальные методы обработки сигналов. С помощью объединения многих аппаратных и программно-аппаратных средств, в гидросфере могут разворачиваться целые информационные системы – гидроакустические сети. В таких сетях постоянно циркулирует информация.

В состав системы специальных методов для обработки сигналов может входить: региональный центр, обрабатывающий и анализирующий поступившую информацию для принятия решений; система, управляющая местонахождением морских средств обороны; телеуправляемые средства обороны; различные системы для освещения.

Рисунок 1. Гидроакустическая сеть

Передача информации в гидроакустических сетях происходит при помощи специально предназначенного для данной работы программного обеспечения. Ярким представителем этого типа можно назвать SonarWiz. Оно способно принимать и обрабатывать информацию, которая была принята с различных гидролокаторов, а так же акустических приборов.

Проведя анализ данного программного обеспечения, можно выделить следующие особенности:

• Данные с приборов собираются в режиме реального времени;
• Данные могут передаваться на прямую через сеть;
• Оператор может сохранять настройки.

Рисунок 2. Работа с программным обеспечением SonarWiz

К современным информационным и телекоммуникационным системам относится технология, которая носит название: «Единая система информации об обстановке в Мировом океане», а кратко – «ЕСИМО». Они создаются для того, что бы собирать данные об окружающей среде (её состоянии), а так же сбора данных подводной среды. Они строятся из датчиков разного типа, часть из них устанавливается стационарно, а другая часть находится транспортных средствах, которые находятся в свободном движении. Здесь чаще всего создаются три топологии, которые являются основными: централизованная сеть, распределённая сеть и многопролётная сеть. Они предназначены для того, что бы связывать сетевые узлы.

Специалисты находятся на берегу и при этом, получают данные с подводных аппаратов или даже целых донных станций в реальном масштабе времени. Далее они анализируют полученные данные и затем имеют возможность посылать команды управления на любой аппарат гидроакустической сети. Причём потеря данных, связанная с техническими неполадками, невозможна, так как данные не хранятся на донной станции после передачи.

Не стоит забывать, что именно ЕСИМО со своими программно-аппаратными средствами и даже целыми комплексами, является ярким примером применения гидроакустических средств для поддержки научных исследований информационных технологий в Мировом океане. При этом используются различные научно-исследовательские судна и различное подводное оборудование.

С помощью программного обеспечения возможна передача различных данных, таких как: метеорологические данные, гидрофизические, гидрохимические, гидробиологические и геолого-физические данные.

В гидроакустическом канале часто используются автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА). Такие роботы могут работать на глубине до 6000 метров, и они могут осуществлять работу около 6 часов с одним батарейным модулем, но это время может быть увеличено при установке дополнительного батарейного модуля.

Для управления используется гибридная архитектура управления системой, то есть возможна комбинация любых устройств. Оно осуществляется через блок беспроводной и гидроакустической связи.

Рисунок 3. Планшет навигатора АНПА

Рабочее место оператора автоматизировано и состоит из персонального переносного компьютера. Через него он может осуществлять управление, планировать операции, вводить данные, а также на дисплее возможно отображение формы, размера гидролокационного изображения объекта, его акустические сигналы через цветовое кодирование. Это так же значительно ускоряет процесс обработки получаемых данных.

Программное обеспечение SeeTrack– одно из ведущих мировых программных обеспечений, которые используются специалистами для того, что бы обрабатывать, комбинировать и в дальнейшем анализировать данных, полученные из подводных аппаратов, таких как ТНПА и АНПА. Программное обеспечение SeeTrack способно создавать одну целостную картину всех событий на основе данных, полученных с различных датчиков, а так же быстро предоставляет всю необходимую информацию операторам.

В программном обеспечении SeeTrack можно выделить особенности:

• Предоставляет возможность независимой работы, т.е. оператору не требуется большое количество навыков, для управления;
• Способно поддерживать видео и данные с вперёдсмотрящих гидролокаторов;
• Программное обеспечение способно производить одновременно и сбор данных и их передачу оператору;
• Создание карты рабочей среды. При этом может использоваться даже гидролокатор кругового обзора;
• Поддержка АНПА, ТНПА и гидролокаторов различных производителей;
• Способность обнаружения и распознавания цели.

Существует большое количество активных помех, которые могли бы затруднить получение информации. Эти помехи могут быть в виде: эхо-сигналов, электрических помех, межсигнальных искажений, виброакустических помех. Но даже в этом случае, гидроакустическая разведка нашла решение проблемы. Им стал Адаптивный фильтр.

Он осуществляет подавление сигналов источников активных помех, частотный диапазон которых пересекается или совпадает с частотным диапазоном полезного сигнала, в радиолокации, гидролокации и связи осуществляется с помощью адаптивных антенных и акустических решёток. Эти решётки являются пространственными фильтрами. Они обеспечивают подавление сигналов помех, направления на источники которых отличаются от направления на источник полезного сигнала.

Выполняя исследование применения информационных технологий в гидроакустическом канале передачи информации, можно сделать вывод, что управление аппаратными средствами, программным обеспечением, аппаратно-программными средствами, гидроакустических вычислительных сетях, используемыми как для получения информации в гидроакустическом канале, так и для защиты данных, передаваемых по гидроакустическому каналу, осуществляется при непосредственном применении современных информационных технологий.

Список литературы:

1. Агеев М.Д., Киселев Л.В., Матвиенко Ю.В. и др. Автономные подводные роботы. Системы и технологии.
2. Голов А.А., Азаров А.А., Лебедев М.С., Моргунов Ю.Н. Методы акустической томографии в задачах подводной навигации.// Подводные исследования и робототехника,2012
3. Киселев Л.В., Инзарцев А.В., Бычков И.В., Максимкин Н.Н., Хмельнов А.Е.,Кензин М.Ю. Ситуационное управление группировкой автономных подводных роботов на основе планирования коллективных миссий и генетических алгоритмов.
4. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов.
5. Филаретов В.Ф., Лебедев А.В., Юхимец Д.А. Устройства и системы управления подводных роботов.
6. Щуров В.А. Векторная акустика океана. Владивосток. Дальнаука. 2003.
7. Щуров В.А. Гидроакустический комбинированный интерферометр интенсивности// XXVI Сессия РАО, совмещенная с XIV школой-семинаром им. акад. Л.М.Бреховских "Акустика океана". 2013.