Предложение системы защиты от слежения за автомобилем
Итак, имеется автомобиль УАЗ - 462, перевозящий ценный груз, на котором скрыто установлена система, включающая GPS – приемник и GSM – передатчик и определяющая координаты данного объекта. Необходимо предложить вариант защиты объекта от несанкционированного наблюдения.
Варианта может быть два:
1) поскольку система имеет в своем составе GPS – приемник, который, как известно из рассмотрения систем на базе GPS, имеет внутренние часы, с помощью которых он собственно и определяет координаты (свои и объекта), то первый вариант сводится к нарушению синхронизации данных часов; следствием этого будет неправильное определение координат наблюдаемого объекта, что в принципе не желательно, поэтому этот вариант не совсем приемлем;
2) второй вариант – блокирование канала передачи, в данном случае, мобильной (сотовой связи).
Системы сотовой связи названы так потому, что они организованы по принципу сети. Вся территория разбита на ячейки (соты) в которых с помощью ретрансляторов обеспечивается непрерывная связь аппарата (передатчика) с ретранслятором. Расстояние между ретрансляторами выбирается из соображений обеспечения гарантированности связи. Для GSM 900 это примерно до 50 км на открытой местности и несколько меньше в городе (экранирующее влияние зданий, переотражение сигнала и т.п.). Кроме того, емкость ретранслятора (количество одновременно работающих телефонов) тоже ограничена. В общем, в городе их больше, чем в деревне, а в центре больше, чем на окраинах. Поскольку передатчик перемещается, то сеть отслеживает это перемещение и переключает передатчик с одного ретранслятора на другой. Включенный передатчик (например, сотовый телефон) периодически напоминает ретранслятору о своем наличии даже тогда, когда не происходит передачи информации. Ретранслятор определяет местоположение передатчика и принимает решение - работать с ним дальше или передать на обслуживание соседнему.
Аналоговые системы типа DAMPS измеряют соотношение сигнал/шум на входе приемника (чем дальше передатчик от ретранслятора, тем соотношение хуже). Измерение соотношения производится, скажем, двумя соседними сотами (ретрансляторами) и там, где соотношение лучше, к той соте и подключается аппарат. Точность определения координат невелика и составляет примерно процентов 15 - 20 от размеров соты. Статистический анализ, возможно, улучшает этот показатель до 10 - 12 процентов. Но в целом получаются точность 1,5 - 2 километра на открытой местности и 500 - 1000 метров в городе. Отключение штатной антенны передатчика и применение направленной, с усилением хотя бы 7 - 10 децибел, сильно изменяет точку зрения ретрансляторов на обстановку. Если антенна направляется на ближайший ретранслятор, то он будет "думать", что передатчик к нему приблизился, так как соотношение сигнал/шум улучшилось. Ошибка будет определяться величиной усиления антенны и истинным расстоянием до антенны ретранслятора. Чем больше усиление и истинное расстояние, тем больше будет величина ошибки. При этом, качество собственно связи улучшится на величину усиления направленной антенны. Применение направленной антенны в автомобиле приведет к парадоксальным эффектам. При повороте машины диаграмма направленности будет очень резко поворачивать вместе с машиной. Для сети скорость перемещения передатчика, расположенного в машине, будет сравнима со скоростью самолета. Возможно, что у нее будут проявляться сбои, и пропадание связи с автомобилем. Представив изображение передатчика, а, соответственно, и автомобиля, в виде точки на экране дисплея, можно предположить, что эта точка то перемещается прямолинейно, то перепрыгивает через целые городские кварталы. Применений дополнительных усилителей, круговых антенн в плане маскировки своего истинного местоположения мало что дает, так как сигнал при этом будет увеличиваться во всех ретрансляторах одновременно. Все вышесказанное относится и к системе NMT 450. Проблема в том, что использовать эту направленную антенну не получится, поскольку передатчик, будем говорить, «надежно спрятан».
Гораздо сложнее устроена система GSM 900. Она изначально создавалась как цифровая, супернадежная и отличная во всех смыслах от других. На настоящий момент ввести в заблуждение систему определения местоположения абонента связи GSM весьма и весьма сложно. Ретранслятор постоянно излучает длинный, неповторяющийся, цифровой сигнал - эталон. Передатчик (или мобильный телефон) его постоянно принимает и периодически небольшой его кусочек переизлучает. Ретранслятор сравнивает полученный сигнал с эталоном, вычисляет временную задержку и по ней определяет местоположение объекта. Теоретически можно между передатчиком и антенной поставить регулируемую или постоянную линию задержки - внести в систему ошибку. Но физически это невозможно, поскольку не определено место установки и передатчика, и антенны.[5]
Существуют некоторые готовые технические разработки, направленные на блокирование каналов сотовой связи. Примером может являться блокиратор канала мобильной связи «Мозаика» (см. Приложение B).
В качестве собственного предложения рассмотрим также блокирование канала передачи с помощью передатчика, выдающего определенную мощность, и снабженного диско-конусной антенной. Максимальная мощность передатчиков мобильной связи достигает 2 Вт. Чтобы добиться необходимого эффекта необходимо иметь мощность на 10 децибел выше блокируемой.
Необходимая мощность передатчика равна:
Хотя реально достаточно обеспечить превышение мощности на 3 децибела, поэтому мощность блокирующего передатчика составит:
Произведем расчет параметров диско-конусной антенны. GSM – передатчики работают на частотах 900 МГц и 1800 МГц, если быть точнее, то в пределах 800 -1000 МГц и 1700 –1900 МГц. Но не будем забывать, что передача может осуществляться и на других частотах, поэтому возьмем полосу пропускания передатчика от 200 до 2000 МГц. Антенна, предназначенная для работы в широком диапазоне волн, должна иметь достаточно большой угол между образующей конуса и осью питающего кабеля: 15º – 30º. Питающий кабель – обычно, коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 – 60 Ом. Питание к антенне подводится следующим образом: центральный провод присоединяется к диску, а наружная оболочка – к конусу в его вершине. Поляризация диско-конусной антенны линейная, меридиональная, то есть вектор E лежит в плоскостях, содержащих ось антенны.
Расчет произведем при следующих параметрах:
Ψ=30º; d=1.75 см; fmin =200 МГц.
Тогда:
Коэффициент усиления диско-конусных антенн находится в пределах 3 дБ (усиление в 2 раза). Рассчитаем поток мощности, создаваемый передатчиком с диско-конусной антенной в кабине автомобиля. Предположительно, антенна располагается на крыше автомобиля, в ее центре, тогда расстояние до кабины (с учетом того, что длина автомобиля составляет 3 метра) порядка 1.5 метра. Поток мощности:
По нормам величина потока мощности должна быть не более 10 мкВт/см2 , если излучение действует круглосуточно и не более 25 мкВт/см2 , если излучение действует в течение рабочего дня. Для того чтобы выдержать нормы по потоку мощности сместим антенну на некоторое расстояние от кабины. Тогда, если допустить, что излучение действует в течение рабочего дня, расстояние r будет равно:
То есть, антенна сдвигается на 9,5 см (схема расположения антенны в Приложении C).
Диаграмма направленности диско-конусной антенны теоретически может быть рассчитана с помощью формулы для уголкового отражателя:
проведем расчет на частоте 1 ГГц:
Диаграмма направленности на частоте 1 ГГц будет иметь примерно следующий вид:
Рисунок 1 – Диаграмма направленности диско-конусной антенны на частоте 1 ГГц
Подобная диаграмма при достаточной мощности передатчика перекроет значительную часть пространства внутри автомобиля и обеспечит необходимый результат – зашумление канала передачи. [6,7,8]
Инструкцию по правилам перевозки ценных грузов на транспортном средстве, оснащенном системой противодействия слежения смотреть в Приложении D.
Заключение
Развитие систем слежения за мобильными объектами происходит такими темпами, что это уже начинает вызывать тревогу всех, кому небезразлична "тайна личной жизни". Эксперты отмечают возможность двойного назначения подобных технологий, ведь теоретически можно определить местоположение любого мобильного объекта и, соответственно его владельца, а это уже начало вторжения в личную жизнь. Тем более что способы определения положения, основанные на использовании канала передачи сотовой связи, могут выдавать данные непрерывно за считанные секунды. Тем не менее, существует несколько вариантов защиты в подобных ситуациях, один из которых, хотя и на теоретическом уровне, был описан в данной работе.
1 2 3