Захист від засобів стеження за автомобілями

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Міністерство освіти Російської Федерації
Томський університет систем управління та радіоелектроніки
(ТУСУР)

Кафедра РЗИ

ЗАХИСТ ВІД засоби спостереження за АВТОМОБІЛЕМ
Пояснювальна записка до курсової роботи

з дисципліни «Інженерно-технічний захист інформації»

Виконали:
студенти групи 188
___________П.В. Дергачов
__________А.В. Дементьєв
Керівник:
Доцент каф. РЗИ
_____________А.П. Бацула
Томськ

Реферат
Пояснювальна записка, 48 сторінок, 12 рисунків, 8 джерел, 4 додатки СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО визначення місця розташування, GPS, пеленгації, навігаційного числення, СИСТЕМА ПОШУКУ і стеження, ДИСКО-Конусний АНТЕНА.
Предметом даної курсової роботи було розгляд існуючих систем і методів пошуку, стеження, визначення місця розташування мобільних об'єктів. У роботі були розглянуті деякі способи захисту від стеження і запропоновано власний варіант захисту від стеження за автомобілем УАЗ - 462, на якому встановлені приховано GPS-приймач, що приймає сигнал з супутника і передавач використовує канал стільникового зв'язку.
Робота виконана в текстовому редакторі Microsoft Word 97.

Томський Державний Університет Систем Управління та Радіоелектроніки
Кафедра радіоелектроніки та захисту інформації
ЗАТВЕРДЖУЮ
Зав. кафедрою РЗИ, професор
_____________ В.М. Іллюшенко
«____»_____________ Р.
ЗАВДАННЯ
на курсову роботу
з дисципліни «Інженерно-технічний захист інформації»
Тема роботи «Захист від засобів стеження за автомобілями»
Виконавці - студенти гр. 188 Дергачов Павло Вікторович, Дементьєв Андрій Васильович.
Мета роботи: розглянути існуючі системи і методи пошуку, стеження, визначення місця розташування мобільних об'єктів, способи захисту від стеження, запропонувати власний варіант захисту автомобіля УАЗ-462 при прихованій установці GPS-приймача і передавача GSM.
Зміст: У роботі розглядаються системи і методи пошуку, стеження, визначення місця розташування мобільних об'єктів, обладнання для пошуку і спостереження, способи захисту від стеження, пропонується власний варіант захисту автомобіля УАЗ - 462, в ході розгляду якого проводиться розрахунок деяких параметрів функціонування даної системи.
Джерела розробки: 1 .- В.І. Андріанов, А.В. Соколов Автомобільні охоронні системи - Санкт-Петербург, BHV Арліт, 2000 р. - 272 с.; 2 .- http://www.ci.ru; 3 .- http://www.globaltracer.ru; 4.-http : / / skit.unets.ru; 5.-http: / / www.sec.ru; 6 .- М.С. Жук, Ю.Б. Молочков Проектування антенно-фідерних пристроїв - Москва, видавництво «Енергія», 1966 р. - 648 с.; 7 .- А.С. Лавров, Г.Б. Резніков Антенно-фідерні пристрої - Москва, «Радянське радіо», 1974 р. - 368 с.; 8 .- А.Л. Драбкін, В.Л. Зузенко, А.Г. Кислов Антенно-фідерні пристрої - Москва, «Радянське радіо», 1974 р. - 536 с.;
Керівник курсової роботи Завдання отримали
Доцент каф. РЗИ А.П. Бацула _______________
_______________ _______________
Дата видачі «___»_________ р. Термін здачі роботи «___»_________ р.


Зміст

Введення

1 Системи автоматичного визначення місця розташування (АОМ)

1.1 Класифікація і характеристика систем АОМ

1.2 Системи на базі методів наближення

1.3 Методи місцевизначення по радіочастоті

1.3.1 Методи радіопеленгація
1.3.2 Методи радіонавігації
1.4 Методи навігаційного числення

2 Навігаційні системи пошуку і спостереження

3 Устаткування систем пошуку і спостереження

3.1 GPS-приймачі

3.2 Комплекс апаратно-програмних засобів GPS-Monitor
3.3 Комплекси радіоконтролю та пеленгування Савой
4 Пропозиція системи захисту від стеження за автомобілем
Висновок
Список використаних джерел
Додаток А Класифікація методів і AVL-систем
Додаток В Мозаїка - блокує стільникових телефонів
Додаток С Схема розташування антени
Додаток D Інструкція з правил перевезення цінних вантажів

Введення

В даний час в усьому світі намічається значне зростання інтересу до систем, що забезпечує автоматизацію контролю за переміщенням автотранспорту. Будучи на початковому етапі прерогативою спецслужб і невеликого числа комерційних організацій, що займаються транспортуванням особливо цінних вантажів, в даний час, завдяки вдосконаленню технологій і зниження цін, ці системи стають доступні й економічно ефективні для використання в самих різних галузях, включаючи комерційні вантажні перевезення, громадський транспорт і мети рядового споживача.
Останнім часом широкого поширення у всьому світі отримали системи і комплекси технічних засобів визначення місцеположення рухомих об'єктів. Ці системи використовуються на морі, на суші і в повітрі для стеження за об'єктами, визначення їх місця розташування, коригування маршруту і т. д. Вони розрізняються по методах визначення координат об'єктів, способів передачі інформації між рухомими об'єктами і диспетчерськими пунктами, логікою побудови і т. п . Однак у всіх цих системах повинне виконуватися умова - можливість для споживача самостійно визначати її основні параметри:
Ø зону роботи системи;
Ø тип транспорту, який потрібно контролювати;
Ø частоту оновлення інформації про рухомому об'єкті;
Ø перелік завдань, що вирішуються в системі.
Але існує також і проблема, яка вкрай актуальна для державних правоохоронних органів, приватних структур безпеки та диспетчерських служб підприємств різних форм власності - визначення місця розташування автомашин, інших транспортних засобів, цінних вантажів зловмисниками, тобто вторгнення в особисте життя, спроба незаконного отримання інформації конфіденційного характеру або державної таємниці. Завдання щодо запобігання подібної ситуації доводиться вирішувати в процесі управління та контролю місцезнаходження мобільних об'єктів, забезпечення безпеки автомашин, супроводження транспортних засобів, цінних вантажів і т. д.

1 Системи автоматичного визначення місця розташування (АОМ)
Сучасні системи автоматичного (автоматизованого) визначення місцезнаходження транспортних засобів - AVL (Automatic Vehicle Location system), що виконують ці завдання, автоматично визначають координати транспортного засобу в групі йому подібних у міру його переміщення в межах певної території. Система AVL звичайно складається з підсистеми визначення місця розташування, підсистеми передачі даних і підсистеми управління та обробки даних. [1]
1.1 Класифікація і характеристика систем АОМ
По території охоплення системи визначення місцезнаходження транспортних засобів умовно можна підрозділити (рис. 1.1) на такі зони покриття:
Ø глобальну, яка охоплює земну кулю, материки або території декількох держав;
Ø регіональну, обмежену, як правило, межами населеного пункту, області, регіону;
Ø локальну (зональну) - розраховану на малий радіус дії (територія міста, області), що характерно в основному для систем дистанційного супроводу та пошуку викрадених автомобілів.
З точки зору реалізації функцій місцевизначення AVL системи характеризуються такими технічними параметрами, як точність місцевизначення та періодичність уточнення даних. Очевидно, що ці параметри багато в чому залежать від зони дії AVL-системи. Чим менше розмір зони дії, тим вище повинна бути точність місцевизначення. Так, для локальних систем, що діють на території міста, вважається достатньою точність місцевизначення (звана також зоною невизначеності положення) від 100 до 200 м. Деякі спеціальні системи вимагають точності до одиниць метрів, для глобальних систем буває досить точності до одиниць кілометрів. Періодичність уточнення даних може коливатися від декількох хвилин до годин.
Глобальна зона покриття зазвичай потрібно для контролю міжнародних перевезень, і відстані між рухомим об'єктом і диспетчерським пунктом можуть бути в кілька тисяч кілометрів. Тому найбільш прийнятне рішення для реалізації системи подібного масштабу - використання супутників: каналів зв'язку. Системи супутникової рухомого зв'язку, що застосовуються для мети контролю рухомих об'єктів, у свою чергу, можна розділити на системи:
Ø на базі геостаціонарних супутників;
Ø на базі низько - і среднеорбітальних супутників.
Основна маса систем контролю далеких перевезень заснована на використанні геостаціонарних супутників. Це системи Inmarsat, OmniTracs, EutelTracs, Prodat та інші. Розглянемо деякі з них більш докладно.
Система Inmarsat, базуючись на геостаціонарних супутниках, забезпечує передачу інформації між рухомим об'єктом і диспетчерським пунктом на всій території земної кулі, за винятком приполярних областей. Час доставки інформації в системі становить 5-15 хвилин в залежності від організації диспетчерського пункту. Для контролю далеких перевезень такий час доставки інформації цілком прийнятно, і період оновлення інформації про стан контрольованого об'єкта вибирається зазвичай о 1 год.
Випускається декілька видів абонентських терміналів, які з урахуванням специфіки застосування відрізняються функціональними можливостями. У комплект рухомого об'єкта зазвичай входить:
Ø супутникова станція;
Ø поєднана Inmarsat / GPS антена;
Ø бортовий комп'ютер;
Ø набір датчиків.
Габарити мобільного комплекту такі, що він без проблем встановлюється навіть на легковий автомобіль. Бортовий комп'ютер забезпечує автоматичну передачу навігаційної інформації на диспетчерський пункт з запрограмованої тимчасової сітці або при виникненні нештатної ситуації (спрацьовування датчика температури, тривожної кнопки і т. д.). Точність визначення місцезнаходження складає близько 100 м.
Система EutelTracs з точки зору споживача, має схожі з Inmarsat характеристики компонентів. Склад мобільних терміналів і функціональні можливості систем практично однакові, але вони використовують різні частотні діапазони. Мобільний термінал системи EutelTracs за своїми розмірами більше підходить для установки на вантажні машини.
Системи на базі низькоорбітальних супутників, такі, наприклад, як Iridium, Orbcomm, надають ті ж послуги, що і геостаціонарні системи. Основна їх відмінність один від одного полягає в тому, що перші складаються з низькоорбітальних супутників з невеликою висотою орбіти (менше 1000 км). Для споживача це означає, що їх супутникові термінали мають менші розміри і невисокі ціни.
Система Iridium має глобальну зону покриття за рахунок великої кількості космічних апаратів - 66. Вона передбачає великий перелік послуг:
Ø телефонний зв'язок;
Ø передача алфавітно-цифрових повідомлень на пейджер;
Ø переадресація виклику;
Ø конференц-зв'язок;
Ø передача факсимільних повідомлень;
Ø голосова пошта та інші
Система Orbcomm призначається, в основному, для автоматизованого збору інформації про стан об'єктів, надання послуг електронної пошти, вирішення навігаційних завдань.
До систем, що забезпечує регіональну зону покриття, відносяться системи контролю рухомих об'єктів, в яких об'єкти не віддаляються від диспетчерського пункту далі фіксованого відстані (зазвичай не більше 1000 км). У цих системах потрібно підтримувати голосовий зв'язок між об'єктом і диспетчером, оперативно доставляти інформацію про місцезнаходження і стан транспортних засобів. Досить умовно в цей розряд можна віднести системи на базі:
Ø транкового (транкінгового) зв'язку;
Ø стільникового зв'язку;
Ø короткохвильового зв'язку.
Системи на базі транкового зв'язку можуть покривати значні площі, дозволяючи здійснювати «автороумінг» і «автопатчінг», тобто в них, за рахунок зв'язку окремих ретрансляторів у єдину логічну структуру, споживач позбавляється від необхідності піклуватися про перемикання радіочастотних каналів при переміщенні в межах усієї системи . У світі і в Росії розгорнуті та експлуатуються транкові системи різних стандартів: SmartTrunk, MPT 1327, LTR, SmartZone, EDACS та ін
Системи на базі стільникового зв'язку все більше завойовують ринок Росії. Багато фірм випускають обладнання та пропонують закінчені системи. Широке застосування цих систем стримують висока ціна бортового комплекту і проблеми перевантаження системи зв'язку.
Поряд з тим, що в багатьох склалося враження про ненадійність зв'язку на коротких хвилях з-за впливу безлічі факторів на її якість, короткохвильова зв'язок, тим не менше, дозволяє здійснювати передачу даних по каналу з високим ступенем надійності і з досить високою швидкістю. Це засновано на поєднанні сучасних технологій та достатньої кількості резервних радіочастот.
Найбільш цікаві в цьому напрямку розробки австралійських фірм Coden і Barret. Радіостанції цих фірм мають вбудований механізм автоматичного пошуку каналу зв'язку, що забезпечує рішення задачі знаходження каналу найкращого проходження сигналу протягом усього сеансу зв'язку. Для передачі цифрової інформації передбачений вбудований модем.
Системи локальної зони покриття працюють, як правило, в радіусі до 100 км і найчастіше використовуються для забезпечення внутрішньоміських перевезень та пошуку викрадених автомобілів. У таких системах можуть використовуватися системи космічного, стільникового, транкового і короткохвильового зв'язку окремо один об одного або в різних поєднаннях.
За своїм призначенням AVL можна розділити на системи:
Ø диспетчерські;
Ø дистанційного супроводу;
Ø відновлення маршруту.
Диспетчерські системи - це системи, в яких здійснюється централізований контроль в певній зоні за місцем розташування та переміщенням рухомих об'єктів в реальному масштабі часу одним або декількома диспетчерами, які перебувають у стаціонарних обладнаних диспетчерських центрах, це можуть бути системи оперативного контролю переміщення патрульних автомашин, контролю рухомих об'єктів, системи пошуку крадених автомобілів.
Системи дистанційного супроводу - це системи, в яких проводиться дистанційний контроль переміщення рухомого об'єкта з допомогою спеціально обладнаної автомашини або іншого транспортного засобу; найчастіше такі системи використовуються при супроводі цінних вантажів або контролі переміщення транспортних засобів.
Системи відновлення маршруту - це системи, вирішальні завдання визначення маршруту або місць перебування транспортного засобу в режимі подальшої обробки на основі отриманих тим чи іншим способом даних; подібні системи застосовуються при контролі переміщення транспортних засобів, а також з метою отримання статистичних даних про маршрути.
У тому випадку, коли вимога отримання інформації в реальному масштабі часу не є обов'язковим, однією з найбільш дешевих систем контролю рухомих об'єктів є використання бортового накопичувача параметрів руху транспортних засобів. Останній працює в режимі «чорного ящика», тобто здійснює запис координат точок маршруту руху з зазначенням часу їх проходження, а також фіксує додаткову телеметричну інформацію, наприклад, температуру в рефрижераторі, витрата палива, факти відкривання дверей фургона і т. д.
Для зональних диспетчерських систем ідеальною може вважатися отримання даних про місцезнаходження рухомого об'єкта до одного разу на хвилину. Системи дистанційного супроводу вимагають більшої частоти оновлення інформації.
Конкретні реалізації AVL-систем часто включають в свій склад технічні засоби, що забезпечують кілька способів визначення місця розташування.
Методи визначення місця розташування, використовувані в AVL-системах, за класифікацією можна розбити на три основні категорії:
Ø методи наближення (зонові);
Ø методи навігаційного числення;
Ø методи визначення місця розташування по радіочастоті. [1,2]
Орієнтовна класифікація методів і на їх основі систем AVL наведена в Додатку А.
1.2 Системи на базі методів наближення
Для визначення місцеположення рухомого об'єкта на території міста створюється мережа контрольних зон. Це досягається за допомогою використання досить великої кількості дорожніх покажчиків або контрольних пунктів (КП 1 - КП n), точне місце розташування яких в системі відомо (рис. 1.2). Розташування транспортного засобу визначається у міру проходження останнім зон дії цих пунктів. Індивідуальний код кожного контрольного пункту передається при цьому по радіоканалу в бортову апаратуру транспортного засобу, яка, у свою чергу, через підсистему передачі даних передає цю інформацію, а також свій ідентифікаційний код в підсистему управління і обробки даних. Таким чином, реалізується метод прямого наближення. Дані про місцезнаходження транспортного засобу виводяться на екран моніторів диспетчерського пункту (можливо відображення на карті місцевості). Достовірність одержуваної інформації багато в чому залежить від кількості та розташування контрольних пунктів.

Малюнок 1.3 - Метод інверсного наближення
Однак на практиці частіше використовується інверсний метод наближення (рис. 1.3): виявлення та ідентифікація транспортних засобів здійснюється за допомогою встановлених на них активних, пасивних чи напівактивний малопотужних радіомаяків, передавальних на приймач контрольного пункту свій індивідуальний код, або ж за допомогою оптичної апаратури зчитування та розпізнавання характерних ознак об'єкту, наприклад, автомобільних номерів. Інформація від контрольних пунктів передається далі в підсистему управління і обробки даних.
Очевидно, що для зонових систем точність місцевизначення і періодичність оновлення даних безпосередньо залежить від щільності розташування контрольних пунктів на території дії системи. Методи наближення вимагають розвиненої інфраструктури зв'язку для організації підсистеми передачі даних з великого числа таких пунктів в центр управління та контролю, а в разі використання оптичних методів зчитування - вимагають і складної апаратури, використовуваної на всіх контрольних пунктах, і тому досить дорогі при побудові систем, що охоплюють великі території. У той же час, інверсні методи наближення дозволяють мінімізувати обсяг бортової апаратури - радіомаяка, або зовсім обійтися без установлюваної на автомашину апаратури. Основне застосування даних систем - комплексне забезпечення охорони автомашин, забезпечення пошуку автомашин при угоні. Прикладом подібної системи є система Корзо, що забезпечує фіксацію наближення викраденій обладнаної автомашини до поста-пікету ГИБДД. У багатьох зарубіжних країнах зонові системи функціонують вже тривалий час, як для потреб диспетчеризації громадського транспорту, що рухається за постійними маршрутами, так і для потреб правоохоронних органів. [1]

1.3 Методи місцевизначення по радіочастоті
Розташування транспортного засобу визначається шляхом вимірювання різниці відстаней транспортного засобу від трьох або більше відносних позицій.
Дану групу методів можна умовно розбити на дві підгрупи:
Ø радіопеленгація (узагальнено), коли абсолютне або відносне місце розташування рухомого об'єкта визначається при прийомі випромінювана ім радіосигналу мережею стаціонарних або мобільних приймальних пунктів;
Ø обчислення координат за результатами прийому спеціальних радіосигналів на борту рухомого об'єкта (методи прямої або інверсно радіонавігації). [1]

1.3.1 Методи радіопеленгація

За допомогою розподіленої по території міста мережі пеленгаторів або за допомогою мобільних засобів пеленгації можливо відстеження місця розташування об'єктів, обладнаних радіопередавачами-маяками.
На практиці метод пеленгації, як найдешевший в початкові роки становлення систем супутникової навігації (коли вартість супутникових приймачів вимірювалася тисячами доларів), був випробуваний поліцейськими і пожежними службами США і Канади. Результати дослідної експлуатації системи показали, що ома може дуже добре використовуватися на відкритій місцевості. Проте ця система має великі похибки в умовах щільної міської забудови. Крім того, вартість інфраструктури, необхідної для охоплення значної площі, вельми велика. В даний час цей метод використовується дуже рідко.
Прикладом AVL-системи, заснованої на методах радіопеленгації, можна вважати систему ГІПС (нова назва - СКІФ). Принцип роботи системи полягає в наступному. Прийом сигналу, випромінюваного малогабаритним радіомаяком на рухомому об'єкті, здійснюється мережею стаціонарних радіоприймальних центрів, і за отриманими даними проводиться за допомогою математичних операцій визначення місця розташування автомашини з найбільшою ймовірністю. Застосування широкосмугових сигналів з ​​базою 10 3 -10 8 забезпечує частоту оновлення інформації один раз на секунду в системі з 5000 об'єктів при високій перешкодозахищеності. Точність визначення місцезнаходження залежить від щільності розміщення стаціонарної радіоприймальної мережі на території міста і може становити одиниці метрів в режимі безперервного спостереження та коригування даних по електронній карті.
Подібну систему із застосуванням пейджерів двостороннього зв'язку та мережі приемопередающих станцій пропонує фірма «МегаПейдж». Широкосмуговий передавач, встановлений на автомашині, включається по сигналу стандартного пейджингового приймача або за сигналом системи протиугінної сигналізації. Визначення місця розташування передавача здійснюється за допомогою мережі базових станцій пейджингового системи.
Прикладом системи на базі мобільних пеленгаторів є добре відома за телевізійним шоу-програм каналу НТВ - система LoJack. Пеленгатором даної системи обладнані автомашини спеціального батальйону дорожньо-постової служби ДАІ і пости-пікети ГИБДД на виїзді з Москви і ряду інших міст. [1]
1.3.2 Методи радіонавігації
Космічна радіонавігація втілила в собі новітні досягнення комп'ютерних і телекомунікаційних технологій. Симбіоз супутникової системи позиціонування, сучасної радіозв'язку та електронної картографії дозволяє визначати місце розташування і швидкість транспортного засобу, обчислювати відстані, прокладати маршрути і відстежувати їх дотримання, отримувати довідки про картографічні об'єктах. Сьогодні працюють дві системи: американська Navstar і вітчизняна ГЛОНАСС. Використання обох систем дозволяє більш точно визначати координати і підвищує надійність функціонування.
Методи на основі радіонавігації реалізуються в системах AVL на основі імпульсно-фазових наземних навігаційних систем (типу LORAN-C, Чайка) та супутникових среднеорбітальних навігаційних систем (СРНС) Navstar і ГЛОНАСС. Найкращі точнісні та експлуатаційні характеристики в даний час мають супутникові навігаційні системи, в яких досягається точність місцевизначення в стандартному режимі не менше 50-100 м, а з застосуванням спеціальних методів обробки інформаційних сигналів в режимі фазових визначень або диференціальної навігації - до одиниць метрів.
Найвідомішою є глобальна супутникова радіонавігаційна система Navstar (Navigation System using Timing And Ranging) або GPS (Global Positioning System), створена для високоточного навігаційно-часового забезпечення об'єктів, що рухаються в космосі, повітрі, на землі і воді.
До її складу входять навігаційні супутники, наземний комплекс управління та апаратура споживачів (користувачів). Застосовуваний у системі принцип полягає в тому, що спеціальні приймачі, встановлені у споживачів, вимірюють дальність до декількох супутників і визначають свої координати по точках перетину поверхонь рівного видалення.
Дальність обчислюється за формулами, відомим з шкільних підручників, шляхом множення швидкості поширення радіосигналу на час затримки, при проходженні їм відстані від супутника до користувача. Величина тимчасової затримки визначається зіставленням кодів сигналів, випромінюваних супутником і генеруються прийомним пристроєм, методом тимчасового зсуву до їх збігу. Часовий зсув вимірюється по годинах приймача. Координати супутників відомі з високою точністю. Для знаходження широти, довготи, висоти, виключення помилок годинника приймача достатньо розв'язати систему з чотирьох рівнянь. Тому приймач користувача повинен приймати навігаційні сигнали від чотирьох супутників.
Швидкість визначається за доплеровскому зрушення несучої частоти сигналу супутника, що викликається рухом користувача. Доплеровский зрушення (Doppler shift) заміряється при зіставленні частот сигналів, прийнятих від супутника і генеруються приймачем. Зрозуміло, все це відбувається миттєво і без будь-якого участі користувача.
Навігаційні сигнали випромінюються на двох частотах L-діапазону (смуга радіочастот 390-1580 МГц):
частота L1 - 1575,42 Мгц;
частота L2 - 1227,6 МГц.
На частоті L2 випромінюються сигнали з військовим кодом Р (Y) з високоточною інформацією (divcision - точний, або protected - захищений), захищеним від імітаційних перешкод.
Р-код представляє з себе послідовність псевдовипадкових бістабільних маніпуляцій фази несучої частоти (Carrier Frequency) з частотою прямування, рівною 10,23 МГц і періодом повторення в 267 діб. Кожен тижневий сегмент цього коду є унікальним для одного з супутників GPS і безупинно генерується ним протягом кожного тижня, починаючи з ночі з суботи на неділю.
На частоті L1 випромінюються сигнали і з військовим кодом P (Y), і з загальнодоступним цивільним кодом (Civilian Code), який часто називають C / A (Clear Acquisition - код вільного доступу). Прийом сигналу за кодом P (Y) забезпечує роботу в режимі PPS (Precise Positioning Service - висока точність вимірів). Порівняння часу приходу сигналів на частотах L1 і L2 дозволяє обчислювати додаткову затримку, що виникає при проходженні радіохвиль через іоносферу, що значно підвищує точність вимірювань навігаційних даних.
Прийом на частоті L1 з кодом C / A не дозволяє визначити помилки, внесені іоносферою. Структура коду C / A забезпечує гірші характеристики в режимі SPS (Standart Positioning Service - стандартна точність вимірювань). Так, якщо в режимі PPS з імовірністю 0,95 помилки вимірювання широти і довготи не перевищують 22-23 метри, висоти 27-28 метрів і часу 0,09 мкс, то в режимі SPS вони збільшуються відповідно до 100, 140 метрів і 0, 34 мкс. Среднеквадратическая помилка визначення довготи і широти в режимі PPS становить не більше 8 метрів, а в SPS - не більше 40 метрів. Міністерство оборони США, виходячи з інтересів національної безпеки, здійснює «штучне» погіршення точності в режимі S / A (Selective Availability - обмежений доступ). Спочатку режим SPS був необхідний для грубого визначення користувачем своїх координат при входженні в код P (Y). В даний час рівень електроніки, програмного забезпечення та методів обробки навігаційної інформації дозволяє здійснювати досить швидке захоплення P (Y) без коду C / A, а також проводити високоточні визначення сигналу по фазі несучої. Крім того, повністю відпрацьований наземний автоматичний режим диференціальної корекції (Differential Positioning), дозволяє в обмеженому регіоні отримувати точне визначення відносних координат взаємного розташування двох приймачів, відслідковувати сигнали одних і тих же супутників GPS. Приміром, штатні системи навігації транспорту, при використанні громадянського C / A коду визначають координати автомобіля з точністю від 2 до 5 метрів.
Вітчизняна навігаційна система ГЛОНАСС (радянська навігаційна система Ураган) аналогічна за своєю побудовою американської, але має більш високу точність визначення координат споживача.
Вперше в Росії висококласні GPS - системи, інтегровані з сучасними зв'язковими і картографічними комплексами, були поставлені компанією «Прин» в 1995 році в Інкомбанк, в спеціальні підрозділи Міністерства з надзвичайних ситуацій, деякі комерційні структури. Вони були призначені для оперативного контролю та управління транспортом в межах міста та регіону. Крім того, реалізуються проекти для контролю за транспортом на будь-яких відстанях з використанням GPS і глобальної системи мобільного зв'язку Inmarsat.
Достоїнствами даного методу є глобальність місцевизначення, що дозволяє застосовувати його практично на будь-яких територіях і трасах будь-якої протяжності, хороша точність, можливість визначити положення об'єкта не карті місцевості, здатність визначати не тільки координати, а й висоту, швидкість і напрямок руху об'єкта, високий ступінь сумісності з автоматизованими системами обробки інформації. Не випадково у подібних систем сама широка область застосування. Це системи диспетчеризації міського та спеціального транспорту, забезпечення безпеки транспорту і матеріальних цінностей, що працюють в реальному масштабі часу на території міста з десятками і сотнями рухомих об'єктів. Це системи контролю маршрутів транспорту, що здійснює далекі міжміські та міжнародні перевезення (з передачею інформації про маршрут за допомогою глобальних систем зв'язку типу Inmarsat або з пасивним накопиченні інформації про маршрут з подальшою обробкою). [1]
1.4 Методи навігаційного числення
Дані методи визначення місця розташування транспортних засобів грунтуються на вимірюванні параметрів руху автомашини за допомогою датчиків прискорень, кутових швидкостей в сукупності з датчиками пройденого шляху і датчиками напряму, і обчисленні на основі цих даних поточного місцезнаходження рухомого об'єкта щодо відомої початкової точки. У цілому дані методи можуть використовуватися в тих же системах, що і методи, засновані на радіонавігації. Основна їх перевага в порівнянні з методами радіонавігації - незалежність від умов прийому навігаційних сигналів бортовою апаратурою. Не секрет, що на території сучасного міста з щільною забудовою високими будівлями можуть зустрічатися ділянки, де утруднений прийом сигналів від наземних і навіть супутникових навігаційних систем. На таких ділянках бортова навігаційна апаратура не в змозі обчислити координати рухомого об'єкта. Приймальні антени радіонавігаційних систем повинні розміщуватися на автомашинах з урахуванням забезпечення найкращих умов прийому навігаційних сигналів. Це робить їх уразливими для зловмисників у разі застосування для потреб охорони автомашин або перевозяться ними вантажів. Існуючі методи камуфлювання (маскування) прийомних антен досить складні і дороги.
Методи числення шляху і інерціальній навігації вільні від цих недоліків, оскільки апаратура повністю автономна і може бути інтегрована в конструктивні елементи автомашини з метою ускладнення їх виявлення і захисту від навмисного виведення з ладу. Недоліками методів навігаційного числення можна вважати:
Ø необхідність корекції параметрів руху з-за накопичуються помилок вимірювання;
Ø досить великі, в цілому, габарити бортової апаратури;
Ø відсутність доступної малогабаритної елементної бази для створення бортової апаратури (акселерометра, автономних обчислювачів пройденого шляху, датчиків напряму);
Ø складність обробки параметрів руху.
Найбільш перспективним напрямком застосування подібних методів можна вважати їх спільне використання з радіонавігаційними методами, що дозволить компенсувати недоліки, властиві як одному, так і другому методу. Систему місцевизначення з використанням даного методу пропонує ЗАТ «Автонавігатор». У бортовому обладнанні системи використовуються:
Ø датчик шляху, що підключається до спідометра автомашини;
Ø датчик направлення на основі феррозондов, що вимірюють відхилення осі;
Ø автомашини від магнітного меридіана Землі;
Ø датчик прискорення (акселерометр), що забезпечує усунення помилок ферозондового датчика, що виникають через негоризонтального розташування об'єкта відносно поверхні Землі.
Коригування помилок числення проводиться по цифровій векторній карті поліліній транспортної мережі міста, що дозволяє досягти точності місцевизначення до одиниць метрів. Є можливість використання елементів бортового устаткування спільно з приймачем GPS. [1]

2 Навігаційні системи пошуку і спостереження
Через складного економічного становища охорони та недостатнього фінансування служб навігаційного забезпечення вітчизняні космічні системи визначення координат різних споживачів відійшли на другий план. Цим скористалися зарубіжні фірми, між якими розгорнулася жорстка боротьба за оволодіння російським ринком.
Останнім часом навігаційні системи безпеки і пошуку, в яких використовуються стільниковий зв'язок і технологія GPS, стають окремим напрямком в автомобільній електроніці. Вони не тільки демонструють «дива техніки», але і дозволяють знизити витрати на страхування і забезпечують швидкий пошук викраденого автомобіля.
В даний час системи пошуку автомобілів продовжують розвиватися. У них використовуються новітні досягнення в області навігації та інформаційних технологій, можливості і досягнення військово-промьшленно комплексу.
Структурно схеми автоматичного контролю можна розділити на наступні функціональні підсистеми:
Ø визначення координат об'єкта на місцевості;
Ø передача даних;
Ø обробка і відображення результатів.
Для визначення координат об'єктів у різних системах використовуються наступні методи:
Ø автоматична пеленгація кодованих радіомаяків, встановлених на автомобілях;
Ø установка на автомобілях навігаційних приймачів систем GPS або ГЛОНАСС;
Ø прийом спеціальною апаратурою, встановленої на автомобілях, малопотужних сигналів маркерів, що позначають контрольні точки маршруту.
У всіх службах, де впроваджується супутникова навігація, знижуються експлуатаційні витрати, підвищуються безпека перевезень вантажів і дисципліна екіпажів. GPS дозволяє мобільним підрозділам оперативних і муніципальних служб стати більш «боєздатними» без збільшення кількості транспорту і особового складу за рахунок ефективного використання наявних ресурсів.
Системи супутникової навігації, обладнання яких для споживачів в останні роки значно подешевшало, є основним застосовуваним методом при пошуку і спостереження. У переважній більшості випадків системи контролю за переміщенням рухомих об'єктів використовують приймачі системи Navstar (GPS), оскільки вони найбільш поширені і дешеві. Намічається перспектива появи помірних за ціною двосистемних приймачів GPS / GLONASS може найближчим часом «підключити» вітчизняну систему ГЛОНАСС. Вона має на даний момент цілий ряд очевидних переваг для активного використання в розглянутих системах контролю.
З огляду на те, що в системі Navstar до цих пір активований режим Selective Availability («Обмежена доступність»), штучно погіршує точність визначення координат приймачами цивільного застосування, в системах, що використовують GPS, часто використовується метод диференціальної корекції, що забезпечує підвищення точності визначення координат. Він заснований на обліку при обчисленнях додаткової інформації (переданої по додатковому каналу зв'язку) про стан атмосфери і внесених в сигнал супутників похибок.
Для передачі інформації з мобільних об'єктів про місцезнаходження може бути використаний цілий ряд методів. Найбільше число систем використовує для передачі даних радіостанції (звичайні або транкові), оснащені додатковими модемами. Існують також системи, що використовують стільниковий зв'язок (AMPS в Америці і GSM в Європі) і супутникові канали зв'язку (Inmarsat, Гонець).
Спробуємо виділити в загальному вигляді типові функції і вигоди від використання сучасних систем контролю за транспортом (AVL). При розгляді наведеного нижче списку необхідно враховувати, що деякі важливі (для якогось конкретного випадку) деталі можуть бути втрачені і деякі з наведених функцій можуть не підтримуватися апаратними або програмним забезпеченням систем, наявних на ринку.
Завдання, які вирішуються за допомогою навігаційних систем пошуку і спостереження за рухомими об'єктами, виглядають наступним чином:
Ø постійна і достовірна інформація про місцезнаходження кожного з автомобілів у реальному часі із записом протоколу і можливістю подальшого аналізу;
Ø спрощення роботи диспетчера і зниження його завантаження, що знижує ймовірність прийняття ним помилкового або несвоєчасного рішення;
Ø наочне картографічне відображення місцевості з накладенням маркерів, які показують положення автотранспорту; тип маркера і його колір можуть відображати як тип машини, так і її стан (вільна, зайнята, справна і т.д.);
Ø можливість автоматичного контролю за незапланованими зупинками автотранспорту, а також за виїздом автотранспорту за межі встановленої робочої зони, що значною мірою може сприяти зниженню ризику розкрадань матеріальних засобів або нецільового використання автотранспорту;
Ø можливість оперативної допомоги водіям, які втратили орієнтацію, у виборі оптимального маршруту;
Ø можливість автоматизованого пошуку найближчої до заданій точці машини з можливістю диференціації за заданими ознаками, наприклад, найближчої вільної машини, найближчої машини з обладнанням);
Ø за наявності датчиків сигналізації та виконавчих пристроїв - своєчасне оповіщення диспетчера про викрадення автотранспорту та можливості його дистанційного блокування (наприклад, дистанційним включенням клапана, що перекриває бензопровід); подальші дії охорони правопорядку можуть бути значно полегшені зважаючи на наявність точної інформації про місцезнаходження викраденого автомобіля;
Ø можливість обладнання автомобіля «тривожною кнопкою» і (або) датчиком зіткнення для автоматичної передачі сигналу про надзвичайну ситуацію та координат події;
Ø можливість ефективної координації дій з вантажоодержувачем та забезпечення своєчасного розвантаження або переадресації вантажу по можливості його прийому на заздалегідь запланованому об'єкті (що особливо важливо при перевезенні швидкопсувних вантажів, наприклад, бетону високих марок або деяких харчових продуктів);
Ø зменшення непотрібного пробігу автотранспорту через прорахунки в організації перевезень, пов'язаних з неповною інформацією про реальну обстановку, що є у диспетчера;
Ø підвищення ефективності використання наявного автотранспорту та персоналу за рахунок більш чіткої організації їх роботи і зниження потреби в додаткових машинах;
Ø спрощення контролю за реальним пробігом кожної з одиниць автотранспорту та оцінки реальних витрат при аналізі економічної ефективності перевезень;
Ø великий обсяг об'єктивної інформації для аналізу з метою виробленням найбільш раціональних маршрутів, вдосконалення системи управління тощо;
Ø можливість автоматизованого контролю за настанням терміну регламентного обслуговування автотранспорту та більш ефективного планування його використання з урахуванням цієї інформації.
Для вирішення перерахованих вище завдань розроблено і застосовуються на практиці так звані системи стеження за рухом транспортних засобів AVLS (Automatic Vehicle Location System) або APRS (Automatic Position Reporting System). Робота цих систем будується за наступним принципом. В автомобілі встановлюється бортовий комплект апаратури, що складається з GPS-приймача з виносної антеною, блоку управління (контролера), інтерфейсу (модему) і радіоприймача / передавача (рис. 2.1). GPS-приймач реєструє сигнали супутника і визначає поточне місце розташування автомобіля. Контролер у відповідності із заданою програмою направляє ці дані через інтерфейс (модем) на передавач, який, у свою чергу, посилає в ефір сигнали. Ці сигнали безпосередньо або через мережу ретрансляторів (репітерів) надходять на приймач, що знаходиться на диспетчерському пульті, а потім - на вхід персонального комп'ютера, обладнаного спеціальною програмою. Тепер диспетчер може побачити поточне місце розташування конкретного автомобіля на карті, отримати додаткову інформацію з встановлених на автомобілі датчиків (включений або виключений двигун, чи закриті двері тощо) і, більш того, послати сигнал, керуючий встановленими в автомобілі механізмами - наприклад, заглушають двигун, що закривають замки дверей або включають сирену. Останнє, у поєднанні з прихованою, захищеної від навмисного виведення з ладу установкою бортової апаратури - прекрасне, засіб боротьби з викраденням автомобілів. При необхідності водій може натиснути кнопку тривоги - і комп'ютер тут же повідомить про це диспетчера і покаже на карті місце, звідки подано сигнал. На якому ж видаленні від диспетчерського пульта може здійснюватися подібний контроль? Це залежить виключно від дальності зв'язку, тобто від вибору засобів телекомунікації. Якщо система використовує прямий радіоканал на виділеній частоті, радіус зони охоплення складає 5-15 км. Якщо у вашому розпорядженні транковий канал зв'язку, то робоча область системи збігається з зоною охоплення транкового оператора і становить близько 15 км в радіусі від базової антени. Багатообіцяючі перспективи відкриває використання в якості засобу зв'язку стільникового телефону, що має, наприклад, режим передачі даних. У цьому випадку, особливо з урахуванням міжміського та міжнародного автоматичного роумінгу, зона охоплення може становити сотні кілометрів. У Західній Європі, де мережі стандарту GSM 900 і 1800 покривають майже всю територію, більшість розробників AVL - систем використовують саме цей вид зв'язку. У Росії, де інтерес до подібних систем тільки зароджується, розробники до недавнього часу були змушені орієнтуватися тільки на транкових зв'язок, спочатку дозволяла передавати дані. Тепер же і російські оператори стандарту GSM стали надавати послуги з обміну цифровими даними за допомогою протоколу SMS (короткі текстові повідомлення). Можливо, що вже в найближчому майбутньому автотранспорт не зможе обходитися без системи GSM.
Розрізняють такі базові варіанти побудови таких систем навігації:
Ø мобільний варіант персонального користувача;
Ø мобільний диспетчерський варіант;
Ø мобільний автономний варіант.
Мобільний варіант системи для персонального користувача включає в себе GPS - приймач з антеною, персональний комп'ютер для відображення поточного місця розташування об'єкта на електронній карті місцевості та вирішення ряду оперативних завдань (вибір оптимального маршруту, захоплення, проходження по заздалегідь заданому маршруту і т. д.), визначених замовником системи.
Мобільний диспетчерський варіант - модифікація першого варіанту, доповнена можливістю передачі по, радіоканалу телеметрії про розташування об'єкта або групи об'єктів на диспетчерський пункт або кілька пунктів через систему цифрових ретрансляторів.
Наявність бортового комп'ютера безпосередньо на рухомому об'єкті необов'язково. Можлива робота декількох об'єктів на одній частоті (оптимальна кількість об'єктів на одному каналі - 10-20) за принципом тимчасового поділу телеметричних даних з різних машин. На диспетчерському пункті відбувається відображення руху об'єкта по електронній карті місцевості. При цьому можливо доповнення системи різної сервісною підтримкою: сигнали про схід з маршруту, зупинці, передача інформації про стан вузлів транспортного засобу (при установці додаткових датчиків) і т. п.
Мобільний автономний варіант являє собою компактний пристрій - «чорний ящик». Він встановлюється в одному із затишних місць на автомобілі і фіксує у вбудованій пам'яті маршрут об'єкта протягом усього часу руху. Після проходження маршруту здійснюється зчитування інформації з пристрою та маршрут відновлюється на електронній карті. У силу того, що обсяг пам'яті останньої обмежений, координати місця розташування заносяться в ОЗУ по спрацьовуванню датчика руху або тимчасовим принципом. [1,2,3]

3 Устаткування систем пошуку і спостереження
3.1 GPS-приймачі
Новий час ставить перед навігаційним обладнанням нові завдання - висока точність, зручність у використанні, надійність і здатність задовольнити запити будь-якого споживача. Все це і навіть більше може забезпечити наш навігаційна система GPS - глобальна система визначення координат, яка являє собою складний технічний комплекс, що складається з 24-х високоорбітальних супутників, наземних станцій управління, і, нарешті, самих GPS-приймачів.
У будь-який час і за будь-яких погодних умовах приймач GPS досить точно визначає місце розташування об'єкта, де б той не перебував. Він не тільки обчислить координати, швидкість руху, але і дозволить досить просто проходити по вже відомим маршрутом, обчислювати відстані між точками шляху і багато іншого.
Іншою важливою функцією GPS є роль приймача сигналів точного часу. Внутрішній годинник працює GPS-приймача постійно звіряються з рубідіевим еталонами часу, встановленими на борту супутників. Таким чином, маючи навігаційний приймач системи GPS, ви одночасно маєте і хронометр, який безперервно коригується за надточним атомним годинах.
Після визначення шляхової координати, яка представляє собою спеціальним чином структуровані дані, що зберігаються в пам'яті приладу, можна обчислити відстань до необхідної точки курсу та напрямок руху. Крім того, одночасно можна отримати оцінку відхилення. Це дозволяє отримувати повну картину того, на скільки і в якому напрямку ви відхилилися від курсу.
«Серцем» системи GPS є група високоорбітальних супутників, безперервно передають сигнали з інформацією про точний час і власних координатах супутника в кожен момент часу. Приймаючи сигнали від декількох супутників і зіставляючи момент їх приходу з внутрішніми годинами (які також коректуються на основі аналізу інформації, отриманої з супутників), приймач визначає відстань до супутників, на основі чого з високою точністю обчислює свої власні координати. Точність визначення почасти залежить від кількості прийнятих супутників. Для визначення 2D-координат досить прийняти сигнал стріх супутників, для 3D-навігації необхідно прийняти сигнали як мінімум з чотирьох супутників. Прилад також повідомляє вам оцінку точності проведених їм вимірювань в абсолютних або умовних одиницях.
Процес визначення координат приймачем виглядає приблизно так:
a) при включенні приймача після досить довгої перерви (т.з. "холодний старт"), приймач починає приймати сигнал з супутників і визначати, які саме супутники з усієї угруповання доступні з цього місцеположення. Група супутників, видимих ​​в даній точці називається "альманахом". Після виключення, приймач деякий час тримає в пам'яті останній альманах і у разі повторного включення після короткочасної перерви, час фіксації приймача істотно зростає ("гарячий старт").
b) Приймач, отримуючи з супутників точний час (яке останні чітко синхронізують між собою), по затримках обчислює фізичні відстані до них (швидкість розповсюдження радіо-хвилі відома). Маючи у видимості три або більше супутника, приймач методом тріангуляції, очевидно, отримує можливість визначити своє точне положення в 2D-просторі. Маючи у видимості чотири або більше супутника, приймач може також визначити і висоту абонента над рівнем моря, яка, правда, обчислюється зі свідомо більшою похибкою, чим координати на земній поверхні.
Будь-який приймач GPS може бути віднесений за методом прийому сигналів до якого-небудь із трьох типів:
Ø багатоканальним;
Ø мультиплексному;
Ø послідовному.
Багатоканальні приймачі мають цілу низку переваг у випадках високих швидкостей рухомого об'єкта або його помітного прискорення, а також при першому визначенні місця розташування об'єкта.
Найбільш прості моделі GPS-приймачів мають звичайні двох-чотирьох-рядкові матричні індикатори, на яких можуть бути показані цифри і елементарна графіка.
Більш складні (в сенсі спілкування з користувачем) пристрої мають графічні дисплеї, розміри яких коливаються від малих до середніх. Дійсно, хоча цифрові індикатори та можуть повідомити вам необхідну інформацію, можливість графічного відображення є істотною перевагою. Графічні дисплеї демонструють вам покажчики курсу, діаграму стеження, більш чіткі характеристики та іншу корисну інформацію. Зручний посторінковий інтерфейс дозволяє вибирати на дисплеї GPS-приймача сторінку з необхідною в даний момент інформацією.
В даний час з'явилися GPS-приймачі з графічним дисплеєм, які дозволяють відображати поточні координати на фрагменті карти місцевості.
Існують також деякі моделі GPS-приймачів, які взагалі не мають власного індикатора і призначені для використання в якості датчика координат для комп'ютерної системи навігації. Ці ж приймачі часто використовуються в якості надточних годин для систем, що вимагають суворої синхронності в роботі апаратури, що знаходиться у віддалених точках.
Ряд приймачів має вбудований стандартний інтерфейс для зв'язку із зовнішнім обладнанням і обчислювальними засобами, який використовуєте в тих випадках, коли приймач працює у складі різних навігаційних комплексів.
Для максимальної чутливості, а отже точності, приймачем GPS потрібен «чистий обрій». Автомобіль, дрімучий ліс, похмура погода (дощ, сніг) дуже сильно послаблюють рівень прийнятого сигналу, в самих несприятливих умови можна зовсім «втратити» супутники. Щоб цього не сталося, існують зовнішні антени, які кріпляться на дах. І при покупці потрібно віддавати перевагу тим, у яких є можливість підключення зовнішньої антени.
Найбільш вдалим варіантом є використання подовжувача, що дозволяє переставити на дах автомобіля штатну антену. Так можна уникнути покупки дорогої зовнішньої антени.
Все, що зберігається в пам'яті GPS-приймача можна перенести в пам'ять комп'ютера, відредагувати й відправити назад. Крім цього, можна друкувати і зберігати на диску для використання в подальшому - ємність пам'яті GPS - приймача все ж не дуже велика.
Можна обійтися і без використання електронних карт, провівши вечір за обчисленням координат та вбивання в GPS основних точок передбачуваного маршруту (мости, броди, просіки й інші важливі орієнтири). Але карти на цьому CD, дозволяють робити більше. При використанні ноутбука в машині і купівлі картриджа можна отримати відображення вашого місця розташування (маршруту) в реальному часі на екрані.
Всі функції які були описані, - це узагальнення різних моделей GPS, зразковий набір нормального, сучасного GPS-приймача. [1,3]

          3.2 Комплекс апаратно-програмних засобів GPS - Monitor
Однією з останніх російських розробок є комплекс апаратно-програмних засобів GPS-Monitor, що володіє за своїми характеристиками рядом переваг перед аналогічними зарубіжними зразками і дозволяє отримувати дані про мобільний об'єкті в реальному масштабі часу з використанням в якості середовища передачі даних мережі GSM-900.
Суть системи полягає в тому, що мобільний об'єкт, забезпечений спеціальним обладнанням, приймає сигнали з навігаційних супутників Navstar з високою точністю обчислює власні координати, а також швидкість і напрямок руху і передає їх на базовий диспетчерський центр. У диспетчерському центрі дані обробляються і видаються на монітор у вигляді мнемонічних відміток на електронній карті місцевості. Причому, картографічні програми, використовувані в даній системі, дозволяють отримувати різну ступінь деталізації: від масштабу області або країни до масштабу вулиць і будинків. Можливості системи GPS-Monitor дозволяють не тільки приймати дані від мобільного об'єкту, але і передавати команди на нього, наприклад «заблокувати двигун», «НАДАТИ ПОТОЧНИЙ ПОЛОЖЕННЯ», «НАДАТИ ОСТАННІ ВІСІМ ТОЧОК» і т.п.
Система спроектована таким чином, що допускає приховану установку всіх блоків, має вбудовану ланцюг електронного блокування, що дозволяє використовувати комплект автономно без підключення до сигналізації автомобіля. Тим не менш, існує можливість легко інтегрувати його у вже встановлену сигналізацію. Ряд технічних удосконалень дозволяють знизити споживаний в режимі очікування струм майже в два рази. Контроль за обривом в ланцюзі GSM-антени дозволяє підвищити надійність і мобільного комплекту. Застосування спеціалізованого GSM-модуля дозволило забезпечити високу перешкодозахищеність і крипостійкість всієї системи в цілому і мобільного комплекту, зокрема. А розроблений спеціально для цих цілей контролер дозволяє гнучко модифікувати мобільний комплект під конкретні вимоги користувача. Відносно невеликі габарити комплекту (114x79x33 мм), допускають його установку в будь-якому місці автомобіля. Застосування спеціальних високоємкий резервних батарей живлення забезпечує безперервну роботу модуля в аварійному режимі протягом 60 хв. Зручність читання електронної карти міста і можливість самостійно модифікувати комплект і змінювати залежно від конкретної ситуації дозволяє диспетчеру швидко оцінювати ситуацію, що оперативну обстановку з метою прийняття конкретного рішення.
Використання як середовища передачі даних мережі GSM-900 дозволяє отримати максимальну зону охоплення території при мінімальних витратах.
До складу системи GPS-Monitor входять:
Ø мобільний комплект;
Ø антена GPS, поєднана з антеною GSM;
Ø GSM-модем;
Ø базове картографічне забезпечення.
До складу системи входять так звані «сіра» і «червона» кнопки. Натискання будь-якої з них викликає негайну передачу відповідного повідомлення на диспетчерський центр з зазначенням поточних координат. Наприклад, однією з функцій «сірої» кнопки може бути видача повідомлення «необхідну техдопомогу». Активація «червоної» кнопки може задіяти повідомлення «піддався нападу».
Технічні характеристики комплексу:
  Точність позиціонування, м ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .20-50
Одночасне супровід мобільних об'єктів ... ... ... ... ... ... .. до 1000
Напруга живлення, В ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10-30
Споживаний струм, мА:
в режимі супроводу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 150
в режимі sleep ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 20
в режимі передачі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 1000
Час роботи від резервних батарей в активному режимі, хв ... ... ... .... 60
Температурний діапазон, ° С ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... - 40 ... +80
Габаритні розміри, мм:
мобільного комплекту GSM ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 114x79x33
модему ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .150 x60x20
GPS + GSM антени ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 120x70x10
Середній час від моменту зняття координат до моменту їх отримання у диспетчерському центрі, з ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
Крім того, комплекс має вбудовану ланцюг блокування, два універсальних вхідних порту для підключення датчиків, а також підтримує двонаправлений режим обміну даними і можливість дистанційного програмування та зміни параметрів системи.
Можливості системи моніторингу рухомих об'єктів GPS-Monitor в порівнянні з іншими системами, що використовують інші принципи визначення місця розташування або пеленга транспортного засобу:
Ø видача даних про географічні координати, швидкості, напрямку руху рухомого об'єкта;
Ø робота в реальному часі в різних містах одночасно;
Ø компактність і скритність установки на будь-який транспортний засіб;
Ø інтеграція з уже встановленими на машині протиугінними системами;
Ø видача координат мобільного об'єкта з високою точністю;
Ø не тільки прийом даних від мобільного об'єкта, а й управління встановленими на об'єкті пристроями (датчиками);
Ø гнучке програмування під конкретні вимоги замовника;
Ø не вимагає якої-небудь спеціальної інфраструктури для свого функціонування (додаткових ретрансляторів, радіомаяків, датчиків на світлофорах і т. п.);
Ø не тільки спостереження за об'єктом, а й, у разі необхідності за командою з диспетчерського центру зупинка об'єкта з видачею точних координат його місцезнаходження;
Ø робота в будь-яких погодних умовах і в умовах радіоперешкод. [1]
3.3 Комплекси радіоконтролю та пеленгування Савой
Комплекси радіоконтролю та пеленгування Савой виконуються в стаціонарному, мобільному і швидкознімне переносному варіантах. Вироби, що постачаються успішно пройшли заводські та експлуатаційне випробування. Ці комплекси вже застосовуються в технічних службах УВС, управліннях Госсвязьнадзора та інших зацікавлених організаціях. Комплекс складається зі стаціонарного комплексу радіоконтролю Савой-С, мобільної оперативної станції радіоконтролю Савой-МО, переносного пеленгатора Савой-НП.
Базовий стаціонарний комплекс радіоконтролю Савой-С має наступні характеристики:
Ø контрольована площу не менше 150 км 2 (визначається кількістю пеленгаторних постів);
Ø діапазон частот пеленгування - 25-1000 МГц;
Ø інструментальна точність пеленгування не гірше 2 °;
Ø точність пеленгування в квадраті 7x7 км з імовірністю 0,9 - не більше 300 м;
Ø діапазон частот виявлення 20-2300 МГц при швидкості панорамної перебудови 0,5 МГц / с (4, МГц / с);
Ø радіоперехоплення з можливістю запису інформації в оцифрованому вигляді
на жорсткий диск;
Ø ведення архіву з можливістю пошуку, сортування, статистичної обробки, друку та передачі інформації за запитами;
Ø кількість постів пеленгування - 3 і вище (визначається контрольованої площею);
Ø кількість постів управління - 1;
Ø електронна карта місцевості.
Додаткові аксесуари:
Ø необмежену кількість пеленгаторних постів;
Ø мобільна станція пеленгування;
Ø переносний пеленгатор;
Ø картографічна станція, що дозволяє виробляти виготовлення електронних карт в растровому вигляді;
Ø станція активного попередження несанкціонованих джерел випромінювання та інші засоби.
Мобільна станція радіоконтролю Савой-М призначена для ведення оперативного контролю за роботою джерел радіовипромінювання в міських і польових умовах і виконує наступні задачі:
Ø топографічну прив'язку до місцевості з введенням курсового кута;
Ø виявлення джерел радіовипромінювання, пеленгування та місцевизначення джерел радіовипромінювання з їх відображенням на карті;
Ø ведення архіву по всіх джерелах з можливістю пошуку, сортування, статистичної обробки, документування.
Обладнання мобільної станції радіоконтролю компонується на мікроавтобусах типу «УАЗ», «Газель» або на інших транспортних засобах. Робота ведеться як на стоянці, так і в русі. База місцевизначення становить 2-3 км.
Технічні характеристики мобільної станції:
Ø діапазон частот пошуку і виявлення - 20-2300МГц;
Ø інструментальна точність пеленгування - не гірше 5 °;
Ø діапазон частот системи місцевизначення - 25-1000 МГц;
Ø швидкість обміну інформацією між постами по радіоканалу (у разі з'єднання в комплекс) - 1200 Бод;
Ø точність місцевизначення в квадраті 3'3 км трьома постами з імовірністю 0,9 - 300 м;
Ø обмін з постами асинхронний, Запитальний, режим роботи постів пеленгування і виявлення - паралельний;
Ø робота в приводному режимі до виходу на об'єкт;
Ø діапазон частот станції активного попередження про наявність несанкціонованих джерел випромінювання визначається типом радіостанції.
Мобільна оперативна станція радіоконтролю Савой-МО призначена для ведення оперативного контролю за роботою джерел радіовипромінювання в міських і польових умовах і виконує наступні задачі:
Ø топографічну прив'язку до місцевості з введенням курсового кута;
Ø виявлення джерел радіовипромінювання, пеленгування та місцевизначення джерел радіовипромінювання з відображенням їх на карті;
Ø ведення архіву по всіх джерелах з можливістю пошуку, сортування, статистичної обробки, документування.
При необхідності оперативні станції можуть встановлюватися на легкій транспортної базі типу автомобілів «Волга», «Нива», ВАЗ і т. п. Робота ведеться як на стоянці, так і в русі. База місцевизначення становить 2-3 км.
Ø Технічні характеристики мобільною оперативною станції:
діапазон частот пошуку і виявлення - 20-2300 МГц;
Ø інструментальна точність пеленгування - не гірше 5є;
Ø діапазон частот системи місцевизначення - 25-1000 МГц;
Ø швидкість обміну інформацією між постами по радіоканалу (у разі з'єднання в комплекс) -1200 Бод;
Ø точність місцевизначення в квадраті 3x3 км трьома постами з імовірністю 0,9 - 300 м;
Ø обмін з постами-асинхронний, Запитальний;
Ø робота в приводному режимі до виходу на об'єкт;
Ø режим роботи постів пеленгування і виявлення - послідовний;
Ø діапазон частот станції активного попередження про наявність несанкціонованих джерел випромінювання визначається типом радіостанції;
Переносний пеленгатор Савой-НП має робочий діапазон частот пеленгування 25-1000 МГц, при інструментальній точності пеленгування не гірше 5 - 7є, в діапазоні 25-80 МГц інструментальна точність не нормується.
Технічні характеристики переносного пеленгатора:
Ø середньоарифметична помилка пеленгування в умовах міської забудови-5-7є;
Ø час пеленгування - 300 мс;
Ø чутливість в режимі пеленгування - не гірше 30 мкв;
Ø чутливість у режимі виявлення - не гірше 10 мкв;
Ø швидкість виявлення - до 0,5 МГц / с;
Ø діапазон частот пеленгування - 25-1000 МГц;
Ø діапазон частот виявлення - 20-2300 МГц;
Ø робота в приводному режимі до виходу на об'єкт;
Ø похибка визначення місцезнаходження при роботі в складі комплексу і при установці антенно-фідерної системи на висоті не менше 3 м - не гірше 600 м;
Ø напругу живлення - 12 В (~ 220 В при використанні додаткового блоку живлення);
Ø апаратура пеленгатора (без радіостанції і радіомодема) розміщується в «кейсі» з розмірами 540x420x210 мм і має вагу 13 кг;
Ø Антенно-фідерна система скомпоновано в радіопрозорим ковпаку діаметром 295 мм, висотою - 140 мм, вагою 3 кг. [1]

4. Пропозиція системи захисту від стеження за автомобілем

Отже, є автомобіль УАЗ - 462, що перевозить цінний вантаж, на якому приховано встановлена ​​система, що включає GPS - приймач і GSM - передавач і визначальна координати даного об'єкта. Необхідно запропонувати варіант захисту об'єкта від несанкціонованого спостереження.
Варіанта може бути два:
1) оскільки система має у своєму складі GPS - приймач, який, як відомо з розгляду систем на базі GPS, має внутрішній годинник, за допомогою яких він власне і визначає координати (свої і об'єкта), то перший варіант зводиться до порушення синхронізації даних годин ; наслідком цього буде неправильне визначення координат об'єкта, що спостерігається, що в принципі не бажано, тому цей варіант не зовсім прийнятний;
2) другий варіант - блокування каналу передачі, в даному випадку, мобільного (стільникового зв'язку).
Системи стільникового зв'язку названі так тому, що вони організовані за принципом мережі. Вся територія розбита на осередки (соти) у яких за допомогою ретрансляторів забезпечується безперервний зв'язок апарату (передавача) з ретранслятором. Відстань між ретрансляторами вибирається з міркувань забезпечення гарантованості зв'язку. Для GSM 900 це приблизно до 50 км на відкритій місцевості і дещо менше у місті (екранує вплив будівель, переотраженіе сигналу і т.п.). Крім того, ємність ретранслятора (кількість одночасно працюючих телефонів) теж обмежена. Загалом, у місті їх більше, ніж у селі, а в центрі більше, ніж на околицях. Оскільки передавач переміщається, то мережа відстежує це переміщення і перемикає передавач з одного ретранслятора на інший. Включений передавач (наприклад, стільниковий телефон) періодично нагадує ретранслятору про своє наявності навіть тоді, коли не відбувається передачі інформації. Ретранслятор визначає місце розташування передавача і приймає рішення - працювати з ним далі чи передати на обслуговування сусіднього.
Аналогові системи типу DAMPS вимірюють співвідношення сигнал / шум на вході приймача (чим далі передавач від ретранслятора, тим співвідношення гірше). Вимірювання співвідношення проводиться, скажімо, двома сусідніми стільниками (ретрансляторами) і там, де співвідношення краще, до тієї соте і підключається апарат. Точність визначення координат невелика і складає приблизно відсотків 15 - 20 від розмірів соти. Статистичний аналіз, можливо, покращує цей показник до 10 - 12 відсотків. Але в цілому виходять точність 1,5 - 2 кілометри на відкритій місцевості та 500 - 1000 метрів в місті. Відключення штатної антени передавача та застосування спрямованої, з посиленням хоча б 7 - 10 децибел, сильно змінює точку зору ретрансляторів на обстановку. Якщо антена спрямовується на найближчий ретранслятор, то він буде "думати", що передавач до нього наблизився, так як співвідношення сигнал / шум покращилося. Помилка буде визначатися величиною посилення антени і істинним відстанню до антени ретранслятора. Чим більше посилення і справжнє відстань, тим більше буде величина помилки. При цьому, якість власне зв'язку покращиться на величину підсилення спрямованої антени. Застосування спрямованої антени в автомобілі призведе до парадоксальних ефектів. При повороті машини діаграма спрямованості буде дуже різко повертати разом з машиною. Для мережі швидкість переміщення передавача, розташованого в машині, буде порівнянна зі швидкістю літака. Можливо, що в неї будуть виявлятися збої, і пропажа зв'язку з автомобілем. Представивши зображення передавача, а, відповідно, і автомобіля, у вигляді точки на екрані дисплея, можна припустити, що ця точка то переміщається прямолінійно, то перестрибує через цілі міські квартали. Застосувань додаткових підсилювачів, кругових антен в плані маскування свого справжнього місця розташування мало що дає, так як сигнал при цьому буде збільшуватися у всіх ретрансляторах одночасно. Все вищесказане відноситься і до системи NMT 450. Проблема в тому, що використовувати цю спрямовану антену не вийде, оскільки передавач, будемо говорити, «надійно захований».
Набагато складніше влаштована система GSM 900. Вона спочатку створювалася як цифрова, супернадійна і відмінна у всіх сенсах від інших. На справжній момент ввести в оману систему визначення місця розташування абонента зв'язку GSM вельми і вельми складно. Ретранслятор постійно випромінює довгий, неповторюваний, цифровий сигнал - еталон. Передавач (або мобільний телефон) його постійно приймає і періодично невеликий його шматочок перевипромінює. Ретранслятор порівнює отриманий сигнал з еталоном, обчислює тимчасову затримку і по ній визначає місце розташування об'єкта. Теоретично можна між передавачем і антеною поставити регульовану або постійну лінію затримки - внести в систему помилку. Але фізично це неможливо, оскільки не визначено місце установки і передавача, і антени. [5]
Існують деякі готові технічні розробки, спрямовані на блокування каналів стільникового зв'язку. Прикладом може бути блокіратор каналу мобільного зв'язку «Мозаїка» (див. Додаток B).
Як власний пропозиції розглянемо також блокування каналу передачі за допомогою передавача, що видає певну потужність, і забезпеченого диско-конусної антеною. Максимальна потужність передавачів мобільного зв'язку досягає 2 Вт. Щоб домогтися необхідного ефекту необхідно мати потужність на 10 децибел вище блокованою.



Необхідна потужність передавача дорівнює:

Хоча реально достатньо забезпечити перевищення потужності на 3 децибели, тому потужність блокуючого передавача складе:

Зробимо розрахунок параметрів диско-конусної антени. GSM - передавачі працюють на частотах 900 МГц і 1800 МГц, якщо бути точніше, то в межах 800 -1000 МГц і 1700 -1900 МГц. Але не будемо забувати, що передача може здійснюватися і на інших частотах, тому візьмемо смугу пропускання передавача від 200 до 2000 МГц. Антена, призначена для роботи в широкому діапазоні хвиль, повинна мати достатньо великий кут між твірною конуса та віссю живильного кабелю: 15є - 30є. Приєднувальний кабель - зазвичай, коаксіальний кабель з хвильовим опором 50 - 60 Ом. Живлення до антени підводиться наступним чином: центральний провід приєднується до диску, а зовнішня оболонка - до конуса в його вершині. Поляризація диско-конусної антени лінійна, меридіональна, тобто вектор E лежить у площинах, що містять вісь антени.
Розрахунок зробимо при наступних параметрах:
Ψ = 30є; d = 1.75 см; f min = 200 МГц.
Тоді:





Коефіцієнт посилення диско-конусних антен знаходиться в межах 3 дБ (посилення в 2 рази). Розрахуємо потік потужності, створюваний передавачем з диско-конусної антеною в кабіні автомобіля. Імовірно, антена розташовується на даху автомобіля, в її центрі, тоді відстань до кабіни (з урахуванням того, що довжина автомобіля складає 3 метри) близько 1.5 метра. Потік потужності:

За нормами величина потоку потужності повинна бути не більше 10 мкВт / см 2, якщо випромінювання діє цілодобово і не більше 25 мкВт / см 2, якщо випромінювання діє протягом робочого дня. Для того щоб витримати норми по потоку потужності змістимо антену на деяку відстань від кабіни. Тоді, якщо припустити, що випромінювання діє протягом робочого дня, відстань r дорівнюватиме:

Тобто, антена зсувається на 9,5 см (схема розташування антени в Додатку C).
Діаграма спрямованості диско-конусної антени теоретично може бути розрахована за допомогою формули для уголкового відбивача:
проведемо розрахунок на частоті 1 Ггц:


Діаграма спрямованості на частоті 1 ГГц буде мати приблизно такий вигляд:


θ
Підпис: θ


Рисунок 1 - Діаграма спрямованості диско-конусної антени на частоті 1 ГГц
Подібна діаграма при достатній потужності передавача перекриє значну частину простору всередині автомобіля і забезпечить необхідний результат - зашумлення каналу передачі. [6,7,8]
Інструкцію з правил перевезення цінних вантажів на транспортному засобі, обладнаному системою протидії стеження дивитися в Додатку D.

Висновок
Розвиток систем спостереження за мобільними об'єктами відбувається такими темпами, що це вже починає викликати тривогу всіх, кому небайдужа "таємниця особистого життя". Експерти відзначають можливість подвійного призначення подібних технологій, адже теоретично можна визначити місце розташування будь-якого мобільного об'єкту і, відповідно його власника, а це вже початок вторгнення в особисте життя. Тим більше що способи визначення положення, засновані на використанні каналу передачі стільникового зв'язку, можуть видавати дані безперервно за лічені секунди. Тим не менш, існує кілька варіантів захисту в подібних ситуаціях, один з яких, хоч і на теоретичному рівні, був описаний в даній роботі.

Список використаних джерел
1. В.І. Андріанов, А.В. Соколов Автомобільні охоронні системи - Санкт-Петербург, BHV Арліт, 2000 р. - 272 с.;
2. М.С. Жук, Ю.Б. Молочков Проектування антенно-фідерних пристроїв - Москва, видавництво «Енергія», 1966 р. - 648 с.;
3. А.С. Лавров, Г.Б. Резніков Антенно-фідерні пристрої - Москва, «Радянське радіо», 1974 р. - 368 с.;
4. А.Л. Драбкін, В.Л. Зузенко, А.Г. Кислов Антенно-фідерні пристрої - Москва, «Радянське радіо», 1974 р. - 536 с.;

Додаток А
Класифікація методів і AVL-систем
Додаток B
Мозаїка - блокує телефонів і передавачів мобільного зв'язку
Пристрій блокування роботи телефонів систем мобільного зв'язку стандартів GSM-900/1800, AMPS / DAMPS, CDMA. Запобігає можливість використання телефонів мобільного зв'язку на об'єктах, де існує заборона або обмеження на використання таких коштів. Блокує можливість каналу стільникового зв'язку в закладних пристроях (аудіо - відео передавачів)
Технічні характеристики
Діапазон робочих частот
840-960МГц; 1680-1920МГц
Радіус дії (залежить від відстані до найближчої базової станції)
3 - 15м.
Харчування вироби
- Від мережі 220В;

Додаток С
r = 1.595м
Підпис: r = 1.595м Схема розташування антени
Малюнок С.1 - Вид зверху
r = 1.595 м 1
2


3
Малюнок С.2 - Вид збоку
1 - диско-конусна антена; 2 - підводка харчування; 3 - передавач

Додаток D
Інструкція з правил перевезення цінних вантажів за допомогою транспортного засобу (ТЗ), оснащеного системою протидії стеженню
1. ТЗ, що знаходиться на стоянці для службових автомобілів (у гаражі, депо) повинна бути під наглядом співробітників служби охорони підприємства;
2. у разі появи на стоянці (у гаражі, депо) сторонніх осіб, вони повинні бути затримані співробітниками служби охорони для з'ясування причин і цілей їх знаходження на контрольованій території;
3. служба охорони веде журнал відправлення і прибуття ТЗ, що перевозять цінні вантажі;
4. ТЗ обслуговується водієм-механіком;
5. водій-механік відповідає за перевезення вантажу з пункту відправлення до пункту призначення, ремонт ТЗ, усунення несправностей під час руху;
6. водій не має доступу до вантажу і не повинен знати характер цінностей, що перевозяться;
7. після початку руху водій зобов'язаний включити безпечний режим;
8. під час руху ТЗ знаходиться під наглядом групи супроводу цінних вантажів;
9. група супроводу формується із співробітників служби безпеки в кількості трьох чоловік, один з яких знаходиться в кабіні разом з водієм, а двоє - у легковому автомобілі на відстані 50 - 60 метрів від ТЗ, що перевозить цінні вантажі;
10. група супроводу відповідає за збереження вантажу під час перевезення з пункту відправлення до пункту призначення і зв'язок із загонами правоохоронних органів у разі надзвичайних ситуацій;
11. будь-яка передача з ТЗ, що перевозить цінні вантажі суворо забороняється;
12. після прибуття в пункт призначення, вантаж розвантажується під наглядом групи супроводу;
13. перед відправленням ТЗ проводиться перевірка на несанкціоновану установку систем спостереження, перевірка системи протидії стеженню, визначається рівень потоку потужності випромінювання, що діє на кабіну водія (оскільки система захисту може працювати безперервно протягом робочого дня - 8 годин, то у випадку більш тривалих перевезень необхідно закривати кабіну водія захисним екраном, щоб знизити дію шкідливого випромінювання).
14. всі перевірки і забезпечення нормальної, ефективної і безпечної роботи системи захисту покладаються на інженера-техніка;
15. крім інженера-техніка ніхто не має доступу до технічних засобів, встановленим на ТЗ;
16. завантаження цінних вантажів на ТЗ проводиться під наглядом групи супроводу, після огляду інженером-техніком всіх встановлених технічних засобів;
17. на осіб, які допустили порушення даної інструкції, будуть накладатися адміністративні стягнення;
18. контроль за дотриманням даної інструкції покласти на службу безпеки підприємства;
19. дана інструкція доводиться керівниками підрозділів, що мають відношення до ремонту, експлуатації та оснащенню технічними засобами ТЗ, до підлеглих під розпис.
Директор підприємства ___________
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Курсова
151.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Захист від несанкціонованої аудіозаписи Захист комп`ютерної інформації Криптографічні
Захист від надзвичайних ситуацій
Захист майна від пожежі
Захист від несанкціонованого доступу
Захист файлів від запису
Соціальний захист від безробіття
Захист організмів від радіації
Захист від виробничих випромінювань
Захист лісів від пожеж
© Усі права захищені
написати до нас