«Двойные технологии» №1 / 2022

Статьи, опубликованные в журнале «Двойные технологии» №1 (98) / 2022

I. АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА

УДК 629.7.017.1

КОМБИНИРОВАННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРЕЦИЗИОННОГО СРАВНЕНИЯ ШКАЛ ВРЕМЕНИ, ФОРМИРУЕМЫХ ВЫСОКОТОЧНЫМИ УДАЛЕННЫМИ СТАНДАРТАМИ ЧАСТОТЫ И ВРЕМЕНИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ И ОПТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
COMBINED TECHNOLOGYPRECISION COMPARISON OF TIME SCALES, GENERATED BY HIGH-PRECISION REMOTE STANDARDSFREQUENCY AND TIME USING RADIO ENGINEERINGAND OPTICAL MEASURING INSTRUMENTS

Аннотация. В статье приведено описание комбинированной технологии прецизионного сравнения шкал времени, формируемых высокоточными удаленными стандартами частоты и времени, с использованием радиотехнических и оптических средств измерений, позволяющих использовать преимущества и миними- зировать недостатки подходов, основанных на применении только одного из перечисленных типов измери- тельных средств.

Abstract. The article describes a combined technology for precision comparison of time scales formed by high- precision remote frequency and time standards using radio engineering and optical measuring instruments, which allows using the advantages and minimizing the disadvantages of approaches based on the use of only one of the listed types of measuring instruments.

Ключевые слова. ГНСС, системы лазерной дальнометрии, дистанционное сравнение шкал времени, высо-коточные стандарты частоты и времени.
Key words. GNSS, satellite laser raging, time transfer, remote time comparison.

УДК 629.783+551.59

РЕЗУЛЬТАТЫ ВЕРИФИКАЦИИ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ АНАЛИТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПЛОТНОСТИ ВЕРХНЕЙ АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ
VERIFICATION RESULTS FOR THE ENHANCED ANALYTIC MODEL OF THE EARTH’S UPPER LAYER ATMOSPHERIC DENSITY

Аннотация. Применение адекватных моделей плотности атмосферы в задачах прогно- зирования движения низкоорбитальных космических аппаратов (КА) является актуаль- ным, так как атмосфера оказывает наибольшее возмущающее воздействие на их движе- ние. Аналитическое моделирование плотности атмосферы позволяет в процессе определе- ния и прогнозирования параметров орбит низкоорбитальных КА более корректно вычис- лять частные производные от измеряемых текущих навигационных параметров по уточ- няемым параметрам, включая уточняемые параметры модели верхней атмосферы Земли. Настоящая статья посвящена разработке уточнённой аналитической модели плотности атмосферы Земли на основе экспериментальных данных о торможении низкоорбитальных КА при различных уровнях солнечной и геомагнитной активности.

Abstract. The usage of adequate atmospheric density models for the solution of motion propagation of spacecraft in low Earth orbits (LEO) is of great importance, as the atmosphere has the biggest perturbing impact on its’ motion. An analytical modeling of atmosphere density allows calculating the partial derivatives of the current measured navigational parameters using the refined parameters, including the refined parameters of the Earth’s upper layer atmospheric density model, in a more correct fashion during the determination and propagation of the LEO spacecraft orbit parameters. This study is dedicated to the design of the enhanced analytical model of the Earth’s atmospheric density basing on the experimental data featuring the atmospheric drag of the LEO spacecraft on diﬀerent solar and geomagnetic activity levels.

Ключевые слова. Модель плотности верхней атмосферы Земли, вариации плотности атмосферы, солнечная и геомагнитная активность, определение и прогнозирование параметров движения КА.
Key words. Earth’s upper layer atmospheric density model, atmospheric density variations, solar and geomagnetic activity, spacecraft’s motion determination and propagation.

УДК 004.652

ОДИН ПОДХОД К ПЕРЕПРОЕКТИРОВАНИЮ МОДЕЛИ БАЗЫ ДАННЫХ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ В УСЛОВИЯХ НЕПРЕРЫВНОСТИ РЕШЕНИЯ ЦЕЛЕВЫХ ЗАДАЧ
ONE APPROACH TO REDESIGN A DATABASE MODEL INFORMATION AND COMPUTING SYSTEMS IN CONDITIONS OF CONTINUOUS SOLUTION OF TARGETS

Аннотация. В данной статье проведена формализация подхода эволюционного развития программного обеспечения используемых хранилищ баз данных в информационно-вычислительных системах обработки измерений в автоматизированных комплексах программ решения целевых задач. Технические решения, используемые для перепроектирования областей базы данных, проводятся с целью обеспечения повышения оперативности расчетов в условиях значительного увеличения больших объемов разнотипной информации и непрерывного функционирования информационно-вычислительных систем.

Abstract. This article formalizes the approaches of evolutionary development of software used in database repositories in information-computing systems for processing measurements in automated software systems for solving ballistic problems. The technical solutions used to redesign the areas of the ballistic database are carried out in order to ensure an increase in the eﬃciency of calculations in the face of a significant increase in large volumes of diverse information and the continuous operation of information and computer systems.

Ключевые слова. База данных, информационное обеспечение, непрерывность вычислений.
Key words. Database, information support, continuity of computing.

УДК 629.76.015

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАВИГАЦИИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ПО ВНЕШНЕМУ ГЕОИНФОРМАЦИОННОМУ ПОЛЮ ЗЕМЛИ
MATHEMATICAL MODELING OF THE NAVIGATION OF THE AIRCRAFT ACCORDING TO THE EXTERNAL GEOINFORMATION FIELD OF THE EARTH

Аннотация. Проведен сравнительный анализ различных систем навигации по геофизическим полям Земли (ГПЗ). Показаны их преимущества и недостатки. Сделаны выводы о целесообразном выборе системы наиболее пригодной для навигации высокоточных ЛА. В качестве таковой предлагается разрабатывать и использовать магнитоинерциальные системы с навигацией по картам аномального магнитного поля Земли.

Abstract. The present article tells about navigation algorithm which ensure high navigation precision. Modern platform-less inertial navigation system for air vehicle not ensure require landing precision. Geophysical fields Earth are employed for ensure require landing precision. Line of flight finding task among possible trace is decide with extreme navigation method. Extreme navigation method problem definition, residual functional and minimization procedure are made. Measurements errors influence analysis of geoinformatic field profile on local precision measurements associating to etalon are made.

Ключевые слова. Математическое моделированиенавигации, летательный аппарат, внешнее геоинфор- мационное поле Земли.
Key words. Mathematical modeling of navigation, aircraft, external geoinformation field of the Earth.

УДК 629.7.017.1

МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ВЫБОРУ РАЦИОНАЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕШЕНИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТЕХНИЧЕСКОЙ ГОТОВНОСТИ РАКЕТНЫХ КОМПЛЕКСОВ СТРАТЕГИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ВСЕХ ЭТАПАХ ИХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА С УЧЕТОМ РИСКОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДИСБАЛАНСОВ И РЕСУРСНЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ
METHODICAL APPROACHTO THE CHOICE OF RATIONAL SOLUTIONS TO ENSURE TECHNICAL READINESSSTRATEGIC MISSILE SYSTEMS AT ALL STAGES OF THEIR LIFE CYCLETAKING INTO ACCOUNT THE RISKS OF IMBALANCESAND RESOURCE CONSTRAINTS

Аннотация. Разработан методический подход к выбору рациональных вариантов решений по обеспечению технической готовности (ТГ) ракетных комплексов стратегического назначения (РКСН) на этапах их жизненного цикла (ЖЦ)с учетом рисков возникновения дисбалансов и ресурсных ограничений. Предлага- емый подход предусматривает разработку стохастических сетевых моделей возникновения дисбалансов ключевых параметров реализации проектов на этапах ЖЦ, имитационных моделей процессов разработки и эксплуатации РКСН, расчётных соотношений для оценки затрат на обеспечение ТГ ракетных комплексов на всех этапах их ЖЦ, ущербов от дисбалансов и алгоритма определения рационального варианта решений, реализующего модифицированный метод направленного глобального случайного поиска на основе байесов- ской процедуры с обучением.

Abstract. A methodological approach has been developed to the choice of rational options for solutions to en-sure the technical readiness (TR) of strategic missile systems (SMS) at the stages of their life cycle (LC), taking into account the risks of imbalances and resource constraints. The proposed approach provides for the development of stochastic network models for the emergence of imbalances in the key parameters of the implementation of projects at the stages of life cycle, simulation models of the de-velopment and operation of SMS, calculation ratios for assessing the costs of providing TR for mis-sile systems at all stages of their life cycle, damages from imbalances and an algorithm for determin-ing a rational solution option , which implements a modified directed global random search method based on a learning Bayesian procedure.

Ключевые слова. Методический подход, выбор, рациональный вариант, техническая готовность, ракетный комплекс, жизненный цикл, дисбаланс, ресурсное ограничение.
Key words. Methodical approach, choice, rational option, technical readiness, missile system, life cycle, imbalance, resource limitation.

УДК 347.779

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕХОДА К НОВЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ ПРИ СОЗДАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДЕЛА ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНОЙ ПРОДУКЦИИ
FEATURES OF THE TRANSITION TO NEW TECHNOLOGIES WHEN CREATING A SCIENTIFIC AND TECHNICAL BACKGROUND FOR THE DESIGN OF HIGH-TECH PRODUCTS

Аннотация. В статье рассмотрены особенности методов оптимизации перехода к новым технологиям на этапах системного проектирования высокотехнологичной продукции.

Abstract. The article discusses the features of methods for optimizing the transition to new technologies at the stages of system design of high-tech products.

Ключевые слова. Научно-технический задел, системное проектирование, высокотехнологичная про- дукция, новые технологии, методы оптимизации.
Key words. Scientific and technical groundwork, system design, high-tech products, new technologies, optimization methods.

УДК 531.001.362:531.66:621.373.8

О ПОДОБИИ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА КОНДЕНСИРОВАННЫЕ СРЕДЫ
ON THE SIMILARITY OF GAS-DYNAMIC PROCESSES UNDER THE INFLUENCE OF PULSED LASER RADIATION ON CONDENSED MEDIA

Аннотация. Рассмотрены вопросы теории подобия, использование которой позволяет моделировать газодинамические процессы при воздействии импульсов лазерного излучения высокой интенсивности на мишень в воздухе с помощью лазеров с меньшей энергией. Результаты применения теории подобия применительно к нестационарным процессам разлета лазерной плазмы анализируются с точки зрения их численного моделирования.

Abstract. The issues of similarity theory are considered, the use of which makes it possible to simulate gas-dynamic processes under the influence of high-intensity laser radiation pulses on a target in the air using lasers with lower energy. The results of the application of similarity theory in relation to nonstationary processes of laser plasma expansion are analyzed from the point of view of their numerical modeling.

Ключевые слова. Лазерное излучение, преграда, плазма, газодинамический процесс, подобие, механи- ческий импульс, численное моделирование.
Key words. Laser radiation, barrier, plasma, gas-dynamic processes, similarity, mechanical impulse, numerical simulation.

II. РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ

УДК 631.396, 623.76

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМ ФОРМИРОВАНИЯ ПОМЕХОЗАЩИЩЁННОГО СИГНАЛА СИНХРОНИЗАЦИИНА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОСТАВНЫХ КОДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ
MATHEMATICAL MODEL AND ALGORITHMFOR THE FORMATION OF A NOISE-PROOF SYNCHRONIZATION SIGNALBASED ON THE USE OF COMPOSITE CODE STRUCTURES (CC)PSEUDORANDOM SEQUENCES (PSP)

Аннотация. К разработке и эксплуатации изделий ракетно-космической техники (РКТ) военного назначе- ния всегда предъявлялись жесткие требования по обеспечению защищенности радиоканала, направленные как на снижение негативных последствий деструктивного воздействия помех (преднамеренных и непред- намеренных), так и на ограничение несанкционированного доступа (НСД) к каналам передачи информации. Обусловлено это нарастающим информационным противодействием, при котором все более актуальными становятся вопросы обеспечения информационной безопасности радиоэлектронных средств (РЭС).

Abstract. Strict requirements have always been imposed on the development and operation of military rocket and space technology (RCT) products to ensure the security of the radio channel, aimed both at reducing the negative consequences of the destructive eﬀects of interference (intentional and unintentional), and at limiting unauthorized access (NSD) to information transmission channels. This is due to the growing information counteraction, in which the issues of ensuring the information security of radio-electronic means (RES) are becoming more and more urgent.

Ключевые слова. Телеметрическая информация, сигнал синхронизации, математический метод, повы- шенная помехозащищенность, передаваемые данные и сигналы.
Key words. Telemetry information, synchronization signal, mathematical method, increased noise immunity, transmitted data and signals.

УДК 519.254

ОЦЕНКА ИОНОСФЕРЫ ЛОКАЛЬНОГО РАЙОНА ПО ИЗМЕРЕНИЯМ СЕТИ ДВУХЧАСТОТНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ ПРИЕМНИКОВ
ESTIMATION OF THE IONOSPHERE OF A LOCAL AREA BASED ON MEASUREMENTS OF A NETWORK OF TWO-FREQUENCY NAVIGATION RECEIVERS

Аннотация. При проведении радиоизмерений по высотным объектам одним из наиболее сложных и трудно учитываемых факторов, влияющих на точность измерений, является ионосфера. В статье рассмотрен подход, когда оценка ионосферы локального района осуществляется по двухчастотным измерениям навигационной аппаратуры потребителя сигналов ГНСС ГЛОНАСС, расположенной в локальном районе. В основе данного подхода лежит аппроксимационная эмпирическая модель ионосферы, предложенная Институтом геодезии и геофизики, г. Ухань, КНР. Данная модель описывает изменение ионосферы в ло- кальном районе в течение суток. Особенностью предложенного подхода является учет междиапазонной задержки в измерениях НАП между первым и вторым частотным диапазоном. Для подтверждения корректности и реализуемости предложенного подхода к оценке ионосферы локального района проведен натурный эксперимент, который подтвердил возможность автономного учета ионосферы по измерениям НАП с погрешностью в преде- лах десяти сантиметров.

Abstract. When conducting radio measurements on high-altitude objects, one of the most complex and diﬃcult to take into account factors aﬀecting to accuracy of measurements is the ionosphere. The article considers an approach when the assessment of the ionosphere of a local area is carried out according to two-frequency measurements of the navigation equipment of the consumer of GNSS GLONASS signals, located in the local area. This approach is based on the approximate empirical model of the ionosphere proposed by Institute of Geodesy and Geophysics, Wuhan, China. This model describes the change in the ionosphere during the day. A feature of the proposed approach is to take into account the inter-band delay in measurements of consumer navigation equipment between the first and second frequency ranges. To confirm the correctness and feasibility of the proposed approach to assessing the ionosphere of local area, a full-scale experiment was carried out, which confirmed the possibility of autonomous accounting of the ionosphere according to measurements of consumer navigation equipment with an error within ten centimeters.

Ключевые слова. Ионосфера, ГНСС, ГЛОНАСС, навигация, время, калибровка, псевдодаль- ность, точность, оценка, измерения.
Key words. Ionosphere, GNSS, GLONASS, navigation, time, calibration, pseudorange, precision, exact, estimate,

III. ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ

УДК 004.934

СРАВНЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ РАСПОЗНАВАНИЯ РЕЧИ НЕЙРОСЕТЕВЫМИ И ЭКСПЕРТНЫМИ МЕТОДАМИ В УСЛОВИЯХ СЛАБЫХ СИГНАЛОВ
ROBUSTNESS COMPARISSON OF NUERAL NETWORK AND TRADITIONAL SPEECH RECOGNITION METHODS IN WEAK SIGNAL ENVIRONMENT

Аннотация. В последние несколько лет исследования в области машинного обучения привели к зна- чительным результатам при решении широкого круга задач цифровой обработки сигналов, напри- мер, визуального распознавания, распознавания речи и обработки естественного языка. Повсемест- ное внедрение решений, основанных на результатах этих исследований, непосредственно влияет на формирование новых подходов к решению вопросов защиты информации. В данной статье пред- ставлено одно из направлений исследований надежности машинного распознавания речи и проде- монстрировано, что подобные системы распознавания существенно превосходят возможности че- ловеческого слуха.

Abstract. In the last few years outstanding results in the field of machine learning research led to multiple breakthroughs in various signal processing applications such as image recognition, automatic speech recognition or natural language processing. Overall integration of artificial intelligence-based solutions has a direct impact on fundamental concepts that are at the core of information security field in general and speech information security in particular. This article presents the results of convolutional neural networks application to robust speech recognition task in weak signals environment and its juxtaposition with similar results received by more traditional methods.

Ключевые слова. Машинное обучение, сверточные нейронные сети, распознавание речи, центральная частота, частотная полоса фильтра, отношение сигнал/помеха.
Key words. Machine learning, convolutional neural networks, speech recognition, central frequency, filter bandwidth, signal to noise ratio.

УДК: 519.677

МОДЕЛЬ КЛАССИФИКАЦИИ ЗАПРОСОВ ДЛЯ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ НА ОСНОВЕ ПРАВИЛ ДОКАЗАТЕЛЬНОЙ АРГУМЕНТАЦИИ
MODEL FOR CLASSIFICATION OF REQUESTS FOR A DECISION SUPPORT SYSTEM BASED ON EVIDENCE ARGUMENTATION RULES

Аннотация. В современных исследованиях большое внимание уделяется системам поддержки принятия решений (СППР) для автоматизации обработки запросов, в то время как немногие из них решают проблему неточности классификации, когда в описании запроса содержится неточная или непоследовательная информация. В этом исследовании был разработан классификатор на основе правил доказательной аргументации, который лег в основу новой СППР для обработки и диспетчеризации запросов при управлении техническими объектами. Обработка и диспетчеризация запросов, по своей сути, представляют собой процесс принятия решения о классификации, где каждый запрос должен быть отнесен исключительно к одной из категорий, прежде чем решение будет принято.

Abstract. In modern studies, much attention is paid to decision support systems (DSS) for automating the processing of requests, while few of them solve the problem of inaccurate classification when the description of a request contains inaccurate or inconsistent information. In this study, a classifier was developed, based on the rules of evidence-based argumentation, which formed the basis of a new DSS for processing and dispatching requests when managing technical objects. Request processing and dispatching is essentially a classification decision-making process, where each request must be categorized exclusively before a decision is made.

Ключевые слова. . Система поддержки принятия решений; обработка запросов; правила доказательной аргументации; классификация.
Key words. Decision support system; query processing; rules of evidence-based argumentation; classification.

УДК: 004.9

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К СОЗДАНИЮ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ «ЦИФРОВАЯ ПОЛИЦИЯ»
SCIENTIFIC AND METHODOLOGICAL APPROACHES TO THE CREATION OF INFORMATION MODELS FOR OPTIMAL MANAGEMENT IN THE «DIGITAL POLICE» SYSTEM

Аннотация. Рассмотрена концептуальная организация информационной сферы. Показаны научно- методические подходы к представлению информационных моделей эргатических систем. Приведе- ны рекомендации по применению информационных моделей в интересах оптимального управления в системе «Цифровая полиция».

Abstract. The conceptual organization of the information sphere is considered. Scientific and methodological approaches to the presentation of information models of ergatic systems are shown. Recommendations on the use of information models in the interests of optimal management in the «Digital police» system are given.

Ключевые слова. Информационная модель, цифровая полиция, эргатическая система, оптимальное управ-ление, энтропия покрытия.
Key words. Information model, digital police, ergatic system, optimal control, covering entropy.

УДК: 004.041

ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО СБОРА И ПРИВЕДЕНИЯ К ЕДИНОМУ ФОРМАТУ РАЗНОРОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ В ИНТЕРЕСАХ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИЦЕЙСКИХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
TECHNICAL CAPABILITIES OF CENTRALIZED COLLECTION AND REDUCTION TO A SINGLE FORMAT OF HETEROGENEOUS INFORMATION IN THE INTERESTS OF THE EFFECTIVE USE OF POLICE ROBOTIC SYSTEMS

Аннотация. В статье рассматриваются возможности централизованного сбора и приведения к единому формату разнородной информации с применением метода смешения и интеграции данных. Приведены схема и алгоритм объединения данных, полученных из разнородных источников.

Abstract. The article discusses the possibilities of centralized collection and reduction of heterogeneous information to a single format using the method of mixing and integration of data. A scheme and algorithm for combining data obtained from heterogeneous sources are given.

Ключевые слова. Разнородная информация, источник информации, полицейская робототехническая си- стема, набор данных, единый формат, информационная системя.
Key words. Heterogeneous information, information source, police robotic system, data set, uniform format, information system.