Динамика разработки зарубежной навигационной аппаратуры потребителей спутниковых навигационных систем

Еще в процессе опытной эксплуатации среднеорбитных спутниковых навигационных систем (СНС) непрерывного действия зарубежные приборостроительные фирмы многих стран выпустили на рынок различные образцы навигационной аппаратуры потребителей (НАП) [1]. Динамика ее производства в последние годы показана в табл.1.

Примечание: В таблице не показан ряд стран (Израиль, Дания, Норвегия, Китай, Сингапур, Тайвань), в некоторые годы выпускавшие единичные образцы НАП.

Анализ приведенных в ней данных показывает следующее.

1. Численность производящих НАП СНС зарубежных фирм в последние годы увеличивается, однако постоянно приблизительно 70% из них приходится на долю США. Ежегодно в печати исчезает информация, примерно, о двух десятках таких фирм, но вместо нее появляются данные о не меньшем количестве новых. Наиболее стабильна в этом отношении ситуация в Великобритании, Франции и ФРГ.
2. Общее количество образцов НАП СНС, производимых за рубежом, превышает 400, из них 70% приходится на долю американских фирм.
Наиболее "плодовиты" такие фирмы, как Trimble, Garmin, Ashtech, Rockwell, Allen Osborn (США); Sercel, Sextant (Франция); Premier GPS, Novatel Canada (Канада); Koden (Япония).
3. Около четверти от общего числа выпускаемой номенклатуры НАП СНС составляют военные образцы, из которых приблизительно три четверти – американские. Ведущие страны (Великобритания, Франция, Канада, ФРГ, Швейцария) стремятся разрабатывать и производить такую аппаратуру самосто-ятельно, в связи с чем доля американской военной аппаратуры в общем объеме ее выпуска снизилась с 80% в 1993 г. до 70% в 1998 г. Табл.2 и 3 характеризуют объем номенклатуры НАП СНС, выпускаемой наиболее актив-ными американскими фирмами, и скорость ее обновления, соответственно. Анализ приведенных в них данных показывает:

• основные фирмы быстро обновляют номенклатуру выпускаемой аппаратуры и снимают с производства образцы, возраст которых превышает 4-5 лет;
• общее число разновидностей НАП СНС, производимой такими фирмами, превышает 10, причем каждая из них производит военную продукцию.

Частая смена модификаций аппаратуры может быть объяснена двумя причинами:

• появлением новой элементной базы, позволяющей уменьшить массогабаритные характеристики НАП, повысить ее надежность за счет сокращения модульного состава, (а, следовательно, и числа сопряжений) и уменьшить стоимость производства за счет совершенствования технологии;
• поиском оптимальной конструкции НАП.

По устоявшимся представлениям, в частности, аппаратура американского производства рассчитывалась на 10-летний срок службы. Считалось, что по истечении этого срока она устаревала морально. В связи с постоянным ускорением научно-технического прогресса в области радиоэлектроники в настоящее время продолжительность этого периода, по-видимому, пересматривается.

Следует также заметить, что такие фирмы, как Trimble, Magellan, Garmin, Ashtech, активно захватывают зарубежные (в том числе и российский) рынки. Отечественная приборостроительная промышленность практически полностью прекратила выпуск соответствующей продукции. Следует признать, что существовавшая в условиях плановой экономики система разработки и производства навигационной аппаратуры была слишком громоздкой и не давала производителю стимула для непрерывного совершенствования выпускаемых изделий. Как известно, по основным регламентируемым характеристикам наши приборы не уступали зарубежным, но были значительно хуже по массо-габаритным показателям и, главное, по надежности, что требовало развертывания дорогой и неудобной для пользователя системы сервисного обслуживания, которая к тому же действовала только в отечественных портах. Указанные обстоятельства делали наши приборы не конкурентноспособными по сравнению с зарубежными аналогами.

Что касается оснащения аппаратурой потребителей (приемоиндикаторами) СНС гражданских судов, плавающих под российским флагом, то эта проблема сейчас решается только за счет закупок аппаратуры зарубежного производства. Вряд ли можно ожидать, что в условиях общего обвала национального производства приборостроительная промышленность сумеет самостоятельно раньше других выйти из кризиса. Поэтому и в перспективе скорее всего судовладельцы наших транспортного и рыболовного флотов будут ориентироваться на зарубежного изготовителя НАП СНС.

Нужно отметить, что этот рынок в ближайшее время будет расширяться в связи с тем, что в международном плане выдвинуто требование обязательного оснащения всех судов приемоиндикаторами наземных или спутниковых РНС, рабочая зона которых перекрывает акваторию предстоящего плавания.

Как известно, навигационная аппаратура военного назначения отличается от НАП гражданских пользователей повышенными требованиями к надежности, дублированием ряда функций и стойкостью по отношению к внешним воздействиям ( ударам, радиационному излучению, помехам и т.п.). Так например, военный приемоиндикатор СНС Транзит фирмы Magnavox имел в своем составе устройства, позволяющие выполнять измерение навигационного параметра не только автоматически, но и ручным способом. Стоимость его первоначально превосходила стоимость обычных приемоиндикаторов в несколько раз. Причем со временем этот разрыв продолжал возрастать.

Успехи, достигнутые в области радиоэлектроники, в настоящее время дают принципиальную возможность универсиализации части специфических требований к военной НАП. Так, реально достигнутый уровень надежности радиоэлектронных приборов, характеризующийся средним временам между отказами порядка 30–40 тыс. ч и даже более, по-видимому можно считать достаточным и для военной НАП. Опыт боевых действий в зоне Персидского залива в 1990–1991 гг. показал, что задачи навигационного обеспечения в безориентирной местности успешно решаются с помощью НАП общего назначения. Это дает основание полагать, что при обосновании требований к военной аппаратуре следовало бы заново рассмотреть некоторые положения, уже ставшие привычными и в силу этого не учитывающими реальности сегодняшнего дня.

Стремление ведущих стран выпускать собственную военную НАП порождено, по-видимому, обострением проблемы безопасности компьютерной информационной сферы вообще и оборонных систем – в частности, хотя здесь нельзя исключить и воздействие обычного фактора – обеспечение здорового протекционизма собственного производителя.

Рассмотрим эту проблему несколько подробнее. Под информационной сферой (инфосферой) понимают совокупность общих и специальных программных средств создания, обработки и хранения компьютеризованных данных и собственно эти данные. Безопасность инфосферы разделяют на эксплуатационную и технологическую. С первой из них связывают возможность воздействия в процессе эксплуатации, а со второй – возможность заблаговременного скрытного воздействия на элементы инфосферы в процессе их разработки.

В военной области эксплуатационное воздействие реализуется в ходе информационной войны, информационного противодействия, борьбы с системами управления путем поражения "несмертельным" (электронным) оружием важнейших элементов инфосферы. Уязвимыми ее звеньями могут оказаться, например, телевизионные и радиовещательные станции, стационарные радионавигационные средства и др. К критически важным уязвимым звеньям относятся также наиболее существенные составные части системы управления (например, спутниковые системы связи, навигации и т.п).

Что касается технологического воздействия, то наиболее вероятным информационным элементом такого воздействия может оказаться программное обеспечение, а основным средством "враждебного" воздействия возможно будут алгоритмические и программные закладки. Алгоритмическая закладка выражается в преднамеренном, завуалированном искажении какой-либо части алгоритма решения задачи или таком его построении, в результате которого реализация комплекса разрабатываемых программ будет сопровождаться несанкционированными ограничениями на выполнение требуемых функций, отказом от них либо проявлением непредусмотренных действий при определенных условиях протекания процесса обработки данных.

Программная закладка ("логическая бомба", "троянец") – совокупность операндов, преднамеренно включаемых в состав программной компоненты на любом этапе ее разработки, реализующая некоторый несанкционированный алгоритм в целях ограничения (блокирования) выполнения программной компонентой требуемых функций или придания ей непредусмотренных действий при определенных условиях протекания вычислительного процесса. Закладка содержит "механизм активизации" и "исполнительный механизм". В зависимости от способа построения механизма активизации закладки подразделяются на автоматические и управляемые. Механизм первых заранее подготовлен к срабатыванию в условиях боевого применения системы управления. У вторых механизм активизации контролируется каким-либо образом извне ("дистанционный вирус"). Исполнительный механизм закладки может быть заблаговременно реализован одной или несколькими командами выполняемой программной компоненты либо "сгенерирован" динамически во время вычислительного процесса [2]. Считают, что использование закладок в качестве информационного оружия перспективно и реально уже к 2000 г. [3].

В отношении оборудования кораблей ВМФ России НАП СНС следует учитывать ряд дополнительных соображений. Достаточно очевидно, что навигационно-гидрографическое обеспечение деятельности нашего ВМФ не может целиком базироваться на иностранной технике. В то же время, в ряде случаев представляется вполне допустимым использование им зарубежных РНС, поскольку преднамеренный полный вывод их из действия в современных геополитических условиях вряд ли реален. В качестве доказательства правомерности такого предположения можно сослаться на то, что угроза третьей Мировой войны пока не считается актуальной. И в нашей военной доктрине (и как правило в аналогичных доктринах других государств) речь идет о локальных войнах или конфликтах. А в этих обстоятельствах нет смысла прекращать функционирование навигационных систем, особенно с глобальной рабочей зоной.

Что же касается НАП СНС, то здесь действительно имеется принципиальная возможность предварительного встраивания в нее приборных и программных элементов, которые по специальному сигналу могут вывести аппаратуру из строя. При современном уровне развития техники эта идея вполне реализуема. Конечно, практическое осуществление такого замысла представляется весьма сложным, т.к. подавляющее большинство зарубежных приборостроительных фирм является частными коммерческими организациями. Для того, чтобы они пошли на дополнительные затраты, нужен государственный заказ, само существование которого необходимо сохранить в тайне. Кроме того, нужно отслеживать каждый проданный комплект аппаратуры. Предполагаемая организация такого слежения может оказаться очень громоздкой, а результативность ее использования – сомнительной. Однако, если иметь в виду неоценимую важность навигационного обеспечения сил, решающих стратегические задачи, то никакие трудности не могут быть признаны непреодолимыми и никакие затраты чрезмерными.

После войны в зоне Персидского залива американские военные эксперты подчеркивают, что началу всех боевых операций в условиях мирного времени и в период военных действий должно предшествовать проведение информационной войны. В результате "радиоэлектронного удара" боевое пространство или операционная среда должны стать "прозрачными" для американских войск и войск их союзников и сделаться "туманными" для противника. В ходе самой боевой операции следует добиваться информационного доминирования, подразумевающего осуществление контроля элементов электромагнитного спектра и защиту собственных информационных систем при нарушении аналогичных систем противоборствующей стороны [4].

Применение программных закладок в экспортируемой аппаратуре для ее блокирования в нужный момент в ходе войны – один из новых приемов РЭБ. Поэтому при использовании импортной аппаратуры потребителей необходимо учитывать такую опасность, а ее установка на важных военных объектах, особенно стратегического значения, должно быть исключена.

1. GPS World. 1993–1998. January.
2. Лукашкин А.Н. Проблемы безопасности компьютерной инфосферы стратегических оборонных систем // "Военная мысль", 1995, №5. С.48–52.
3. Бойцов М. Информационная война // "Морской сборник", 1995, №10. С.69–73.
4. Печуров. Использование сухопутных войск США в условиях мирного времени // "Зарубежное военное обозрение", 1996, №5. С.17–21.