Использование EMIT для испытания мобильных телефонов в кабине самолета

Аватар пользователя Денисов Дмитрий
0 125

ANSYS EMIT предоставляет собой программу для прогнозирования радиочастотных помех (RFI) в сложных системах, содержащих несколько радиочастотных устройств, которые должны работать одновременно. EMIT это революционный шаг вперед в анализе радиочастотных помех обеспечивающий множество мощных функций для удобства использования, эффективности вычислений и оценки результатов моделирования. EMIT обеспечивает основу для управления данными о характеристиках высокочастотных устройств объединённых в одну систему, позволяет анализировать взаимное влияние устройств, а так же помогает минимизировать при необходимости это влияние.

Недавно появилась новость о том, что Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) финансирует испытания по использованию мобильных телефонов в кабинах легковесных самолетов в качестве возможной меры противодействия атакам по подмене сигналов GPS. В серии испытаний, которые проводились этим летом в небе над Вирджинией, использовались обычные смартфоны, подключенные к стандартным сетям 4G и 5G операторов AT&T, T-Mobile и Verizon. 

На телефонах было запущено приложение, разработанное центром передовых авиационных систем корпорации Mitre - исследовательским центром, который предоставляет FAA передовые технические возможности в области системной инженерии, математики и компьютерных наук. Приложение использует функцию под названием timing advance (временная задержка), которая предназначена для минимизации коллизий восходящего потока между базовой станцией и движущимся мобильным телефоном. Но, помимо основного применения, эти же данные могут использоваться для расчета приблизительного расстояния от базовой станции до телефона.

С помощью этих данных можно сделать вывод о том, согласуется ли расстояние до базовой станции с показаниями системы GPS. Хоть приложение никогда не сможет использоваться для точной навигации, но может предупредить, когда данные не соответствуют показаниям GPS. Такое предупреждение может быть полезным, так как GPS навигация далека от совершенства. Незашифрованные сигналы с орбитальных навигационных спутников чрезвычайно слабы, и их относительно легко подавить или даже подделать (с помощью так называемого спуфинга). Исследование спектра, проведенное в этом году, показало, что помехи в GPS сигналах, особенно на западе США, гораздо более распространены, чем считалось ранее. 

На данный момент наибольшее влияние оказывают сети, используемые военными, и велика вероятность, что в будущем это может только усугубиться. Легкие и частные самолеты, известные как авиация общего назначения, особенно уязвимы, поскольку им часто не хватает резервных навигационных систем, которые установлены на коммерческих самолетах. На определенных этапах полета, например, при посадке в плохую погоду, пилотам приходится полагаться только на GPS. В такие моменты пилот должен быть уверен в достоверности сигнала GPS. 

Преимущество использования беспроводных сетей для этих целей заключается в том, что мобильные телефоны в настоящее время очень дешевы и почти повсеместно распространены. Недостатком является то, что использование их в самолете всё ещё считается чем-то незаконным. Так сложилось, что существуют некоторые опасения, например, что мобильные телефоны могут создавать помехи в системах самолетов или же вызывать перегрузку сети при одновременном подключении к нескольким сотовым вышкам на земле. 

Сейчас риск любого из этих происшествий считается небольшим, и в конечном итоге корпорация Mitre смогла получить разрешение как от FCC, так и от FAA на проведение испытаний в Вирджинии летом этого года. Тестовые полеты Mitre начались в столице штата Вирджиния городе Ричмонд и охватили сотни миль городской, сельской и горной местности. Полеты начинались на малой высоте, постепенно пилоты увеличивали скорость, пока не набирали достаточно большую высоту, где, как известно, прием сотовых телефонов является очень слабым.

Команда Mitre все ещё анализирует данные, полученные в результате тестов, однако уже сейчас явно заметны различия между городскими и сельскими районами, а также между различными операторами сотовой связи. Также они обнаружили, что на большой высоте приём прекращается во “многих районах”. Это не является слишком большой проблемой, так как спуфинг становится действительно опасен на подходе к аэропорту. Использование мобильных телефонов для противодействия спуфингу хоть и не является серебряной пулей, но при этом данный подход достаточно дешев и эффективен. В конце сентября Mitre собирается предоставить отчет о результатах летных испытаний в FAA, которое должно принять решение о дальнейшем финансировании дополнительных испытаний для продолжения развития технологии. 

Даже если данная технология будет одобрена, должно произойти много нормативных изменений для того, чтобы утвердить эту систему. Однако, если эта технология будет утверждена, она будет использоваться в первую очередь пилотами, а уже потом пассажирами коммерческих рейсов.

Для моделирования подобных задач может быть использован программный продукт EMIT. EMIT является законченным инструментом анализа, подходящим для инженеров разного уровня квалификации, обладающих различным количеством информации о исследуемых системах. EMIT объединяет в себе продвинутые возможности расчетного ядра и точных параметрических моделей, которые необходимы для получения достоверных оценок взаимных помех в условиях сложной ЭМ обстановки. Например, при одновременной работе нескольких устройств на транспортных средствах, в зданиях, в космических аппаратах и т.д. Программа позволяет пользователю начать расчеты на любом из этапов проектирования начиная с самых ранних. После выявления первопричины возникновения помех, в EMIT возможно оценить меры по их устранению, прежде чем любые изменения будут внесены в устройство или систему в целом. В конечном счете выявление и устранение проблем, связанных с электромагнитной совместимостью приводит к сокращению времени проектирования и уменьшению финансовых затрат на разработку.

Добавить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии