creexpCrede Experto: транспорт, общество, образование, языкCrede Experto: transport, society, education, language2312-1327Иркутский филиал ФГБОУ ВО «МГТУ ГА»10.51955/2312-1327_2024_4_93creexp-111Research ArticleСИСТЕМЫ НАБЛЮДЕНИЯ И ОРГАНИЗАЦИИ ВОЗДУШНОГО ДВИЖЕНИЯМАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ ДОСТОВЕРНОСТИ СООБЩЕНИЙ АЗН-В НА ПОВЕРХНОСТИ АЭРОДРОМАMATHEMATICAL MODEL FOR VALIDATING ADS-B MESSAGES ON THE AIRFIELD SURFACEhttps://orcid.org/0000-0003-2250-8852ПлясовскихА. П.PlyasovskihA. P.

Александр Петрович Плясовских, доктор технических наук, профессор

ул. Пилотов, д. 38 Санкт-Петербург, 196210

Alexander P. Plyasovskih, Doctor of Technical Sciences, Professor

38, Pilotov Street Saint-Petersburg, 196210

al.plyasovskih@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0002-4886-9250КопосовА. В.KoposovA. V.

Артем Вадимович Копосов, аспирант

ул. Пилотов, д. 38 Санкт-Петербург, 196210

Artem V. Koposov, Postgraduate student

38, Pilotov Street Saint-Petersburg, 196210

a.kop33@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0009-7737-4821КатричеваА. А.KatrichevaA. A.

Александра Александровна Катричева, аспирант

ул. Пилотов, д. 38 Санкт-Петербург, 196210

Alexandra A. Katricheva, Postgraduate student

38, Pilotov Street Saint-Petersburg, 196210

a.katricheva@gmail.comСанкт-Петербургский университет гражданской авиации имени Главного маршала авиации А.А. НовиковаРоссияSt. Petersburg State University of Civil Aviation named after Air Chief Marshal A.A. NovikovRussian FederationСанкт-Петербургский университет гражданской авиации имени Главного маршала авиации А.А. НовиковаРоссияSt. Petersburg University of Civil Aviation named after Air Chief Marshal A.A. NovikovRussian Federation2024261120250493115Copyright © Плясовских А.П., Копосов А.В., Катричева А.А., 20252025Плясовских А.П., Копосов А.В., Катричева А.А.Plyasovskih A.P., Koposov A.V., Katricheva A.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ce.if-mstuca.ru/jour/article/view/111

В статье предлагается математическая модель подтверждения достоверности сообщений автоматического зависимого наблюдения радиовещательного типа (АЗН-В). Актуальность исследования обусловлена растущими требованиями к безопасности и надежности информационных систем, а также необходимостью обеспечения целостности и достоверности передаваемой информации в условиях современных угроз. В работе представлены основные компоненты модели, включая источники информации, каналы передачи данных и механизмы обнаружения ошибок. Предложенная модель описывает происходящие в системах АЗН-В процессы с учетом искусственных и естественных помех, влияющих на достоверность информации наблюдения, позволяет прогнозировать действия злоумышленников, пытающихся нарушить целостность систем АЗН-В, и прогнозировать поведение системы АЗН-В в условиях помех, обеспечивает возможность разработки эффективных методов подтверждения достоверности сообщений АЗН-В в районе аэродрома. Таким образом, представленная математическая модель подтверждения достоверности сообщений АЗН-В служит важным шагом к улучшению надежности информационных систем и защиты критически важной информации от несанкционированного доступа и искажений.

The article proposes a mathematical model for validation of messages of automatic dependent surveillance of broadcasting type (ADS-B). The relevance of the study is due to the growing requirements for the security and reliability of information systems, as well as the need to ensure the integrity and reliability of transmitted information in the context of modern threats. The paper presents the main components of the model, including information sources, data transmission channels and error detection mechanisms. The proposed model describes the processes occurring in the ADS-B systems, taking into account artificial and natural interference that affects the reliability of surveillance information, allows you to predict the actions of intruders trying to violate the integrity of the ADS-B systems, and to predict the operation of the ADS-B system under interference, provides the possibility of developing effective methods to validate ADS-B messages in the terminal area. Thus, the presented mathematical model for validating ADS-B messages serves as an important step towards improving the reliability of information systems and protecting critical information from unauthorized access and distortion.

АЗН-Вразница временимодельподтверждение достоверностиADS-Btime differencemodelvalidationReferencesКалинцев А. С. Подтверждение данных АЗН-В в аэродромной зоне методом стробирования / А. С. Калинцев, Е. А. Рубцов, А. П. Плясовских // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2021. Т. 15. № 7. С. 39-49. DOI 10.36724/2072-8735-2021-15-7-39-49. EDN RIWKIN.Advanced Surface Movement Guidance and Control Systems (A-SMGCS) Manual. Doc 9830 AN/452/ ICAO, 2004. 89 p.Копосов А. В. Обнаружение спуфинга АЗН-в на поверхности аэродрома с помощью двух приемных станций АЗН-В / А. В. Копосов, В. Ю. Давиденко, И. Г. Шайдуров // Радионавигация и время: труды СЗРЦ Концерна ВКО "Алмаз - Антей". 2023. № 13(21). С. 108-117. EDN VNWEHS.Aeronautical Surveillance Manual. Doc. 9924 AN/474. ICAO, 2020. 372 p.Косьянчук В. В. Обзор основных путей повышения безопасности системы АЗН-В / В. В. Косьянчук, Н. И. Сельвесюк, Р. Р. Хамматов // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. 2019. Т. 22. № 1. С. 39-50. DOI 10.26467/2079-0619-2019-22-1-39-50. EDN YXQZJB.Ali Busyairah Syd, Schuster Wolfgang, Ochien Washington, Majumdar Arnab Kian, Chiew Thiam. (2013). A Study of ADS-B Data Evaluation and Related Problems // Proceedings of the 2013 International Technical Meeting of The Institute of Navigation, San Diego, California, January 2013, рp. 444-455.Плясовских А. П. Закон аберрации и его приложения в навигации и управлении воздушным движением. М.: Знание-М, 2022. 70 с. EDN IEMXKB.Certification requirements (Basis) for multi-position airfield surveillance systems [according to the letter of the Department of Development Programs of the Ministry of Transport of the Russian Federation No. 08-04/5228-IS of 15 March 2018]. 7 с. (in Russian)Плясовских А. П. Использование метода TDOA для подтверждения достоверности информации радиовещательного автоматического зависимого наблюдения / А. П. Плясовских, А. В. Копосов, В. Ю. Давиденко // Crede Experto: транспорт, общество, образование, язык. 2023. № 4. С. 50-62. DOI 10.51955/2312-1327_2023_4_50. EDN MFXEKS.Chan T. S., Kuzin A. A. (2019). Algorithm for converting coordinates from a geocentric system to a topocentric one and its application in construction in Vietnam. Bulletin of SGUGiT. 24(1): 59-71. (in Russian) EUROCONTROL Specification for Surveillance Data Exchange ASTERIX Part 12 Category 21 ADS-B Target Reports 2015Плясовских А. П. Метод оценки достоверности информации АЗН-В в системе наблюдения и контроля аэродромного движения / А. П. Плясовских, Е. А. Рубцов // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации. 2019. № 3(24). С. 90-102. EDN SMYDUH.Global air navigation plan 2016–2030. Doc. 9750 AN/963, Fifth Edition. ICAO, 2016. 142 p.Плясовских А. П. Теоретическое обоснование подтверждения достоверности информации о местоположении объекта на рабочей площади аэродрома / А. П. Плясовских, Е. А. Рубцов // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2020. Т. 14. № 3. С. 32-40. DOI 10.36724/2072- 8735-2020-14-3-32-40. EDN JWKBQM.Guidance on Systemic Risk Management and Government Oversight (A-SMGCS). Document 9830 AN/452/ICAO, 2004. 89 p.Сарайский Ю. Н. Геоинформационные основы навигации / Ю. Н. Сарайский; Ю. Н. Сарайский ; М-во трансп. Российской Федерации (Минтранс России), Федеральное агентство воздушного трансп. (Росавиация), ФГОУ ВПО "Санкт-Петербургский гос. ун-т гражданской авиации". Санкт-Петербург : Ун-т гражданской авиации, 2010. 248 с. EDN QKJUUT.Hammad A. Kh., Haibat Kh., Salman G. (2023). Securing ADS-B Communications through a Novel Authentication Framework. IEEE journal on selected areas in communications. XX(X).Сертификационные требования (Базис) к широкозонным и аэродромным многопозиционным системам наблюдения [согл. письмом Департамента программ развития Министерства транспорта Российской Федерации № 08-04/5228-ИС от 15 марта 2018 г.]. 2018. 7 с.Kalintsev A. S., Rubtsov E. A., Plyasovskih A. P. (2021). Confirmation of ADS-B data in the aerodrome traffic zone by gating method. T-Comm. 15(7): 39-49. DOI 10.36724/2072-8735-2021-15-7-39-49. (in Russian)Чан Т. Ш. Алгоритм преобразования координат из геоцентрической системы в топоцентрическую и его применение при строительстве во Вьетнаме / Т. Ш. Чан, А. А. Кузин // Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий). 2019. Т. 24, № 1. С. 59-71. DOI 10.33764/2411-1759-2019-24-1-59-71. EDN KSTQGL.Koposov A. V., Davidenko V. Y., Shaidurov I. G. (2023). Detection of ADS-B spoofing on the airfield surface using two receiving stations AZN-v. Radionavigation and time: Proceedings of the NWRC of the Almaz-Antey Concern. 13(21): 108-117. (in Russian)A Study of ADS-B Data Evaluation and Related Problems / A. B. Syd, S. Wolfgang, O. Washington, M. A. Kian, Ch. Thiam // Proceedings of the 2013 International Technical Meeting of the Institute of Navigation. San Diego, California, 2013. рp. 444-455. Advanced Surface Movement Guidance and Control Systems (A-SMGCS) Manual. Doc 9830 AN/452/ ICAO, 2004. 89 p.Kosianchuk V. V., Selvesiuk N. I., Khammatov R. R. (2019). An overview of the main ways to improve the ADS-B system security. Civil Aviation High Technologies. 22(1): 39-50. (in Russian).Aeronautical Surveillance Manual. Doc. 9924 AN/474. ICAO, 2020. 372 p.Plyasovskih A. P. Law of aberration and its applications in navigation and air traffic control. Moscow: Znanie-M, 2022. 70 с. (in Russian)EUROCONTROL Specification for Surveillance Data Exchange ASTERIX Part 12 Category 21 ADS-B Target Reports, 2015.Plyasovskih А. Р., Rubtsov Е. А. (2019). Reliability estimation method of ADS-B information for surface movement guidance and control system. Vestnik Saint Petersburg State University of Civil Aviation. 3(24): 90-102. (in Russian)Global air navigation plan 2016–2030. Doc. 9750 AN/963, Fifth Edition. ICAO, 2016. 142 p.Plyasovskih А. Р., Rubtsov Е. А. (2020). Theoretical substantiation of confirmation of the validity of information about the location of the object on the work area of the aerodrome. T-Comm. 14(3): 32-40. DOI 10.36724/2072-8735-2020-14-3-32-40. (in Russian)Hammad A. Kh. Securing ADS-B Communications through a Novel Authentication Framework / A. Kh. Hammad, Kh. Haibat, G. Salman // IEEE Journal on selected areas in communications. 2023. vol. XX, № X. DOI 10.36227/techrxiv.24043494.v1.Sarayskiy Y. N. (2010). Geoinformation bases of navigation. Saint-Petersburg: University of Civil Aviation, 2010. 248 p. EDN QKJUUT.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.