Математика, механика, информатика. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
Статья научная
Рассмотрены различные системы проектирования на базе радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) космических аппаратов. Проанализированы принципы создания информационной структуры процесса проектирования РЭА. Предложены система хранения данных и схема обмена данными между системами проектирования и системой хранения данных.
Бесплатно
Статья научная
Применение космоса для традиционных радиолюбительских приложений возможно с помощью относительно дешевых маложивущих микроспутников, которые выводятся на низкие орбиты экипажем космической станции. Радиосвязь может быть построена на базе отражателей и частотно-независимых малых магнитных антенн с вращающейся поляризацией, которые должны выполнять специальную функцию - связывать излученную в пространстве электромагнитную энергию с электронными компонентами аппаратуры, и поэтому они являются одними из основных элементов, определяющих построение радиотехнических систем. Поскольку в природе нет магнитных зарядов и, следовательно, нет магнитного тока, понимаемого как движение этих зарядов, то магнитный излучатель как элемент магнитного тока не может быть осуществлен, однако если антенный излучатель изначально создает переменное вращающееся вихревое магнитное поле, создать антенну возможно, реализовав в ней свойства магнитоэлектрической индукции. Первая телефонная спутниковая связь между Америкой и Великобританией была налажена через массивный экспериментальный американский спутник Echo1, запущенный на низкую околоземную орбиту, который представлял собой шар диаметром около 30 м, изготовленный из радиоотражающего материала. Тип такого спутника связи можно применить и в предлагаемой радиосвязи. Однако поскольку приемные и передающие антенны являются узконаправленными, то космический аппарат должен иметь на орбите такую ориентацию, чтобы он принял сигнал и отразил его. Диаметр сферы при этом может быть значительно меньших размеров, а положение на орбите можно удерживать корректирующей двигательной установкой, расположенной в центре масс. Радиоотражающая поверхность может быть выполнена из надувной пленки или сетеполотна, изготовленного, например, из позолоченной вольфрамовой проволоки диаметром порядка 30 мкм, разворачиваемого в сферу в трансформируемой конструкции. Возможен вариант выполнения сетеполотна из магнитно-мягкого материала типа сталей Э8, Э10, железа «Армко» или пермаллоя, которые являются идеальными проводниками магнитных потоков и не требуют охлаждения до криогенных температур.
Бесплатно
Возможные варианты повышения криптостойкости алгоритмов шифрования на основе конструкции Ниберг
Статья научная
В настоящее время одним из наиболее применяемых средств обеспечения защиты информации от несанк- ционированного доступа являются блочные симметричные криптографические алгоритмы, как, например, рассматриваемый в данной статье алгоритм Rijndael. Стремительный рост вычислительной мощности ЭВМ и существенное развитие линейного криптоанализа делают актуальной задачу дальнейшего наращивания криптостойкости существующих алгоритмов, а также разработки новых. Важным компонентом, опреде- ляющим устойчивость блочного симметричного криптографического алгоритма к наиболее распространен- ным видам криптоанализа, является качество блока замен - S-блока подстановки. Цель работы - провести вычисления и получить все возможные блоки замен на основе неприводимых полиномов над полем GF(28), а также их композиций. Для этого был разработан ряд программ, с помощью которых были получены блоки замен, обладающие различными криптографическими характеристиками. Был произведен расчет количест- венных оценок данных характеристик путем представления таблиц замен в виде наборов булевых функций. Особое внимание было уделено таким характеристикам, как нелинейность булевых функций, максимум модуля коэффициентов корреляции и количество нулей корреляционной матрицы блоков замен, как наиболее значи- мым характеристикам. Полученные блоки замен могут стать основой для дальнейшего изучения возможных вариантов повышения криптостойкости алгоритма Rijndael.
Бесплатно
Вопросы реализации гарантированных методов включения выживающих траекторий управляемых систем
Статья научная
Описано применение гарантированных методов, позволяющих получать границы траекторий управляемых динамических систем, сохраняющихся (выживающих) до некоторого момента времени в пределах заданного множества. Такие количественные оценки являются границами множеств достижимости, удовлетворяющими условиям выживаемости. Приведены примеры расчетов границ выживающих траекторий.
Бесплатно
Восстановление фона в областях кадра с объектами малого размера в видеопоследовательности
Статья обзорная
Представлена общая концепция удаления искусственно наложенных изображений, естественных повреждений видеоизображения и других объектов малого размера. Разработана классификация искусственно наложенных изображений. Рассматриваются алгоритмы обнаружения особенных точек и поиска движения в приложении к восстановлению видеопоследовательности.
Бесплатно
Встраивание цифровых водяных знаков в частотную и пространственную области изображения
Статья научная
Нанесение цифровых водяных знаков (ЦВЗ) - технология передачи важной информации в системах документации путем сокрытия сообщений в цифровых сигналах (изображение, аудиосигал, видеопоследовательность). Данная технология полностью применима для систем документооборота, в том числе в аэрокосмической отрасли. С помощью цифровых водяных знаков можно осуществлять передачу важных сообщений, скрывать системную информацию в документах, организовывать защиту содержимого документа, в том числе снимков или других изображений. В качестве контента рассмотрены статические изображения, а в качестве передаваемой информации - текстовые сообщения. При встраивании ЦВЗ пространственными методами цифровое изображение рассматривается как набор яркостных/цветовых составляющих. Также для внедрения информации можно использовать частотную область изображения путем манипулирования частотными коэффициентами для сокрытия пользовательской информации на основе частотных методов. Для внедрения встраиваемой информации использованы пространственный метод наименьшего значащего бита и частотный метод Коха-Жао. Проведено сравнение этих методов посредством оценки качества полученных изображений. Для определения эффективности методов выбраны метрики структурного подобия и пикового отношения сигнала к шуму. Эксперименты показали небольшое преимущество пространственных методов перед частотными в случае, когда контейнер не подвергается изменениям до момента извлечения информации.
Бесплатно
Выбор логических закономерностей для построения решающего правила распознавания
Статья научная
Исследуется один из аспектов построения логических алгоритмов распознавания - отбор закономерностей из множества найденных закономерностей в данных. Рассматривается задача распознавания объектов, описываемых бинарными признаками и разделенных на два класса. В результате выполнения процедуры поиска закономерностей по обучающей выборке (набору исходных данных) найден ряд закономерностей. Встает вопрос отбора закономерностей из общего их числа для формирования решающего правила, что способно не только уменьшить его размер, но и повысить качество распознавания. Один из способов произвести отбор закономерностей - выделить подмножество закономерностей, которые необходимы для покрытия всех объектов обучающей выборки. Эта задача формулируется в виде задачи оптимизации. Полученная оптимизационная модель представляет собой задачу условной псевдобулевой оптимизации, в которой целевая функция и функции в ограничениях являются унимодальными монотонными псевдобулевыми функциями. Другой способ заключается в том, чтобы произвести отбор таких закономерностей, которые при совместном использовании увеличат разделяющую способность решающего правила. В качестве критерия при формировании решающего правила рассматривается ширина «разделяющей полосы». Еще один способ заключается в отборе опорных объектов, на основе которых формируются правила. Отбор логических закономерностей, произведенный в соответствии с предлагаемым подходом, позволяет значительно снизить их число и упростить решающее правило, практически не снижая точность распознавания. Это делает решающее правило прозрачным, а результаты более интерпретируемыми, что необходимо для поддержки принятия решений при распознавании.
Бесплатно
Выбор оптимальной точки размещения радиотелевизионной передающей станции
Статья обзорная
При строительстве новых или реконструкции действующих передающих станций возникает задача определения их оптимальных местоположения и технических параметров. Для определения оптимального местоположения станций необходимо производить расчет напряженностей полей сигналов и помех с учетом профилей интервалов, построенных в направлении от местоположения станции до границы зоны вещания. Рассматривается решение задачи оптимизации местоположения радиотелевизионной передающей станции посредством расчета зон обслуживания и зон теней вещательных передатчиков с использованием автоматизированной системы расчетов и географической информационной системы
Бесплатно
Выбор упругих и геометрических параметров тонкостенной спицы зонтичной антенны
Статья научная
Рассмотрена задача выбора упругих и геометрических параметров тонкостенной спицы большой космической зонтичной антенны, обеспечивающих изгибную жесткость, требуемую для раскрытия антенны и натяжения сетеполотна как при орбитальной эксплуатации, так и при наземных испытаниях конструкции.
Бесплатно
Вывод выражения энергии деформации оболочки в геометрически нелинейной постановке
Статья научная
В геометрически нелинейной постановке рассматривается вариационная задача о деформировании оболочки, податливой при трансверсальном сдвиге. Представлен вывод выражения потенциальной энергии деформации, которое может быть использовано для получения уравнений устойчивости для оболочек с низкой трансверсальной жесткостью.
Бесплатно
Вывод разрешающих уравнений равновесия пластины с низкой трансверсальной сдвиговой жесткостью
Статья обзорная
Рассматривается вариационная постановка задачи о деформировании пластины с низкой трансверсальной сдвиговой жесткостью. Выполнен вывод разрешающих уравнений равновесия и естественных граничных условий при двух вариантах выбора основных угловых переменных: углов наклона нормали и углов трансверсалъного ССоиси.
Бесплатно
Выделение осциллирующих и трендовых компонент на базе критериальной модификации сингулярного анализа
Статья научная
Рассматривается методика выделения осциллирующих колебательных и трендовых составляющих при анализе сложных нестационарных процессов, протекающих в реальных сложных системах.
Бесплатно
Выделение разрывов в двумерных течениях невязкого и вязкого теплопроводного газа
Статья научная
В рамках модели идеального совершенного газа моделируются стационарные течения с множественными взаимодействиями газодинамических разрывов между собой и с физическими границами области, для чего применяется метод выделения множества разрывов на сетке, несогласованной с ними, который обладает высоким разрешением и эффективностью. В рамках модели вязкого теплопроводного совершенного газа при больших числах Рейнольдса рассмотрена стационарная задача о взаимодействии скачка уплотнения со сдвиговым слоем. Скачок при этом также выделяется, а фактор вязкости - теплопроводности учитывается в обычных и в дифференциальных соотношениях на нем. Строится аналитическое (в расширенном смысле) решение задачи о проникновении скачка в сдвиговый слой. Вычислительным путем показано, что для возмущенного течения в сдвиговом слое возможно существование двух различных режимов: автомодельного и диффузионного.
Бесплатно
Высокочувствительный ЭПР-магнитометр для измерений геомагнитного поля Земли: новые решения
Статья научная
Разработана конструкция компактного высокочувствительного магнитометра для измерения геомагнитного поля Земли и его вариаций. В магнитометре применены новые технические решения, улучшающие его характеристики по сравнению с приборами предыдущего поколения. Приведено описание конструкции магнитометра, основных электронных блоков прибора, программного обеспечения. Приводятся результаты испытаний опытного экземпляра прибора, его основные характеристики.
Бесплатно
Вычисление положения искусственного спутника земли при ограничениях на ошибки измерений
Статья научная
Рассматривается применение метода наименьших квадратов и минимаксного метода для определения положения объекта околоземного пространства при известных ограничениях на ошибки измерений. Исследованы вычислительные схем, используемые для оценки значений траекторий космического объекта при различных условиях, налагаемых на ошибки измерений. Определены характеристики точности данных алгоритмов при различных распределениях ошибок измерений. Приводятся результаты численных расчетов, полученные на модельных примерах.
Бесплатно
Статья научная
Выявление однородных партий электрорадиоизделий, применяемых в узлах космической электроники, является одной из важных задач на пути повышения качества этих узлов и, как следствие, срока активного существования и надежности космической техники. Повышение качества достигается как за счет более согласованной работы радиоэлементов с идентичными характеристиками, так и за счет повышения качества и достоверности результатов разрушающих тестовых испытаний, для которых появляется возможность гарантированно отбирать элементы из каждой производственной партии. В настоящей статье задача выделения однородных производственных партий изделий по данным тестовых испытаний решена в виде задачи разделения смеси сферических гауссовых распределений с применением EM-алгоритма с жадной агломеративной эвристикой. EM-алгоритм (алгоритм максимизациии математического ожидания), являясь эффективным средством разделения смеси распределений, в случае многомерных гауссовых распределений в пространстве очень высокой размерности оказывается практически неработоспособным: при большом объеме данных требуются слишком громоздкие вычисления для перестроения ковариационных матриц на каждой итерации, при малом объеме данных работа алгоритма приводит к выявлению ложных корреляций. Смешанная (сборная) партия электрорадиоизделий космического применения, представленная многомерным набором данных проведенных над ней неразрушающих тестовых испытаний, рассматривается как смесь сферических гауссовых распределений. Показано, что данная модель в совокупности с новыми разработанными алгоритмами позволяет эффективно выделять однородные партии изделий, может быть применена для разделения достаточно больших сборных партий (тысячи единиц), представленных массивом данных большой размерности (до сотен измерений), и позволяет достичь большей точности и стабильности результата в сравнении с многократным использованием EM-алгоритма в режиме случайного мультистарта.
Бесплатно
Газодинамическая модель внутреннего строения Земли
Статья научная
Предложена компьютерная модель, позволяющая рассмотреть геодинамические процессы расширения, сжатия, разогревания и охлаждения Земли. Динамика геосфер исследуется в рамках модели вязкого теплопроводного сжимаемого газа, когда плотность и вязкость среды меняются во времени и пространстве. Предложенная модель позволяет рассмотреть не только кору и мантию Земли, но ее полную внутреннюю структуру, включая ядро.
Бесплатно
Генерация ассоциативного поля лексически связанных терминологических компонентов
Статья обзорная
Рассматривается модификация адаптивно-обучающего алгоритма, которая позволяет применять методику обучения на основе лексически связанных компонентов, учитывает неоднородность скоростей забывания и способствует целостности восприятия базисных компонентов информационно-терминологического обеспечения.
Бесплатно
Генерация и накопление вакансий в кристалле, выращиваемом из расплава
Статья научная
Предложена модель образования вакансий в кристалле, выращиваемом из расплава, в результате его неплотной упаковки при кристаллизации. Рассчитана зависимость концентрации вакансий от скорости вытягивания слитка из расплава v, градиента температур на фронте кристаллизации G и параметров диффузионно-дрейфового переноса вакансий в горячей зоне кристалла. Показано, что вакансионный рост кристалла происхо- дит, если параметр Воронкова Е = ^ > Е., где Е. = ^ b'b, здесь ч\ = -^-, N0 и № - термодинамические g ■ ' 1-т, 2n 0равновесные концентрации атомов в расплаве и кристалле соответственно, еь - энергия кристаллизации атомов, Dls - коэффициент диффузии на границе «расплав-кристалл». Предложенная модель позволяет провести оценки режимов роста слитка из расплава.
Бесплатно
Генерация частично бент-функций
Статья научная
Для булевых функций в криптографии важны следующие характеристики: сбалансированность, нелинейность, критерий распространения, корреляционная иммунность, степень и отсутствие ненулевых линейных структур. Частично бент-функции - это класс булевых функций, которые представляют интерес, поскольку могут обладать ценными криптографическими свойствами. Предлагаются два алгоритма генерации частично бент-функций. Эти алгоритмы были реализованы и исследованы; второй из них позволяет улучшать криптографические свойства генерируемых функций.
Бесплатно
