DE1961914C1 - Abfrage-Antwort-System fuer Sekundaerradargeraete mit Freund-Feind-Identifizierung - Google Patents
Abfrage-Antwort-System fuer Sekundaerradargeraete mit Freund-Feind-IdentifizierungInfo
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- G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
- G01S13/76—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
- G01S13/78—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted discriminating between different kinds of targets, e.g. IFF-radar, i.e. identification of friend or foe
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- G01S13/76—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Abfrage-Antwort-System
für Sekuridärradargeräte mit Freund-Feind-Identifizierung, bei dem zwischen einem Abfragegerät
und einem Antwortgerät die Verwendung eines bestimmten
Codes vereinbart ist und die vereinbarte Co- ίί
dierung enthaltende Antwortsignale in besonderer Weise für die Auswertung kenntlich gemächt sind.
Für die zivile Flugsicherung ist es bekannt (»Interavia«
19, 1964, Heft 5, Seiten 714-716), daß zwischen dem Flugleiter und einem Piloten vereinbart werden
kann, daß ein bestimmter Code von einem bestimmten Flugzeug verwendet wird. Würde man diese Maßnahme
auf das Gebiet der Freund-Feind-Identifizierung analog anwenden, so würde zwischen dem Abfragegerät und
' dem Antwortgerät die Verwendung eines bestimmten Codes vereinbart, der z. B. während der genannten Dauer
eines Einsatzes gelten würde. Dies hätte zur Folge, daß von einer gegnerischen Beöbachtungsstation dieser
Code abgehört und zu Täuschungs- oder Nachahmungszwecken
wieder ausgesandt werden kann, ohne daß das Abfragegerät richtige und falsche AntWortsignale
voneinander unterscheiden könnte.
Es ist bekannt (FR-PS 14 07 415), zur Verwirklichung
gezielter Abfragen (und damit einer geringeren Zahl
von Antwortsignalen) eine Adressierung der Abfragesignale in der Art vorzunehmen, daß nur Flugzeuge inner- ä
halb einer bestimmten.: Höhenschicht angesprochen "
werden, während die übrigen in anderen Höhenschichten
sich befindenden Flugzeuge nicht antworten. Wenn nun bei einer derartigen Abfrage eine Antwort eingeht,
so wird unterstellt, daß sie von einem Flugzeug aus der
jeweiligen Höhenschicht kommt. Dies bedeutet, daß für
einen Gegner ohne weiteres die Möglichkeit besteht, nachgeahmte Antwortsignale zu irgendeiner Zeit auszusenden
und dadurch ein Flugzeug in einer bestimmten
Höhenschicht vorzutäuschen. ■
Bei verschlüsselter Freund-Feind-Kennung auf der Basis von Sekundärradar soll verhindert werden, daß
sich ein feindliches Objekt als freundliches ausgeben kann. Durch taktgesteuerten Codewechsel und andere
Sicherheitsmaßnahmen hat ein Feind keine Gelegenheit, mit ausreichender Wahrscheinlichkeit richtige Codes
zeitrichtig selbst zu erzeugen. Zur Simulation einer Freundkennung ist er darauf angewiesen, die Antworten
von Freunden ständig abzuhören, um stets die im Augenblick gültige Kennung zu besitzen. Besteht für ein
feindliches Objekt die Möglichkeit, abgehörte und kurzzeitig
gespeicherte Antworten auf Abfrage hin auszusenden, solange diese noch gültig sind, so kann ein »ech-
ter« Freund insbesondere dann nicht von einem »nachgeahmten«
Freund unterschieden werden, wenn das gegnerische Objekt von der jeweiligen Abfrage später
erreicht wird, als ein in der Umgebung befindliches freundliches Objekt, das auf eben diese Abfragen bereits
vorher antwortet und damit die Wiederholung der gültigen Antwort zur sicheren Täuschung auszunutzen
gestattet. Um trotzdem eine Unterscheidung »echter« und »nachgeahmter« Freunde zu erzielen und um andere
unerwünschte Störmöglichkeiten auszuschließen, müssen besondere Maßnahmen ergriffen werden.
Die Erfindung löst das Problem der sicheren Unterscheidung echter und nachgeahmter Antworten dadurch,
daß zum Schutz gegen Nachahmungsstörungen dem Antwortsignal Zusatzinformationen hinzugefügt
werden, deren jeweils gültiger Inhalt sowohl im Abfrage- als auch im Antwortgerät unabhängig vom jeweiligen
Abfrage-Antwort-System aus Navigationsdaten des Antwortgerätes oder aus einem vom Abfragesystem
getrennten Kanal bekannt ist, und daß nur Antwortsignale als von Freund-Antwortgeräten kommend
identifiziert werden, deren Zusatzinformationen diesen vorgenannten ganz speziellen und praktisch nur für das
jeweilige Antwortgerät gültigen, individuellen, im Abfragegerät bereits bekannten Inhalt haben.
Da dem Gegner nicht bekannt ist, welche der möglichen Arten von Zusatzinformationen überhaupt benutzt
werden, bzw. (im Abhörfall) was die Zusatzinformation überhaupt bedeutet, ist die Nachahmung von
Antworten schon dadurch stark erschwert Sollte der Gegner auf die Idee verfallen, irgendeine »Zusatzinformation«
zur Nachahmung zu benutzen, so erkennt das Abfragegerät sofort, daß für diese »Zusatzinformation«
keine mit dem jeweiligen Antwortgerät zu korrelierende Information aus einem anderen, vom Sekundärradar
unabhängigen Übertragungsweg vorliegt. Damit kann auch diese Antwort als Nachahmungsstörung erkannt
werden. Da sich die Navigationsdaten oder die Daten
anderer Übertragungskanäle laufend ändern, verlieren die Zusatzinformationen auch sehr schnell ihre Gültigkeit,
und Nachahmungen sind auch an der Verwendung überholter Zusatzinformationen sofort zu erkennen.
Eine andere Lösung des genannten Problems besteht darin, daß bereits bei der Aussendung des Abfragesignals
diesem Zusatzinformationen hinzugefügt sind, die in an sich bekannter Weise in dieser Form nur einen auf
ein bestimmtes Antwortgerät sich beziehenden Inhalt haben, der sowohl im Abfrage- als auch im Antwortgerät
unabhängig vom jeweiligen Abfrage-Antwort-System aus Navigationsdaten des Antwortgerätes oder
aus einem vom Abfragesystem getrennten Kanal bekannt ist, daß in an sich bekannter Weise nur dasjenige
Antwortgerät ein Signal abgibt, welches die Zusatzinformationen als für sich zutreffend erkennt, und daß nur
dann die ebenfalls mit Zusatzinformationen versehenen Antwortsignale als Antworten von einem Freund-Antwortgerät
gewertet werden, wenn diese Zusatzinformationen den für das jeweilige Ziel charakteristischen, im
Abfragegerät bereits bekannten, individuellen Inhalt haben. Diese Maßnahme ist darüber hinaus sehr geeignet,
dem Gegner die Möglichkeit zu nehmen, mit abgehörten und als gültig erkannten Abfragen aus allen Freunden
Antworten »herauszulocken«. Der Gegner verliert damit die Gelegenheit, die Antwortgeräte zur umfassenden
»Feindkennung« auszunutzen, da selbst auf eine abgehörte und daraufhin sehr schnell wieder ausgesandte
Abfrage höchstens das eine Objekt mit den in der kurzzeitig gültigen Abfrage enthaltenen Zusatzdaten
antwortet.
Als unabhängige Zusätzinformationen kommen sowohl Navigationsdaten, wie z.B. Bewegungsrichtung,
Geschwindigkeit und Ortskoordinaten, als auch auf getrennten,
gesicherten Wegen erhaltene Informationen in Frage (integrierte Systeme, Daten- und Sprachkanalübertragung).
Im Rahmen einer Sprach- oder Datenkanalübertragung können Zusatzinformationen eingefügt
werden, von denen der Gegner nicht erkennen kann, daß sie überhaupt mit dem Abfrage-Antwort-System in
Verbindung stehen. Diese Kanäle werden deshalb nicht abgehört bzw. mit Sekundärradar in Verbindung gebracht.
Darüber hinaus können die speziell benutzten Informationsteile nicht erkannt werden.
Es kann zweckmäßig sein, systemmäßig festzulegen, daß bestimmte Zusatzinformationen erst nach einer bestimmten Zeit Gültigkeit erhalten sollen, so daß diese Zusatzinformationen für den Gegner noch schwerer erfaßbarer werden. Die zusätzliche Information soll für jedes Objekt möglichst individuellen Charakter annehmen. Die Wahrscheinlichkeit, daß mehrere Objekte die gleiche Zusatzinformation besitzen, ist dann gering. Es ist günstig, wenn möglichst viele der zur Verfügung stehenden Daten herangezogen werden, weil ja die Wahrscheinlichkeit gering ist, daß zwei Objekte gleichzeitig z. B. gleiche Geschwindigkeit und gleiche Flugrichtung und gleiche Flughöhe aufweisen. Navigationsdaten können an Bord des befragten Objektes mit verschiedenen Hilfsmitteln bestimmt werden (z. B. Bordradar, Doppler-Sensören). Die abfragenden Stationen können sich die Daten zweckmäßig mit Hilfe gesonderter Primär-Radar-Messungen oder über gesonderte Datenkanäle verschaffen.
Es kann zweckmäßig sein, systemmäßig festzulegen, daß bestimmte Zusatzinformationen erst nach einer bestimmten Zeit Gültigkeit erhalten sollen, so daß diese Zusatzinformationen für den Gegner noch schwerer erfaßbarer werden. Die zusätzliche Information soll für jedes Objekt möglichst individuellen Charakter annehmen. Die Wahrscheinlichkeit, daß mehrere Objekte die gleiche Zusatzinformation besitzen, ist dann gering. Es ist günstig, wenn möglichst viele der zur Verfügung stehenden Daten herangezogen werden, weil ja die Wahrscheinlichkeit gering ist, daß zwei Objekte gleichzeitig z. B. gleiche Geschwindigkeit und gleiche Flugrichtung und gleiche Flughöhe aufweisen. Navigationsdaten können an Bord des befragten Objektes mit verschiedenen Hilfsmitteln bestimmt werden (z. B. Bordradar, Doppler-Sensören). Die abfragenden Stationen können sich die Daten zweckmäßig mit Hilfe gesonderter Primär-Radar-Messungen oder über gesonderte Datenkanäle verschaffen.
Wenn die Abfragestation feststellt, daß die für ein Objekt aus eigenen Messungen erhaltenen Daten mit
denen übereinstimmen, die aus der empfangenen Kennung entnommen werden, dann gilt es als sicher, daß das
befragte Objekt ein Freund ist.
Wichtig ist, daß ein Feind keine Gelegenheit erhält,
die eigentliche, von der taktgesteuerten Codierung bestimmte Kennung vom zusätzlichen Individualcode zu
trennen; er könnte sonst bei Kenntnis des Systems abgehörte Antworten so ändern, daß der individuelle Zusatz
z. B. seinen echten Nayigationsdaten entspricht. Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, gleichzeitig eine
größere Menge von Antworten vorzubereiten.. Durch die Zusatzinformation wird dann eine bestimmte
Antwort aus der eben gültigen ausgewählt. Man kann auch so vorgehen, daß zu einem Zeitpunkt nur ein bestimmter
Code gilt, der in einem von der Zusatzinformation beeinflußten »Mischer« nicht umkehrbar eindeutig
abgewandelt wird.
Eine Umkehrung dieses Systems entsteht, wenn die abfragenden Stationen gemessene Primärradar-Daten
in die Abfragecodierung einbeziehen. Es antworten dann nur die Transponder von Objekten, deren ständig
selbst ermittelte Navigationsdaten (z. B. Geschwindigkeit und Richtung) ausreichend genau mit den in der
Abfrage enthaltenen Werten übereinstimmen. Dieses »umgekehrte« Verfahren bietet die Möglichkeit, bei
mehreren Objekten, die sich alle in derselben Richtung — bezogen auf die abfragende Antenne — befinden, nur
bestimmte Objekte zur Antwort aufzufordern, wodurch eine »Defruiter«-Wirkung erzielt und die »Feindkennung«
zugunsten des Gegners vermieden wird.
Damit die unvermeidlichen Meßfehler bei Ermittlung der Zusatzdaten und die zwangsläufig sich ergebenden
Digitalisierungsfehler nicht schaden, muß für den Da-
tenvergleich ein relativ breiter Toleranzbereich (Annahme-Tor)
eingeführt werden. Da die Ermittlung der
individuellen Zusatzinformation mit Meßfehlern behaftet sein kann, muß das »Annahme-Tor« so »breit« gemacht werden, daß kalkulierbare Normabweichungen
im freundlichen System noch kein Feindsignal erzeugen.
Das Verfahren kann vor allem bei der Flugzeug- oder
Schiffskennung mit Vorteil angewandt werden.
individuellen Zusatzinformation mit Meßfehlern behaftet sein kann, muß das »Annahme-Tor« so »breit« gemacht werden, daß kalkulierbare Normabweichungen
im freundlichen System noch kein Feindsignal erzeugen.
Das Verfahren kann vor allem bei der Flugzeug- oder
Schiffskennung mit Vorteil angewandt werden.
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Claims (9)
1. Abfrage-Antwort-System für Sekundärradargeräte mit Freund-Feind-Identifizierung, bei dem zwischen
einem Abfragegerät und einem Antwortgerät die Verwendung eines bestimmten Codes vereinbart
ist und die vereinbarte Codierung enthaltende Antwortsignale in besonderer Weise für die Auswertung
kenntlich gemacht sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz gegen Nachahmungsstörungen dem Antwortsignal Zusatzinformationen
hinzugefügt werden, deren jeweils gültiger Inhalt sowohl im Abfrage- als auch im Antwortgerät unabhängig
vom jeweiligen Abfrage-Antwort-System aus Navigationsdaten des Antwortgerätes oder aus
einem vom Abfragesystem getrennten Kanal bekannt ist, und daß nur Antwortsignale als von
Freund-Antwortgeräten kommend identifiziert werden, deren Zusatzinformationen diesen vorgenannten
ganz speziellen und praktisch nur für das jeweilige Antwortgerät gültigen, individuellen, im Abfragegerät
bereits bekannten Inhalt haben.
2. Abfrage-Antwort-System für Sekundärradargeräte
mit Freund-Feind-Identifizierung, bei dem zwischen einem Abfragegerät und einem Antwortgerät
die Verwendung eines bestimmten Codes vereinbart ist und die vereinbarte Codierung enthaltende Antwortsignale in besonderer Weise für die Auswertung
kenntlich gemacht sind, dadurch gekennzeichnet, daß bereits bei der Aussendung des Abfragesignals
diesem Zusatzinformationen hinzugefügt sind, die in an sich bekannter Weise in dieser Form nur einen
auf ein bestimmtes Antwortgerät sich beziehenden Inhalt haben, der sowohl im Abfrage- als auch im
Antwortgerät unabhängig vom jeweiligen Abfrage-Antwort-System aus Navigationsdaten des Antwortgerätes
oder aus einem vom Abfragesystem getrennten Kanal bekannt ist, daß in an sich bekannter
Weise nur dasjenige Antwortgerät ein Signal abgibt, welches die Zusatzinformationen als für sich zutreffend
erkennt, und daß nur dann die ebenfalls mit Zusatzinformationen versehenen Antwortsignale als
Antworten von einem Freund-Antwortgerät gewertet werden, wenn diese Zusatzinformationen den für
das jeweilige Ziel charakteristischen, im Abfragegerät bereits bekannten, individuellen Inhalt haben.
3. Abfrage-Antwort-System nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß möglichst viele Navigationsdaten, vorzugsweise Geschwindigkeit,
Bewegungsrichtung und Höhe, des Antwortgerätes
als Zusatzinformationen hinzugefügt sind.
4. Abfrage-Antwort-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zusatzinformationen über einen Datenoder Sprachkanal dem Antwortgerät oder dem Abfragegerät
zugeführt sind.
5. Abfrage-Antwort-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch· gekennzeichnet,
daß die Zusatzinformationen entsprechend einer festgelegten Vereinbarung erst eine bestimmte Zeit
nach ihrem Auftreten Gültigkeit erhalten und in die Antwort bzw. Abfrage übernommen werden.
6. Abfrage-Antwort-System nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abfragegerät die Zusatzinformationen
durch ein Primärradargerät gewonnen sind.
7. Abfrage-Antwort-System nach einem der vor-
hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzinformationen mit etwa gleicher Genauigkeit
sowohl im Abfrage- als auch im Antwortgerät zur Verfügung stehen.
8. Abfrage-Antwort-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß entsprechend den auftretenden Toleranzbereichen für richtige Antworten ein Annahme-Tor vorgesehen
ist.
9. Abfrage-Antwort-System nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Antwortgerät eine größere Menge von Antworten vorbereitet ist, aus denen in Abhängigkeit
von den Zusatzinförmationen eine bestimmte ausgewählt ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1961914A DE1961914C1 (de) | 1969-12-10 | 1969-12-10 | Abfrage-Antwort-System fuer Sekundaerradargeraete mit Freund-Feind-Identifizierung |
GB45414/70A GB1605008A (en) | 1969-12-10 | 1970-09-23 | Secondary radar systems |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=5753466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1961914A Expired DE1961914C1 (de) | 1969-12-10 | 1969-12-10 | Abfrage-Antwort-System fuer Sekundaerradargeraete mit Freund-Feind-Identifizierung |
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