RU2752525C1 - Способ исправления ошибок в сообщениях подвижных средств радиационной разведки на пункт сбора и обработки данных - Google Patents

Способ исправления ошибок в сообщениях подвижных средств радиационной разведки на пункт сбора и обработки данных Download PDF

Info

Publication number
RU2752525C1
RU2752525C1 RU2020136489A RU2020136489A RU2752525C1 RU 2752525 C1 RU2752525 C1 RU 2752525C1 RU 2020136489 A RU2020136489 A RU 2020136489A RU 2020136489 A RU2020136489 A RU 2020136489A RU 2752525 C1 RU2752525 C1 RU 2752525C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
errors
messages
message
error
data
Prior art date
Application number
RU2020136489A
Other languages
English (en)
Inventor
Роман Николаевич Садовников
Валерий Александрович Иноземцев
Алексей Владимирович Грачев
Светлана Викторовна Садовникова
Ксения Сергеевна Абаева
Иван Юрьевич Кулагин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2020136489A priority Critical patent/RU2752525C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2752525C1 publication Critical patent/RU2752525C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/13—Linear codes
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
    • H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области повышения помехоустойчивости передачи данных с использованием цифровых систем связи. Технический результат заключается в обеспечении возможности исправления ошибок в сообщениях подвижных средств радиационной разведки, передаваемых с помощью кода, позволяющего только обнаруживать ошибки. Такой результат достигается тем, что методом последовательного перебора двоичных знаков исходной кодовой комбинации с ошибками получают множество кодовых комбинаций, имеющих правильную структуру. Построенные комбинации с правильной структурой расшифровывают. Полученные данные соотносят с данными, полученными из сообщений, не содержащих ошибок и поступивших на пункт сбора и обработки информации до и после анализируемого сообщения с ошибками. Если координаты точки измерения, время измерения и величина мощности дозы, полученные при расшифровке какой-либо кодовой комбинации из построенного множества, попадают в интервалы значений, установленных по данным из сообщений без ошибок, то эти значения считаются правильными. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области повышения помехоустойчивости передачи данных с использованием цифровых систем связи, а именно, обеспечения исправления ошибок в сообщениях с результатами радиационной разведки (РР) местности, передаваемых в информационно-измерительной системе контроля и выявления радиационной обстановки.
В результате крупномасштабной аварии на объекте атомной энергетики в атмосферу выбрасывается радиоактивный аэрозоль, формирующий облако, которое затем перемещается по направлению среднего ветра. В результате выпадения из движущегося облака на поверхность земли радиоактивного аэрозоля образуется радиоактивный след. Площадь следа может иметь величину до нескольких сотен и даже тысяч квадратных километров.
Для оперативного и всестороннего выявления параметров радиоактивного заражения может быть одновременно задействовано несколько десятков подвижных средств разведки. Каждое из этих средств будет передавать сообщения по телекодовому каналу связи на пункт сбора и обработки данных (ПСОД). Возможная схема перемещения подвижных средств РР представлена на фигуре 1.
Однако сбор данных разведки представляет определенные трудности. Это связано с тем, что для повышения надежности канала связи на подвижных средствах разведки используются, как правило, радиостанции, работающие в диапазоне коротких волн, позволяющем передавать данные со скоростью 1200 бит/с [1]. Отсюда следует, что при одновременной работе достаточно большого количества подвижных средств РР, на входе ПСОД будет скапливаться возрастающая очередь из непереданных сообщений. При этом если используемая аппаратура передачи данных обладает ограниченной буферной памятью для хранения непереданных сообщений, то часть информации будет безвозвратно утеряна, что отразится на правомерности последующих выводов о характере сложившейся обстановки и необходимых действиях по защите населения [2].
Дополнительная сложность возникает, если канал связи в период ведения РР характеризуется достаточно высоким уровнем помех, обуславливающим появление в значительной части принимаемых сообщений ошибок. Это связано с тем, что для передачи данных используются, как правило, коды, позволяющие обнаруживать ошибки. При этом если выявлено наличие ошибок в принятом сообщении, то должна быть осуществлена повторная передача этого же сообщения, до тех пор, пока не будет принята правильная кодовая последовательность. Такая организация канала связи обуславливает его дополнительную загруженность при появлении высокого уровня помех, и, как было указано, влечет в конечном итоге снижение качества выявления и оценки радиационной обстановки.
Известны способы, заключающиеся в использовании кодов, позволяющих не только обнаруживать, но и исправлять ошибки. Однако такой подход требует увеличения объема передаваемой кодовой комбинации, так как реализация возможности исправления ошибок требует увеличения количества проверочных символов [3]. Следовательно, применение более совершенного кода также обуславливает увеличение нагрузки на канал связи. Кроме того, принципиальной является необходимость разработки новых типов аппаратуры и замены образцов, применяемых в настоящее время на подвижных средствах PP.
Задача изобретения - создание способа, позволяющего осуществлять исправление ошибок в сообщениях подвижных средств радиационной разведки, полученных на пункте сбора и обработки данных, при условии возможной минимизации длины кодовой последовательности, передаваемой по каналу связи.
В том случае если в полученном сообщении обнаружена ошибка, то наиболее простой формальный путь для исправления искаженной кодовой комбинации заключается в последовательной замене двоичных знаков на противоположные и проведении проверочной процедуры на наличие ошибок. Например, если используется циклический код для получения передаваемой кодовой комбинации F, то передаваемое сообщение представляется в виде последовательности двоичных знаков Q, которая умножается на образующий полином K
Figure 00000001
После получения комбинации F' она делится на образующий полином K и если деление выполняется без остатка, то получаемая последовательность Q' считается не содержащей ошибок и соответствующей исходному информационному сообщению Q [4].
Очевидным недостатком такого подхода является то, что может быть получено множество решений {Q}, из которых верным может быть только единственное.
Предлагаемое решение задачи заключается в использовании в процессе исправления ошибок дополнительной информации, не связанной непосредственно со структурой используемого кода, а характеризующей особенности содержания передаваемых данных.
Если выбрать систему координат с центром в эпицентре выброса и осью ОХ, направленной по вектору среднего ветра, то поле мощностей доз гамма-излучения на таком следе радиоактивного облака будет описываться функцией, имеющей следующий общий вид [5]
Figure 00000002
где х, у - координаты точки определения мощности дозы гамма-излучения;
t - время, на которое определяется величина мощности дозы гамма-излучения;
f(x) - функция изменения мощности дозы гамма-излучения вдоль оси радиоактивного следа облака выброса;
g(t) - функция изменения мощности дозы гамма-излучения с течением времени;
σ2(x) - дисперсия распределения значений мощности дозы в сечении радиоактивного следа облака выброса.
При ведении разведки подвижные средства РР перемещаются по маршрутам, пересекающим след. Через определенные интервалы времени с использованием бортового измерителя мощности дозы (ИМД) проводятся измерения мощности дозы. После проведения измерения i-м подвижным средством РР в очередной j-й точке маршрута составляется сообщение, содержащее: время проведения измерения tij; координаты (xij,yij) точки, в которой проводилось измерение; измеренную величину МД Pij. Сообщение (i,tij,xij,yij,Pij) кодируется с использованием помехоустойчивого кода и передается по радиоканалу на пункт сбора и обработки данных.
Особенностью передаваемых одним подвижным средством РР данных является то, что значения моментов времени измерения и координат точек измерения будут плавно изменяться. Значения мощности дозы гамма-излучения будут также плавно изменяться в соответствии с законом (2).
В этой связи в сообщении, принятом с ошибками, будет содержаться величины, которые с большой вероятностью будут содержаться в интервалах, задаваемых предыдущим и последующим сообщениями:
Figure 00000003
где (i,tij,xij,yij,Pij) - содержание j-го сообщения i-го подвижного средства РР, переданное с ошибками;
(i,ti(j-1),xi(j-1),yi(j-1),Pi(j-1)) - содержание (j-1)-го и (j+1)-го сообщений
(i,ti(j+1),xi(j+1),yi(j+1),Pi(j+1)) i-го подвижного средства РР, переданных без ошибок.
Возможны нарушения условия (3), связанные с реализацией следующих факторов.
На любом маршруте разведки, пересекающем радиоактивный след, будет наблюдаться нарастание, а затем уменьшение значений мощности дозы. В точке, лежащей на оси следа, будет наблюдаться максимальное значение мощности дозы гамма-излучения. Если в этой точке проведено измерение, составлено сообщение, которое получено с ошибкой, то исправление этой ошибки с применением условия (3) будет невозможно, так как
Figure 00000004
где Pij - мощность дозы, измеренная в точке, лежащей одновременно на маршруте разведки и на оси радиоактивного следа.
Другая ситуация, когда условие (3) неприменимо, связана с проведением измерений с большими погрешностями:
Figure 00000005
где Pij, Pi(i-1), Pi(j+1) - измеренные в точках значения мощности дозы;
P0ij, P0i(i-1), P0i(j+1) - действительные значения мощности дозы гамма-излучения в точках измерения;
δij, -δi(i-1), -δi(j+1) - конкретные реализации погрешности измерения мощности дозы гамма-излучения.
Кроме того, возможны ситуации, когда получено подряд два или более сообщений, содержащих ошибки.
Для учета указанных частных случаев изложенный подход исправления ошибок следует расширить. Необходимо использовать большее количество результатов измерений, содержащихся в сообщениях, полученных без ошибок. В предельном случае следует использовать все правильные сообщения, полученные при ведении разведки на отрезке маршрута, пересекающем радиоактивный след. На основании таких данных возможно аппроксимировать по методу наименьших квадратов зависимость Pan(s) величины мощности дозы от протяженности пройденного пути s. Аппроксимацию необходимо проводить на основе совокупности данных (sij,Pij). Величины sij следует рассчитывать на основе известных координат точек измерения
Figure 00000006
Если теперь в кодовой комбинации (i,tij,xij,yij,Pij) обнаружена ошибка, то проводить анализ функции Pan(s) на интервале [si(j-1),si(j+1)]. В результате устанавливаются Pmin и Pmax - минимальное и максимальное значения мощности дозы гамма-излучения на интервале [si(j-1),si(j+1)]. Условие (3) принимает вид:
Figure 00000007
В случае если погрешность измерения мощности дозы гамма-излучения и погрешность аппроксимации имеют значительную величину, то границы возможного интервала значений мощности дозы в j-ой точке i-ого маршрута определяют следующим образом:
Figure 00000008
где δап - наибольшая погрешность аппроксимации зависимости мощности дозы гамма-излучения от протяженности пройденного пути по маршруту;
δР - предельная погрешность измерения мощности дозы гамма-излучения.
Приведем пример использования предлагаемого способа.
Для оценки возможности практической реализации предлагаемого способа была разработана программа, интерфейс которой представлен на фигуре 2.
Рассматривался упрощенный вариант, когда измерения производятся по предварительно заданным контрольным точка, а передаются только результаты измерения мощности дозы гамма-излучения. Двоичная комбинация F, содержащая информацию имеет длину 15 знаков. Помехоустойчивое кодирование осуществляется с использованием кода Боуза-Чоудхури-Хоквингема. В качестве образующего полинома K был выбран х3+х+1. Передаваемая комбинация Q соответственно имела длину 18 знаков. Наличие ошибок в принятой комбинации проверялось путем ее деления на образующий полином К и определения наличия остатка от деления.
Моделирование значений мощности дозы гамма-излучения на маршруте разведки следа радиоактивного облака аварийного выброса выполнялось с использованием функции вида (2)
Figure 00000009
Предполагалось, что в выбросе представлены в основном долгоживущие радиоактивные изотопы, в связи с чем, изменение значений мощности дозы в течение разведки, имеющей длительность не более нескольких часов, не учитывалось.
Полученные в результате моделирования значения Р умножались на коэффициент (1+δ), где δ - случайная реализация погрешности измерения мощности дозы из заданного предельной величиной погрешности δр интервала значений [-δр, δр].
Моделирование передачи данных осуществлялось при условии, что вероятность искажения информационного бита в канале связи равно 0,01.
Из представленных на фигуре 2 данных видно, что при моделировании передачи данных в 8-ой передаваемой кодовой комбинации, содержащей результат измерения равный 166 Р/ч, была обнаружена ошибка.
После проведения процедуры последовательного изменения каждого знака комбинации 000000010011001010 и проверки путем деления на образующий полином было выбрано следующее множество комбинаций, формально не содержащих ошибок
Figure 00000010
После восстановления содержания сообщений было установлено, что первое содержит величину 470, а второе 166. Далее было проведено сравнение полученных значений с результатами, полученными в предыдущем (105 Р/ч) и последующем (190 Р/ч) сообщениях
Figure 00000011
Указанному условию удовлетворяет только второе из возможных значений, следовательно следует принять, что правильное содержание сообщение равно 166 Р/ч.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кузнецов А.В., Негодаева А.С. Средства и комплексы радиосвязи: учебное пособие / Новочеркасский военный институт связи. - Новочеркасск, 2002. - 153 с.
2. Боговик А.В., Игнатов В.В. Эффективность систем военной связи методы ее оценки. - СПб: Военная академия связи, 2006. - 177 с.
3. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки. Пер. с англ. под ред. Р.Л. Добрушина, С.И. Самойленко - М.: «Мир», 1976. - 594 с.
4. Кузьмин И.В., Кедрус В.А. Основы теории информации и кодирования. - Киев: Изд. объед. «Вища школа», 1977. - 280 с.
5. Метеорология и атомная энергия. Под ред. Д.X. Слейда. Пер. с англ. под ред. Н.Л. Бызовой, К.П. Махонько. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1971. - 456 с.

Claims (1)

  1. Способ исправления ошибок в сообщениях подвижных средств радиационной разведки на пункт сбора и обработки данных, заключающийся в том, что передача по каналу связи с помехами сообщений, содержащих координаты точек измерения, время измерения и измеренные значения мощности дозы гамма-излучения, осуществляется в виде двоичных комбинаций, составленных с использованием помехоустойчивого кода, при обнаружении в полученном сообщении ошибок осуществляется их исправление, отличающийся тем, что используемый помехоустойчивый код позволяет только обнаруживать ошибки, после обнаружения ошибки в очередном полученном сообщении выбираются сообщения без ошибок, полученные на пункте сбора и обработки данных от того же подвижного средства радиационной разведки до и после сообщения с ошибками, на основании содержащихся в них сведений определяется интервал возможных значений координат точки измерения, времени измерения и мощности дозы гамма-излучения, содержащихся в сообщении с ошибками, затем в сообщении с ошибками последовательно изменяются на противоположные знаки двоичной комбинации, количество изменяемых одновременно знаков в двоичной комбинации начинается от одного знака и последовательно увеличивается, после каждого изменения осуществляется проверка двоичной комбинации на наличие ошибок, при их отсутствии осуществляется раскодирование, если полученные значения координат точки измерения, времени измерения и мощности дозы попадают в установленные интервалы возможных значений, то ошибки считаются исправленными.
RU2020136489A 2020-11-03 2020-11-03 Способ исправления ошибок в сообщениях подвижных средств радиационной разведки на пункт сбора и обработки данных RU2752525C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020136489A RU2752525C1 (ru) 2020-11-03 2020-11-03 Способ исправления ошибок в сообщениях подвижных средств радиационной разведки на пункт сбора и обработки данных

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020136489A RU2752525C1 (ru) 2020-11-03 2020-11-03 Способ исправления ошибок в сообщениях подвижных средств радиационной разведки на пункт сбора и обработки данных

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2752525C1 true RU2752525C1 (ru) 2021-07-30

Family

ID=77226336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020136489A RU2752525C1 (ru) 2020-11-03 2020-11-03 Способ исправления ошибок в сообщениях подвижных средств радиационной разведки на пункт сбора и обработки данных

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2752525C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2163400C1 (ru) * 2000-07-31 2001-02-20 Демченко Олег Федорович Комбинированный универсальный способ исправления одиночных ошибок при передаче информации биимпульсным кодом манчестер ii
US20110222651A1 (en) * 2008-11-05 2011-09-15 Hitachi Medical Corporation Phase shift inverter, x-ray high-voltage device using same, x-ray ct device, and x-ray imaging device
JP2014209118A (ja) * 2013-03-27 2014-11-06 株式会社Ｉｔｉ開発 可搬型放射線測定装置
RU2604695C1 (ru) * 2015-10-06 2016-12-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации Способ оценки достоверности результатов измерения носимым измерителем мощности дозы на радиоактивно загрязненной местности в период формирования следа радиоактивного облака
RU2734450C2 (ru) * 2018-04-09 2020-10-16 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Способ декодирования помехоустойчивых кодов

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2163400C1 (ru) * 2000-07-31 2001-02-20 Демченко Олег Федорович Комбинированный универсальный способ исправления одиночных ошибок при передаче информации биимпульсным кодом манчестер ii
US20110222651A1 (en) * 2008-11-05 2011-09-15 Hitachi Medical Corporation Phase shift inverter, x-ray high-voltage device using same, x-ray ct device, and x-ray imaging device
JP2014209118A (ja) * 2013-03-27 2014-11-06 株式会社Ｉｔｉ開発 可搬型放射線測定装置
RU2604695C1 (ru) * 2015-10-06 2016-12-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации Способ оценки достоверности результатов измерения носимым измерителем мощности дозы на радиоактивно загрязненной местности в период формирования следа радиоактивного облака
RU2734450C2 (ru) * 2018-04-09 2020-10-16 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Способ декодирования помехоустойчивых кодов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3349126B1 (en) Method, device, storage medium, and apparatus for automatically discovering fuel station poi
US20220094710A1 (en) Detection of cyber attacks targeting avionics systems
CN108375363B (zh) 天线方位角偏转核查方法、装置、设备及介质
US10162042B1 (en) Methods and devices for coding position in V2X communications
US20110050490A1 (en) Positioning data receiver, error correcting device and error correcting method
CN104760607A (zh) 基于卫星定位的列车轨道占用检测方法和装置
RU2752525C1 (ru) Способ исправления ошибок в сообщениях подвижных средств радиационной разведки на пункт сбора и обработки данных
CN110034855A (zh) 一种信息传输校验方法及系统
CN104656113B (zh) 列车卫星定位差分数据处理方法及基站系统
RU2490804C1 (ru) Декодер с упорядоченной статистикой символов
Hemalatha Implementation of data mining techniques for weather report guidance for ships using global positioning system
Isroil et al. Increasing the Reliability of Full Text Documents Based on the Use of Mechanisms for Extraction of Statistical and Semantic Links of Elements
García et al. Sensory system for obstacle detection on high-speed lines
O’Driscoll et al. Mapping bit to symbol unpredictability with application to Galileo Open Service Navigation Message Authentication
CN114885293B (zh) 一种基于深度学习的信令轨迹恢复方法、系统及存储介质
US20160285475A1 (en) Method and apparatus for identification and compensation for inversion of input bit stream in ldpc decoding
CN112737733B (zh) 一种基于一维卷积神经网络的信道编码码型识别方法
CN104714226B (zh) 一种基于相位的动态规划检测前跟踪方法
CN104849733A (zh) 一种利用冗余法对导航电文误码进行纠错的方法
CN114337998A (zh) 基于星等的星地量子密钥分发的成码量估算方法及系统
CN103795512B (zh) 一种ads‑b位置消息的外推纠错方法
CN117390830B (zh) 一种无人飞行器跨平台制导仿真方法、系统及介质
RU2695495C1 (ru) Способ организации передачи данных от совокупности средств радиационного мониторинга окружающей среды в центр обработки информации
Barrett et al. Modeling of Universal Access Transceiver ADS-B Performance Capabilities in High-Density Airspace
CN114866187B (zh) 一种安防信息传输方法及系统