空中交通控制系统网络状态估计器安全性分析

发布时间：2018-10-24 18:04

【摘要】：线性状态估计器已被广泛应用于空中交通控制(ATC)系统监测和飞行器控制中。本文分析其在GPS欺骗、虚假数据注入和计算机病毒等网络攻击情况下的安全性。由于网络攻击很少发生,准确地对网络攻击进行建模几乎不可行。因此,分析所有可能的攻击情况,并在最坏的情况下分析状态估计器的安全性。最后进行仿真,结果显示:对于一类广泛应用的线性α-β估计器,提出的优化工具可识别所有可能的网络攻击中的隐蔽攻击,证明该方法的有效性。同时,方法也具有一般性,可适用于其他一些控制系统的安全性分析。
[Abstract]:Linear state estimators have been widely used in air traffic control (ATC) system monitoring and aircraft control. This paper analyzes its security in network attacks such as GPS spoofing, false data injection and computer viruses. Since network attacks rarely occur, it is almost impossible to model network attacks accurately. Therefore, all possible attacks are analyzed, and the security of the state estimator is analyzed in the worst-case scenario. Finally, the simulation results show that for a class of widely used linear 伪-尾 estimators, the proposed optimization tool can identify hidden attacks in all possible network attacks, which proves the effectiveness of the proposed method. At the same time, the method is also general and can be applied to the safety analysis of other control systems.
【作者单位】： 中南大学信息科学与工程学院;Qualcomm
【基金】：中南大学高层次人才科研启动基金资助项目(7601110214)
【分类号】：TP393.08

【参考文献】

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1 房建成,申功勋,高洪霞;民用导航型C/A码GPS接收机动态定位的强跟踪卡尔曼滤波研究[J];电子测量与仪器学报;1998年02期

2 郑小霞,钱锋;动态系统故障诊断技术的研究与发展[J];化工自动化及仪表;2005年04期

3 张萍,王桂增,周东华;动态系统的故障诊断方法[J];控制理论与应用;2000年02期

4 房建成,申功勋,万德钧;GPS动态定位中卡尔曼滤波模型的建立及其强跟踪算法研究[J];控制与决策;1997年06期

【共引文献】

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1 邓勤;若干个不同部件并联可修系统可用度的研究[J];阿坝师范高等专科学校学报;2005年03期

2 余丙荣;周明龙;李玲纯;;基于遗传算法的WANN的汽车发动机故障诊断分析[J];安徽工程大学学报;2011年01期

3 薛同站;王国明;;城市用水量动态预测的双线性模型[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年06期

4 陆鸣;李东亮;许自成;刘秀彩;许寒春;;卷烟烟气焦油量的ARMA预测模型研究[J];安徽农业科学;2008年14期

5 李振宣,姜慧妍,赵志刚;统计建模中的优化函数模型设计准则[J];鞍山师范学院学报;1997年04期

6 郝哲,王晓初,罗敖,刘斌;韩家岭隧道监测数据的时序分析方法[J];地下空间;2004年04期

7 康兴成;青藏高原地区近40年来气候变化的特征[J];冰川冻土;1996年S1期

8 金菊良,杨晓华,金保明,丁晶;门限回归模型在年径流预测中的应用[J];冰川冻土;2000年03期

9 李则杲,张明星;多维时间序列模型及其在经济领域中的应用[J];北方工业大学学报;1992年03期

10 肖燕彩;陈秀海;朱衡君;;改进的离散灰色模型及其应用[J];北京交通大学学报;2008年01期

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4 程宇;王武;崔福军;杨富文;;基于模型的故障诊断方法研究综述[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

5 谭琳;文成林;;一种基于多模式的故障检测方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

6 徐佳;李擎;;无人机捷联惯性组合的建模与滤波方法研究[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年

7 张明虎;全恩仲;张建军;陈少杰;王涌;;舰艇防化装备故障诊断系统研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年

8 陶建武;高玉宝;常文秀;;基于知识的故障诊断模型的建立及应用[A];第十届全国信号处理学术年会（CCSP-2001）论文集[C];2001年

9 马富明;陈元芳;林元润;;晋江流域年径流统计特性分析与预测[A];海峡西岸水环境治理理论与实践——福建省科协2005年学术年会分会场论文集[C];2005年

10 余宏明;朱明发;;滑坡位移观测数据序列的系统建模及隐含规律分析[A];第五届全国工程地质大会文集[C];1996年

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3 王小旭;非线性SPKF滤波算法研究及其在组合导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年

4 吕宁;基于数据驱动的故障诊断模型及算法研究[D];哈尔滨理工大学;2009年

5 周子冠;电网多数据源在线诊断方法研究[D];中国电力科学研究院;2010年

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7 刘江;基于鲁棒估计理论的列车组合定位方法研究[D];北京交通大学;2011年

8 岑朝辉;卫星姿态控制系统中的故障诊断研究[D];华中科技大学;2011年

9 袁帅;时滞切换系统H_∞故障估计问题研究[D];山东大学;2011年

10 张捷;网络控制系统的故障检测与诊断技术[D];南京理工大学;2010年

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1 蒲锰;非侵入式矿井提升机PLC电控系统实时故障诊断方法的研究[D];山东科技大学;2010年

2 宋清华;Delta算子描述的不确定时滞系统鲁棒容错控制[D];郑州大学;2010年

3 赵培君;奇异系统的故障诊断和最优容错控制[D];郑州大学;2010年

4 王允峰;船舶纵横摇和升沉运动预报方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

5 朱明;基于信息熵的导航传感器故障诊断技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

6 栾厚斌;综合舰桥系统信息集成处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

7 张显;时滞系统的故障诊断方法研究[D];中国海洋大学;2010年

8 姜丽;好望角型船舶运价指数预测[D];大连海事大学;2010年

9 吕新运;后金融危机时代巴拿马型散货船运输市场分析[D];大连海事大学;2010年

10 石宁;基于模糊专家系统的锅炉故障诊断方法的研究[D];沈阳理工大学;2010年

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3 王蓓蓓,郭基伟,谢敬东,唐国庆;基于模糊Petri网的知识表示方法在变压器故障诊断专家系统中的应用[J];电力系统及其自动化学报;2003年01期

4 房建成，，万德钧;GPS组合导航系统在车辆导航中的应用[J];东南大学学报;1996年03期

5 王国鹏,翟永杰,封官斌,王东风;模糊支持向量机在汽轮机故障诊断中的应用[J];华北电力大学学报;2003年04期

6 黄启明,钱宇,林伟璐,李秀喜;化工过程故障诊断研究进展[J];化工自动化及仪表;2000年03期

7 陈玉东,施颂椒,翁正新;动态系统的故障诊断方法综述[J];化工自动化及仪表;2001年03期

8 刘晓颖,桂卫华;复杂过程的集成智能故障诊断技术[J];化工自动化及仪表;2001年04期

9 周东华,王桂增;第五讲 故障诊断技术综述[J];化工自动化及仪表;1998年01期

10 崔伟东,周志华,李星;支持向量机研究[J];计算机工程与应用;2001年01期

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3 易骥;网络安全与防火墙[J];人民公安;1999年11期

4 胡娟;冲浪——小心触礁[J];家庭电子;2001年06期

5 阿星;;网络安全不容忽视[J];电脑采购周刊;2002年32期

6 张平安;计算机网络系统安全构筑[J];深圳信息职业技术学院学报;2003年01期

7 王琨月;;病毒续写惊怵——2003年网络安全不容忽视[J];每周电脑报;2003年07期

8 沈士根,汪承焱,谭召均;网络安全的基础——PKI[J];嘉兴学院学报;2004年03期

9 鲁智勇;李志勇;熊志昂;平殿发;;基于分布式体系结构的入侵检测系统[J];海军航空工程学院学报;2004年02期

10 徐卫滨;太原科技大学数字图书馆网络安全及解决方法[J];科技情报开发与经济;2005年04期

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本文编号：2292138