我们提出了一种网络安全概况方法,用于定义和执行针对空间系统空间段的威胁风险评估。所描述的网络安全概况方法充分利用了航空航天公司 (Aerospace) 的空间攻击研究和战术分析 (SPARTA) 框架内公开发布的内容,以展示定制国家安全系统委员会指令 (CNSSI) No. 1253 空间平台覆盖的理由。这种以威胁为中心的分析创建了对空间平台覆盖的独特定制,并有助于提供名义上的最大控制基线,系统安全工程可以根据该基线在签订合同之前更有效地定义网络安全要求。我们还提出了基于 SPARTA 名义风险评分的国家安全系统名义上最小控制基线。如果空间段收购没有控制定制的常驻专业知识,这种最小基线方法将有所帮助。基线中引用的所有控制在 SPARTA 网站上都有示例收购要求,以帮助创建合同、指导开发和为控制实施的准确评估提供信息。
在小型卫星通信系统中,软件定义无线电 (SDR) 已用于提高空间段和地面站实施中的系统灵活性。本文提出了一种用于空间段的 SDR 实施,以优化为低地球轨道 (LEO) 环境观测卫星 (Ten-Koh) 设计的通信系统。此优化包括使用嵌入式 Linux、Python 和 GNU 无线电工具集成 Raspberry Pi 模块和 LimeSDR-mini RF 模块。将描述 Ten-Koh 任务、通信系统架构、在轨任务约束和问题,以便与所提出的优化进行比较,以展示性能、灵活性和开发时间方面的改进。目的是证明所提出的系统可以在未来类似于 Ten-Koh 的卫星任务中安全替换,以满足任务要求。引用本文:RA Rodriguez Leon、K. Asami 和 K. Okuyama“通过软件定义无线电 (SDR) 平台实施优化纳米卫星通信系统”航空航天技术杂志,卷。 13,第 1 期,第 1-16 页,2020 年 1 月。Yazılım Tanımlı Radyo (YTR) 平台 Uygulaması ile Bir Nano Uydu Haberleşme Sisteminin Optimizasyonu
• 空间段:传输层空间飞行器承载多任务模块 (M3)。BMC3 应用程序将驻留在 M3 上。• 地面段:BMC3 地面硬件用于提高处理能力、集成和测试。• 应用程序工厂 (AppFac):BMC3 AppFac 是符合国防部 DevSecOps 标准的软件工厂,用于开发和验证空间段和地面段的 BMC3 应用程序和服务。应用程序部署不依赖于 PWSA Tranche 部署。
• 空间段:传输层空间飞行器承载多任务模块 (M3)。BMC3 应用程序将驻留在 M3 上。• 地面段:BMC3 地面硬件用于提高处理能力、集成和测试。• 应用程序工厂 (AppFac):BMC3 AppFac 是符合国防部 DevSecOps 标准的软件工厂,用于开发和验证空间段和地面段的 BMC3 应用程序和服务。应用程序部署不依赖于 PWSA 分期部署。
• 空间段:驻留在传输层空间飞行器上的 BMC3 硬件模块。托管 BMC3 应用程序。• 地面段:协调应用程序和 BMC3 地面硬件,以提高处理能力、集成度和测试能力• 应用程序工厂 (AppFac):BMC3 AppFac 是符合 DOD DevSecOps 标准的软件工厂,用于开发和验证空间段和地面段的 BMC3 应用程序和服务。应用程序部署不依赖于 PWSA Tranche 部署。• BMC3 应用程序:“无质量有效载荷”,可以开发和部署以执行网络、任务和数据处理,为作战人员提供战术相关能力。• 安全互操作性中间件层 (SIL):在应用程序工厂中开发的软件应用程序的安全操作环境。
由于计算和内存工作量以及对外部库的依赖,ERGO 的规划组件(例如任务规划器 Stellar 和机械臂运动规划器 RAMP)和 InFuse 的姿势估计预计仅在地面部署的 TASTE/ESROCOS 中实例化。而通过实时控制机器人系统(半)自主监督执行计划所需的组件实例将作为机载机器人操作控制软件的一部分在空间段中运行。这样,将实现机载自主 ECSS 级别 E3。将研究将首先在地面运行的 ERGO 和 InFuse 组件转移到 D 阶段后期的空间段 TASTE/ESROCOS 部署的选项,以对其进行测试,从而实现自主 ECSS 级别 E4。
2.2.1 空间段 铱星空间段利用低地球轨道上的 66 颗运行卫星群,如图 2-2 所示。这些卫星位于近极地轨道的六个不同平面上,高度约为 780 公里,大约每 100 分钟绕地球一圈,速度约为 27,088 公里/小时。11 颗任务卫星均匀分布在每个平面内,充当通信网络中的节点。六个同向旋转的平面在经度上相隔 31.6 度,因此平面 6 与平面 1 的反向旋转部分之间的间隔为 22 度。相邻奇数和偶数平面中的卫星位置彼此偏移卫星间距的一半。该卫星群确保地球上的每个区域始终被至少一颗卫星覆盖。目前有 10 颗额外的在轨备用卫星,可在发生故障时替换任何无法使用的卫星。
该项目由欧洲、德国、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士和英国共同资助,并负责设计和开发第一颗卫星作为 EPS 的空间段。EPS 计划正在资助建造两颗循环卫星、发射所有三颗卫星以及设计和建造地面段以操作卫星并处理、存档和分发收集的数据。EPS 的设计总运行寿命为 14 年。EPS 计划还为 ESA MetOp-1 计划提供资金和物质捐助,提供 7.46 亿欧元成本的 36%(当前条件)。因此,ESA/Eumetsat 单一空间段团队成立,通过与工业总承包商(EADS-Astrium,图卢兹,法国)签订联合合同来管理 MetOp 的开发。虽然这种安排不可避免地会导致官僚主义加剧,并且可能
与中国国家空间科学中心(NSSC)合作开发中高轨道卫星,以便未来通过高轨道和低轨道卫星的组合开发新的量子通信网络。欧洲和加拿大等其他地区也在推进卫星量子技术的进步。欧洲量子通信基础设施(EuroQCI)的建设将于 2023 年 1 月开始,部署国家量子密钥分发网络。EuroQCI 将拥有强大的空间段。关于这一空间段,欧盟于 2022 年底宣布了一项价值 60 亿欧元的欧盟卫星通信项目,名为“卫星弹性、互连和安全基础设施”(IRIS2)。此外,欧空局计划通过 2024 年发射的 Eagle-1 任务演示和验证从低地球轨道到地面的量子密钥分发技术,并推动 TeQuantS 项目,为未来的量子信息网络和网络安全应用开发量子技术,并在 2026 年建造第一批地面站。与此同时,加拿大量子加密和科学卫星 (QEYSSat) 计划于 2024-25 年发射,并将在太空中演示量子密钥分发 (QKD)。
事后看来,除了空间段信息(哪些卫星是健康的、它们在哪里、它们的自转是什么以及它们的导航信息是什么)之外,绝对信息(时间和频率)高度依赖于对用户运动(接收器移动的速度和方向)和周围环境(建筑物对卫星信号的阻挡、树冠对信号衰减或其他移动元素(如汽车或行人)的干扰)的了解。所有这些都是服务器无法感知的本地环境信息。