3s技术在军事上的应用

3s技术在军事上的应用

20154017042 查苏娜城市规划与设计

人类从航空摄影测量转向基于遥感的航空航天数字摄影测量，从单一的地图制图转向电子地图数据库、地理信息系统的建设，技术结构也从单一技术向“3S”集成技术、基于网络环境的“3S”运行体系发展，已是一个历史发展的必然。3S 技术是遥感（Remote Sensing）、地理信息系统(Geographical Information System)、全球定位系统（Global Position System）的统称。因这三个概念的相应英文中都分别含一个S而得名。

随着科学技术及高新技术在军事领域的应用，加快了数字化战场建设的步伐，论述了战场数字化的基本概念，分析了地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)和全球定位系统( GPS)等高新技术在战场数字化建设方面的重要作用。战场信息的获取、处理到提供使用的全过程仅在几分钟之内。这些事实说明，信息技术已经广泛应用于战场，也使建立数字战场已经引起了各国军界的高度重视。未来的战争中，数字化战场必将成为一大特征。

一、数字化战场

数字化战场是美国在2O世纪末提出的新构想。所谓数字化战场是指以信息技术为基础，以信息环境为依托，用数字化设备将指挥、控制、通信、计算机、情报、电子对抗等网络系统联为一体，把文字、语言、图像等多种形式的信息都变成数字编码，通过无线电台、卫星通信、光纤通信等传输手段，把战场指挥部、各参战部队、单件武器直至单兵以及后勤分队联系起来，形成纵横交错的战场计算机通信网络，实现上下左右近实时的信息交换，最大限度地实现战场信息共享，使陆军各级部队更快、更有效地利用信息，及时掌握战场态势，优化指挥控制功能，提高部队的战斗力、生存能力和协同作战能力。

数字化战场是军队数字化的必然产物，是将战场信息以数字的方式进行处理。所以战场上一切因素、物体、情况、条件都必须事先赋予数字，即进行数字化。战前开始的地形等环境条件的数字化以及数字化地图等，就是数字化战场的基础；加上战场环境的以及敌我双方部队的数字编码，就构成了整个战场的数字化“信息源”，可以说，能按数字化部队的信息处理方式提供信息源的战场就叫数字化战场。

二、3S技术在数字化战场中的作用

战场数字化的出现要求提供实时的军事地理环境信息，常规的技术手段和方法已不能完全满足这一要求。而地理信息系统、遥感技术、全球定位系统以及计算机技术的发展为数字化战场的建设提供了新的技术手段，在军事中，这些新技术的应用可以用数字化方法进行战场建设，提供有定位特征的动态战场图像、战场态势信息和兵力分布信息等,同时也能进行高效快速的信息传输交换。地理信息系统需要遥感技术不断地更新其地理数据库,使之处于实时或准实时的动态状况，但获取遥感信息时，还必须同步地获取由GPS技术求得的相应瞬间卫星平台和地面的三维定位信息。这些由遥感技术和GPS结合所采集的信息数字化后输入地理信息系统，才能用于有效的数据更新和空间分析。地理信息系统得到这些信息后将利用自身的军事空间分析和辅助决策功能,对战场进行各种分析，并提供决策支持。显然，战场数字化与3S等高新技术有不可分的密切联系,3s等高新技术的结合应用对战场数字化建设和发展有着不可替代的作用。

(一)地理信息系统(GIS)

地理信息系统是一项以计算机为基础的新兴技术，是计算机科学、现代地理学、测绘遥感学、空间科学和地图学等多门学科的交叉。在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据进行有效管理、研究各种空间实体及相互关系。通过对多因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地图、图形或数据报表的形式显示处理的结果。军事地理信息系统是地理信息系统技术在军事领域的应用，是在计算机硬件支持下，运用系统工程和信息科学的理论和方法，综合地、动态地获取、存储、管理和分析军事地理环境信息，并服务于作战指挥自动化、战场数字化建设和军事决策支持的军事空间信息系统。军事地理信息系统的操作对象是包括定位数据、属性数据和拓扑数据在内的空间数据；军事地理信息系统集空间数据的采集、管理、分析、建模和显示于一体。利用军事地理信息系统可以实现战场的可视化，进行战场地理模拟与预测、空间分析、战术演练；可以了解战斗任务、目标方位、作战要点，进而规划战斗细节，帮助作战指挥人员进行辅助决策。军事地理信息系统是数字战场建设的一部分，是数字战场的重要基础。军事地理信息系统在构建数字战场中的作用主要表现为：1 )提供多分辨率的空间数据框架，包括大地测量控制数据、数字高程数据、交通数据、水文数据、地籍数据等从而为战场主体和客体的精确定位和实时定位提供基础数据；2)提供基于战区图像的实时的敌我态势信息显示，包括敌我兵力数量和部署、武器配置、后勤支援以及战场重要目标的动态变化等；3)提供多媒体军事专题信息，比如反映作战潜力的战区经济信息、可动员的兵源数据等；4)提供军事地理空间分析模型、分析方法及各种战场军事专题数字地图； 5)提供战场数字化数据更新、信息查询检索与地形三维显示，以及各种空间计算能力。在科索沃战争中，美空军大量装备了袖珍型的地理信息系统。系统如果与美军测绘局的数据库连接，还可以获得更多更新的信息。美军利用袖珍型军事地理信息系统对若干目标进行了精确打击，并成功地救援了被击落的飞行员。美军认为，及时开发出稳定的地理信息系统是保持信息优势，实现21世纪国家安全目标的关键。因此，军事地理信息系统在现代数字化战场建设方面具有重要作用。

（二）、遥感技术(RS)

长期以来，人们习惯于用地图作为地理信息系统以及军事地理信息系统的主要信息源。但是，由于地图的成图时间和更新周期较长，因而所获得的军事地理信息的现时性较差，远远不能适应军事地理环境要素变化快的特点。由于军事地理信息系统中的数据应具有动态性，能实时更新，所以光靠地图是达不到这些要求的。随着遥感技术的发展，特别是传感器分辨率的提高，对地观测获取的信息量急骤增大，这就为利用遥感技术获取战场数字化信息提供了极为有利的条件，遥感技术为军事地理信息系统提供了大量信息源，能及时快速更新军事地理信息系统数据库。遥感技术是本世纪发展起来的集空间科学、电子学、光学、地球科学、电子计算机技术为一体的新技术。狭义地讲，遥感指远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测仪器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物体的性质和运动状态的现代化技术系统。遥感技术是一种高效能的信息采集手段，在军事地理环境信息的获取中具有极大的优势，主要有：1)观测距离遥远，视域广阔。遥感影像既可以得到宏观信息，又可以获取相应的详尽资料，利用遥感技术还能获得敌占区或难以到达地域的军事地理环境信息，从而为指挥决策人员提供正确的决策依据。

2)信息获取速度快，成像速度快。大量的遥感影像还能够进行实时传输，从而为及时提供战斗进程的军事地理环境信息创造了条件。遥感技术重复观测快，使得有关部门可获取更新的军事地理环境信息，同时可以用来研究环境的动态变化，预测环境变化，多角度识别目标物。3)信息量极为丰富。遥感技术所用的电磁波段涉及紫外、可见光、红外、微波等等，比人眼可适应的可见光要宽广的多。某些地域的多波段遥感信息极大地丰富了人们对环境的认识。遥感影像还具有形象、直观的特点。加入地图要素形成影像地图，则比线划图具有更多的信息量。4)另外，由于遥感技术受地面条件限制少，对于自然条件恶劣，地面工作难以开展的地区，使用遥感方法则比较容易获得信息。遥感技术在战场数字化建设中可以发挥巨大作用，如实时或准实时地提供全天候、全日时、高分辨率的战场图像，用以更新军事地理信息系统的战场地理数据库。

（三）、全球定位系统(GPS)

全球定位系统是以卫星为基础的无线电导航系统。利用GPS接收机，可以直接测定地面或地面上空任意一点的三维坐标。 2 O世纪9 0年代以来，GPS 卫星定位和导航技术与现代通信技术相结合，在空间定位技术方面引起了革命性的变化。GPS作为一种全新的现代定位方法，比传统的定位测量方法有很多优越性。由于GPS定位系统定位的高度灵活性、高精度，利用GPS接收机可在任何时间获得地面或地面上空任意点的平面位置和高程即三维坐标，所以在数字化战场建设中起着重要作用。用GPS同时测定三维坐标的方法将测绘定位技术从陆地和近海扩展到整个海洋和外层空间，从单点定位扩展到局部与广域差分，从事后处理扩展到实时( 准实时)定位与导航，从静态扩展到动态，用于静态对地定位时，定位精度可达毫米级，主要用于大地测量、板块运动监测等；用于动态对地定位时，主要用于卫星、火箭、导弹、飞机、舰船、车辆等的导航和定位。海湾战争以来的几次局部战争中，以美军为首的军队在遂行作战中，利用 GPS接收机成功地解决了战场定位问题。同时，用实时的定位数据对现代兵器进行定位和导航，实现了精确打击。例如，巡航导弹在掠地飞行时，传感器不断摄取前方的地面图像，并实时与预设的路径图像比较、识别与判断，自动进行导航，直到击中目标。巡航导弹获取、处理、应用空间信息的过程十分典型地反映了现代兵器系统对数字空间信息的高度依赖性。

三、结论

未来战场是数字化的战场，它要求作战部队必须拥有迅速准确、可靠灵活的态势感知、空中预警、指挥控制和“动中通”的能力，所以加强地理信息系统、遥感技术、全球定位系统等高新技术的发展及它们在数字化战场建设中的应用，可以加快数字化部队的建设步伐，对提高部队的战斗力具有重要意义。