信息栅格
军事卫星通信论文（2）
军事卫星通信论文(2)军事卫星通信论文篇二《基于信息栅格技术的军事卫星通信问题研究》摘要：栅格技术具有资源范围广、分布性强、异构性复杂的特点，已成为各军事强国军事网络建设的发展方向。
该文介绍了信息栅格技术的基本概念，以及美军GIG的特点，针对我军信息栅格与卫星通信一体化发展提出一些建议。
关键词：信息栅格;卫星通信;GIG1 信息栅格技术的介绍在1999年出版的《栅格：未来计算结构的蓝图》一书中，美国科学家伊恩・福斯特首次提出信息栅格的概念。
该书对信息栅格的定义是：信息栅格是构筑在internet上的一组新技术，它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为用户提供更多资源、功能和交互。
人们设想把自己的计算机插入信息栅格，像从电力栅格中获得电力资源一样获得所需各种信息资源，于是产生了栅格技术在信息领域的广泛应用。
信息栅格的特点是使可利用的资源范围广泛，且具有很强的分布性、更复杂的异构性;使体系对资源的共享更具有目的性;引入虚拟组织的概念，且组织的构建具有动态性和可伸缩性;强调协同解决问题(协同工作)的能力及服务的有序性和可控性。
2 信息栅格技术的军事应用美军的C4ISR系统在指挥控制、预警探测、情报侦察、信息对抗与信息传输、保障等方面有着极大的优越性，但在最近的几场局部战争实战中，暴露出很多问题，如：无法实现全球网络联网，对现代战场上产生的大量信息的加工能力不足，在联合作战中无法实现诸作战力量、作战系统、作战单元之间的互连、互通、互操作。
1999年，美军发布《国防信息基础设施主计划8.0版――实现GIG》，提出建设全球信息栅格(GIG，GLOBAL INFORMATION GRID)，这是全球首个军事信息栅格的实例。
为了保证美军能够在未来战争中始终保持信息优势、决策优势和全球作战优势，美军全力打造GIG。
经过多年发展完善，GIG已经成为美军的军事信息系统基础平台，可实现美军在全球任意地点、不同需求用户之间应用程序的互联、互操作。
信息栅格技术发展浅析
网络为中心 ， 向服务 ， 面 动态 、 开放 、 不断演进 的 ＧＧ体 Ｉ 系结构构想 ， 进一步指导未来 ＧＧ的开发与研 究。 Ｉ （ ） 施 ＧＧ 的研究 计划 ３实 Ｉ
近年来 ， 美军启动并实施了多个 ＧＧ领域 的重 Ｉ 大研究 计划 ， 主要包 括 ： 信息 传输 分发 领域 ， 括 包 “ 全球信息栅格ｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｓｐａ ｅ ， ｎｄ ｔ ｏ ｃ ｐｔ ｎｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｈｉ ｐ ｒ ａ ｈｅ ｃ ｎ ｅ ｓ，ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓ，ａ ｄ ｐｒ ｓ ｃ ｓ ｃ ｎ ｅｎｉｇ ｔ ｅ ｔｃ ｎ ｌ ｇｅ ｆ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｎ ｏ ｐｅ ｔ ｏ ｃ ｒ ｎ ｈ ｅ ｈ ｏｏ ｉ ｓ ｏ
动化 、 拟 化 、 务 化 、 性 化 、 能 化方 向发 展 ， 虚 服 柔 智 将 成 为构 建 网络 中心环 境 的重要 支撑 。
１ 美 军 全球 信 息栅格 （ Ｉ 发 展概 况 Ｇ Ｇ）
１ １ ＧＩ ． Ｇ概 念
为了推进 网络中心化信息系统的建设 ， 全面获
取未来信息化战争中的信息优势和决策优势 ， 美军
第 ２期 ２１ ０ １年 ４月
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Ｊｕ ｎ ｌｏ ＡＥＩ ｏ ｒａ ｆＣ Ｔ
Ｖ ｌ ６ Ｎｏ ２ ０ ＿ ． Ａｐ ． ２ ｒ ０１１
信 息栅 格 技 术 发 展 浅 析
阮 飞 ． 王 源
（． １ 中电科技 国际贸易有限公司， 北京
２ 中国 电子科 学研 究院 ， 京 ． 北
信息栅格技术的发展 ， 涉及 的通信基础设施技 术、 计算基础设施 技术 、 支撑 服务技术 、 息安保技 信
信息栅格：改变联合作战国防动员发展方向
信息栅格：改变联合作战国防动员发展方向全球信息栅格简称GIG，是美军为陆海军士兵、飞行员、陆战队员和决策层，提供数据的保密及非保密计算机网络连接而成的全球性信息网。
信息栅格技术的运用，对信息化条件下联合作战国防动员产生了深远影响。
动员指挥效能更加稳定作战指挥领域是受信息技术影响最大、最直接的领域。
首先，指挥人员不必集中于一个固定的物理场所，而是可以根据具体作战规模、作战样式和战场空间范围的实际情况，动态分布在战场任何地点，通过网络随时随地实施作战指挥。
其次，以往战争中仅依靠指挥人员决策的模式，将被“专家会诊”和“面对面”的指挥模式所取代。
另外，依托网格的可视功能，对战场各个局部临时出现的情况，上级指挥员还可以直接对部属进行面对面的“现场”指导，大大提高指挥决策反应速度。
不仅如此，在未来战场上，依托信息栅格，战场最高指挥员在任何指挥节点上都可以动用大型信息库来“观察敌人”，并获得定下决心所需要的各种信息。
同时，也可随时接收本部队及友邻部队发回的信息，并根据综合所有信息自动生成的战场态势图定下作战决心，使指挥效能更加稳定可靠。
动员模式更加快速高效信息栅格的建立及其所具有的系统集成功能、智能化信息处理功能、分布计算功能等，将使对作战力量的调用更加科学、准确和高效，实现“优中选优”。
一方面它可以根据作战需要和战场环境情况，从全军范围内选调精锐部队和高技术兵器参加联合作战，形成力量构成的基本优势；另一方面使参战的军兵种部队在数量、质量、作战能力上相匹配，形成力量结构的优势，以满足联合作战力量需求。
未来战场上，任何部位的作战力量或作战单元，甚至是每一个单兵、每一件武器，都可以通过覆盖和渗透于整个战场空间的信息栅格，实时获取情报、受领作战任务、快速进行机动、灵活实施打击、申请作战支援、进行协同作战等，从而实现诸军兵种作战行动的实时一体化。
这将从根本上改变以往作战力量预先编组、集中配置、呈线式规则部署的方式，而采取非线式的动态部署形式。
智慧城市信息栅格操作系统设计方案,1200字
智慧城市信息栅格操作系统设计方案智慧城市信息栅格操作系统是一个综合性的城市管理系统，通过利用网络技术和大数据分析，对城市内各类数据进行整合、管理和分析，以提供实时的城市运行状态和相关决策支持。
下面是我为智慧城市信息栅格操作系统设计的方案。
一、系统架构智慧城市信息栅格操作系统的整体架构主要分为四个层次：硬件层、数据层、分析层和应用层。
1. 硬件层：包括城市中的各类传感器、设备和通信设施，用于采集和传输各类城市数据。
2. 数据层：包括数据采集、存储和处理等相关技术，用于对采集到的各类数据进行整合、存储和管理。
3. 分析层：通过利用大数据分析技术和人工智能等算法，对存储在数据层的数据进行分析和挖掘，以提供城市运行状态和问题分析等相关信息。
4. 应用层：基于分析层的结果，提供各类城市管理和决策支持的应用，包括交通管理、环境监测、能源管理等。
二、功能设计基于以上系统架构，智慧城市信息栅格操作系统具备以下核心功能。
1. 数据采集和存储：通过城市中的传感器和设备，实时采集和存储各类城市数据，包括气象数据、交通数据、环境数据等。
2. 数据整合和管理：对采集到的各类数据进行整合和管理，包括数据归档、数据清洗和数据备份等。
3. 数据分析和挖掘：通过大数据分析和挖掘技术，对存储在数据层的数据进行分析，以提供实时的城市运行状态和问题分析等相关信息。
4. 智能决策支持：基于数据分析的结果，提供智能化的决策支持，包括交通调度、环境监测和能源管理等。
5. 数据可视化展示：通过数据可视化技术，将分析结果以可视化的形式呈现给城市管理者和公众，以便更好地理解城市运行状态和问题分析等相关信息。
三、技术支持在智慧城市信息栅格操作系统的设计中，主要需要应用以下关键技术。
1. 云计算：利用云计算技术，进行数据存储、计算和分析等相关工作，以提高系统的灵活性、可扩展性和计算能力。
2. 大数据分析：利用大数据分析技术，对城市中的各类数据进行分析和挖掘，以提供实时的城市运行状态和问题分析等相关信息。
全球信息栅格及发展措施与启示
“全球共享”， 通过全维、立体、多频谱、 多节点的栅格化信息交换来实现， 大 大拓展了 Ｃ４ＩＳＲ 的功能。 ３ 、信 息 处 理 智 能 化 ＧＩＧ 能最 大 限 度 地 实 现 由 “谋 求 信息优势”向“谋求 决策优势”转化， 变
“四个任意”为“四个正确”， 即： 在 正确 的时间， 将正确的信息以正确的形式 传递到正确的接收者手中， 同时压制 敌方谋求同样能力的企图， 从而将信 息获取能力最大限度地转化为科学决 策能力和作战能力。 这种信息处理智能化的特点来自 于栅格技术能生产知识的特性， 这是 与互联网的质的区别。互联网本身不 创造或生产知识， 人们都是先把信息 或知识用其它方式生产出来以后， 再 放到网上， 供用户查找。而栅格则能根 据用户的要求自动地生产知识。在生 产知识的过程中， 高性能的计算机将 起到关键作用。它把从数据源 （ 传感 器、贵重设备、数据库、信息 库等等） 得 到的原始数据 ， 运行特定的程序加工 成信息和知识， 供决策层使用。 ４ 、信 息 设 施 兼 容 化 ＧＩＧ 与 Ｃ４ＩＳＲ 的 重 要 差 异 还 在 于 ， Ｃ４ＩＳＲ 主 要 是 计 算 机 与 通 信 设 施 的 联 网 ， 而 ＧＩＧ 中 既 包 含 计 算 机 网 络、通信网络栅格， 也包含传感器 栅格 和武器平台栅格， 强调从传感器到射 击器的全程信息一体化兼容， 实现任 何 能 发 送 和 接 收“０”、 “１”数 字 信 号 的 设 备 均 能 与 ＧＩＧ 相 联 ， 从 而 提 升 整 体 战斗力水平。 ５ 、信 息 防 护 安 全 化 安全性是 ＧＩＧ 实施过程中不可忽 视的环节， 也是 ＧＩＧ 关注的主要内容。 美军对 ＧＩＧ 信息保护的基本策略是多 层设置、纵深防护。在网络、链路、计算机 环境和基础设施等每一个环节、每一个 维向都建立一套最低限度的防护能力。
美军全球信息栅格体系现状及发展趋势
美军全球信息栅格体系现状及发展趋势摘要：全球范围内,当今以信息技术为核心的高新技术的发展,极大地改变了人们的生产、生活方式和国际经济、政治关系，也有力地促进了世界新军事变革的发展，使得人类战争模式正由机械化向信息化转变.美军正在大力推进的军事变革——或称“国防部转型”。
被军事学术界公认为代表了当今世界新军事变革的最高水平和发展趋势。
关键词:全球信息栅格体系（GIG）、现状、发展趋势。
一、GIG简介1.1 GIG的概念美军网络中心战最终要使作战部队达成一体化的指挥控制、精确的火力打击和实时的态势感知和情报共享,而促使这种目标实现的方法就是全球信息栅格（GIG）。
全球信息栅格是实现网络中心战的物质基础，是赢得信息优势的关键所在。
全球信息栅格的目标就是获取一体化水平及联合程度更高的指挥、控制、通信和计算机能力。
全球信息栅格能使作战人员在全球范围内安全地获取信息，可使得使用该栅格的人员更方便地获取所要的信息，从过去自己到信息库中获取变为由系统自主检索再返回所要的信息，从被动的信息获取变成主动的态势感知。
这种变化是质的变化，是网络中心战中对信息优势和决策优势核心要求的物质基础，是实现部队联合一体化的关键所在。
全球信息栅格将通过形成可用的互操作的、安全的网络集成来连接从传感器和卫星到展开的陆、海、空、士兵等一切要素，能在全球各个运作点提供服务，并提供其它用户及系统的接口，可以预言,全球信息栅格的接口标准将成为下一代美军武器、传感器、指挥控制系统等接口标准.1.2 GIG产生的背景要问及GIG的产生，首先要从C4ISR说起。
C4ISR的发展，一直为世界各国兵家所瞩目。
它使得军事信息技术和信息化战争中至关重要的指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察等各大领域能够实现有机地整合，从而使战斗力水平产生巨大的飞跃。
如今,这一技术在美国等一些发达国家已形成了相当的规模，并成为世界众多国家军队竞相追踪发展的目标。
尽管C4ISR系统在指挥控制、预警探测、情报侦察、信息对抗与信息传输、保障等方面独领风骚，但在几次较大的实战中美军已发现,现有的C4ISR系统存在严重的先天不足.(1)信息网的建设并没有实现全球网络化国际互联网已经链接了全球各个领域、千家万户，成为人们生产生活不可或缺的手段和工具，但C4ISR系统却无法达到这样的程度。
美军全球信息栅格(GIG)简介
安全和保密问题
保障数据安全
美军全球信息栅格需要确保传输和存 储的信息不被未经授权的第三方获取， 采取加密和访问控制措施来保护数据 安全。
防止信息泄露
除了数据安全，还需要防止敏感信息 的泄露，包括对信息进行分类、标记 和访问控制，以限制信息的传播范围。
技术更新和维护问题
保持技术先进性
随着信息技术的快速发展，美军全球信息栅格需要不断更新和升级软硬件设备， 以保持技术的先进性和可用性。
01
硬件设施
全球分布的卫星、地面站、数据 中心等硬件设施，用于传输和存 储信息。
软件系统
02
03
人员配置
各种操作系统、数据库、应用软 件等，支持信息的处理、分析和 共享。
专业技术人员和各级指挥官，负 责操作、维护和管理全球信息栅 格。
主要功能
信息传输
全球范围内的信息高速传输， 支持各种格式的数据传输。
云计算技术
提供弹性的计算和存储资源。
03
gig的应用和影响
在军事行动中的应用
指挥控制
协同作战
全球信息栅格为美军提供了高效的指 挥控制能力，确保各级指挥官能够实 时获取战场信息，做出快速决策。
全球信息栅格支持多部门、多平台、 多任务的协同作战，提高了作战效率 和任务成功率。
情报共享
全球信息栅格实现了跨部门、跨军种、 跨盟友的情报共享，提高了情报分析 和作战情报的准确性和及时性。
更加注重网络安全
未来的美军全球信息栅格将会更加注重网络安全，采取更 加严密的安全措施来保护网络安全，防止网络攻击和信息 泄露。
05
结论
对美军的意义Байду номын сангаас价值
提高信息共享能力
美军全球信息栅格(GIG)简介
首次明确提出要建设GIG
网络中心战
（Global Information Grid），以获得必须的信息
网络中心战
全球信息栅格
全球信息栅格
优势和决策优势。
16
美军建设GIG 的目的
❖ four right 确保在正确的时间，将正确的信息，以
正确的形式送交正确的接收者手中；同时要 压制敌方谋求同样能力的企图。
11
开放式网格服务体系结构（OGSA）
网格应用程序
基于OGSA架构的服务
开放网格服务基础OGSI
Web服务
安全机制
词典
数据库
……
文件系统
物理与逻辑资源
12
网格的体系结构
❖ 军事界则看重了Grid的信息分发共享能 力，美军在“全球信息栅格”（GIG）中 提出了相应的体系结构。
13
主要内容
❖ Grid是发展中的技术 ❖ GIG是新一代的DI I ❖ 通信平台向IPV6过渡 ❖ 计算平台向GES过渡 ❖ 信息保障的指导政策
17
GIG 的定义
❖ 由全球互连的一组端到端的信息能力、相关过程和 人员组成，可根据作战人员、决策人员和支援人员的 需要，采集、处理、存储、分发和管理信息。
❖ 支持国防部、国家安全部和相关情报机构在战时和 平时完成各种（战略、战术、战斗和事务处理）任务 和职责。
❖ 为各作战单元（基地、指挥所、军营、台站、军事 设施、移动平台和已部署阵地）提供信息能力，为联 军、盟军和非国防部的用户或系统提供接口。
❖ 信息使用人员
—— 作战人员、指挥决策人员以及保障人员
20
全球信息栅格的体系结构
陆军
空军
海军陆战队
作战部队
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GIG体系结构1.0版,在实际开发过程中,基于7 个作战需求,即:火力运用(约占总需求的1/3), 指挥与控制(约占总需求的1/4),非战争军事运 用以及通信/计算机环境、情报监视与侦察、 后勤、全球作战支持系统和部队保护，综合 集成体系结构产品 GIG体系结构2.0版, 适用于基础设施和目标 作战概念以及系统与企业结构,是GIG体系结 构1.0版的延续和扩充,比1.0版更易于管理和 实施,它综合了现有各种专用体系结构.
GIG的设想和发展，能根据作战人员、决策人员和保障人 员的需求，适时地收集、处理、存储、分发和管理各种信 息，这样就使原有的信息网络和C4ISR系统发生了革命性 的改变。 1.信息获取全球化：不受地域、天候、时间的限制，真正 可以实现“哪里有信息，哪里就能上网”，“谁获取信息 ，谁就能上网”。 2.信息交换全维化 “局部提供全球共享”，全维、立体、 栅格化I信息 3.信息处理智能化:“四个正确”在正确的时间，将正确的 信息以正确的形式传递到正确的接收者手中 4.信息设施兼容化：实现任何能发送和接收“0”、“1” 数字信号的设备均能与GIG相联， 5.信息防护保密化
全球信息栅格 全球信息栅格（Global Information Grid），简称GIG，是美军将为陆海军 士兵、飞行员、陆战队员和决策层，提 供数据的保密及非保密计算机网络连接 而成的全球性信息网，就是由可以链接 到全球任意两点或多点的信息传输能力 、实现相关软件和对信息进行传输处理 的操作使用人员组成栅格化的信息综合 体。
三、GIG体系结构
GIG体系结构主要描述了GIG 中各子系统的内部构成和运行以及 各子系统之间的关系,GIG体系结构 是设计开发GIG系统的基础,也是 GIG各子系统能够进行互联、互通 、互操作的基本保证。
在结构划分上GIG体系结构也包 括体系结构全视图、作战体系结 构、系统体系结构和技术体系结 构。作战、系统和技术3个体系 结构之间关系如图所示
GIG栅格的概述
为了克服C4ISR系统的“先天不足”，美军于 1999年首次提出了建立“全球信息栅格”的倡议 ，并于2000年3月，联合参谋部向国会正式提交 了启动GIG项目的报告。
美国国防部首席信息官于1999年9月以备忘录 的形式提出了GIG的概念,在美军的概念中GIG是 一种全球性互连,提供端到端无缝连接的信息功 能体,能够根据作战人员、决策人员和支持人员 的要求收集、加工、分发和处理信息
军事信息栅格的组成
军事信息栅格包含三个交织在一起的组成部分： 传感器栅格、武器平台栅格和信息共享栅格。
控制 信息共享栅格
目标
传感器
信息
指挥 控制
传感器 栅格 信息
控制
射击武器
武器平台栅格
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目标
传感器栅格：确保获得战场感知优势， 力求最大限度获取战场信息，掌握战场 态势。 信息共享栅格：由通信网络和计算机系 统组成，将传感器栅格和武器平台栅格 紧密结合，提供所需的信息传输能力和 计算能力。 武器平台栅格：任务是有效利用战场感 知信息达到预定的作战效果。
作战体系结构 是对完成或支持作战功能所需 要的作战要素作战任务和行动以及 完成或支援军事作战所要求的信息 流程的表述。一般来说，作战体系 结构是以任务或以作战过程为基础 的。
系统体系结构 是提供或支援作战功能的系统以及系 统之间的互连。对单个系统而言，系统体 系结构包括关键节点、电路、网络、作战 平台等物理连接位置及标识，规定系统及 组成部分的性能参数。 对一个域而言，系统体系结构说明多 个系统如何连接和进行互操作以及特定子 系统的内部结构和运行。 系统体系结构以技术体系结构为基础， 并以技术体系结构中规定的标准来满足作 战体系结构的需求。
技术体系结构 主要是决定系统部件或组成要素的安 排、相互配合和相互依存的最低限度的一 组规则，其目的是确保组成的系统满足一 系列特定的要求。技术体系结构提供了系 统实现的技术指南，它包括一系列技术标 准、惯例、规则和准则，它们决定了特定 系统体系结构的系统功能、接口和相互关 系，并与特定的作战体系结构建立联系。
二、GIG系统的组成
从系统组成上看，GIG将系 统分为基础、通信、计算、 全球应用和使用人员五个层 次。
基础层次包括体系结构、频谱分 配、法规标准、管理措施等；通 信层次包括光纤、卫星、无线通 信以及国防基础信息系统网、远 程接入点、移动用户管理业务； 计算层次包括网络服务、软件管 理、各类数据库和电子邮件；全 球应用层次包括全球指挥控制系 统、全球战斗支持系统、日常事 务处理程序以及医疗保障系统等 ；使用人员层次包括陆、海、空 、天军的由来和概述 GIG栅格的组成 GIG栅格的体系结构
2
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一、信息栅格的由来
栅格这个名词是从电力输电网而来的。 从空间拓扑上看，栅格是由一组纵横交叉的 线连成的几何图，从物理存在上看，有提供 电力资源的电力栅格、帮助判别地理位置的 地图栅格、由各种交通工具和道路组成的运 输栅格。 军事信息栅格的定义： 军事信息栅格是一种通信传输、计算环 境、信息服务和作战应用等栅格的综合 体，是栅格化军事信息系统及其应用的 集合。
尽管C4ISR系统在指挥控制、预警探测、情报 侦察、信息对抗与信息传输、保障等方面独领 风骚，但在几次较大的实战中美军已发现，现 有的C4ISR系统存在严重的 先天不足：
首先，信息网的建设并没有实现全球网络化
其次，C4ISR系统还没有实现对大量战场信息 的有效加工。 其三，C4ISR系统无法实现设备兼容
不足之处请批评指正！
Thank you !