空间信息支撑下的战场侦察技术体系构建论文_汪云飞

空间信息支撑下的战场侦察技术体系构建论文_汪云飞

陆军指挥学院 江苏南京 210045

摘要:在战场侦察中,空间信息技术能用于目标与环境探测、资源定位与报告、时空分析与处理、战场可视化、侦察指挥控制与军事空间决策等方面,进而实现战场侦察多维度探测、形象化表达、动态化分析、逼真化模拟和科学化决策。在分析战场侦察技术需求的基础上,从空间信息技术探讨了在战场侦察中的作用,构建了基于空间信息技术的战场侦察与情报处理技术体系,为空间信息技术与战场侦察的交叉研究奠定了基础。

关键词:情报;空间信息技术;战场侦察

随着时代的发展,现代战场侦察凸显出更强的技术特性,传统的以侦察员深入敌方获取情报的情况越来越少,取而代之的是利用侦察设备,为作战指挥和火力打击提供情报支撑。为适应战场侦察的这一特征,各国都在积极开展基于空间信息技术的目标获取与处理的研究。然而,当前战场侦察在信息的获取、处理和使用上,仍主要依靠传统的方法与手段,对于空间技术的应用深度不够,尚没有梳理出一套完整的基于空间信息技术的战场侦察技术体系。

一、战场侦察技术需求分析

现代侦察的方式和方法会根据侦察装备的性能有所变化,将情报传输和展示置于后端;而另外一些侦察过程则只是将目标探测与定位置于前端,将数据和信息传输以及情报的展示放在后端。

1、全方位目标探测与识别技术。目标探测是战场侦察最核心的任务之一,是侦察与情报处理的最前端。对探测目标进行识别,形成对目标的准确判读是保证战场侦察情报有效性的前提条件。对战场侦察目标的探测与识别,需要满足及时性、准确性、全时段、全天候、全维度等多方面需求。及时性是指能够以最快的速度探测到目标;准确性是指探测到的目标必须明确,对于目标的识别需要准确无误; 全时段是指侦察能够在全天各个时段、各种光照条件下对目标进行探测; 全天候是指侦察能够在晴、雨、雪、雾等各种天气情况下有效进行; 全维度是指侦察能够实现水下、地面、空中、太空等各个空间层面上的空间全覆盖。

2、高精度目标定位技术。确定目标的位置是战场侦察中极其重要的内容,是进行空间分析、精确制导、协同打击和毁伤评估的基础。战场侦察的定位包括自身定位和目标定位,目标定位需要满足以下需求: 既要能实现对空间固定目标或静止目标等静态实体的定位,又要能实现对坦克、飞机、导弹等高速运动实体的定位;要能支持连续不间断地定位与跟踪,实现定位数据的快速更新; 定位的精度需要满足相应作战级别和武器平台对目标的精度需求。

二、空间信息支撑下的战场侦察技术体系构建

1、基于遥感的战场目标识别与环境探测技术

(1)多尺度全域战场监视。遥感具有很宽的时空尺度性。目前,遥感的空间分辨率可以大到几百公里而小到几厘米,时间分辨率可以长到几十天而短到几小时。这种时空上的宽分辨率特性,基本上能满足战略、战役、战术等各级作战对于不同时空跨度的需求。电磁波在地面和遥感传感器之间传播,能够携带出其所经空间中的关键信息,如地下掩体、水中污染物、地表植被覆盖、地面目标、空中飞行体、大气成分等。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆遥感空间覆盖地下、水下、地面、空中等全域空间,因此,能够形成对战场空间的全域监视能力。

(2)多光谱目标获取与识别。遥感所利用的电磁波谱范围主要是紫外、可见光、近红外、短波红外、中红外、远红外和微波等。各种光谱段对环境的作用各不相同,如可见光能够被裸眼识别,红外能够对不同温度的物体加以区分,雷达能够探测隐藏于云雾之中的目标。同时,不同目标对于不同的光谱段有着不同的反射效果。在战场环境中,环境背景复杂,目标种类繁多,单一光谱段影像难以满足对多种目标同时识别的需要,而多光谱遥感技术能够满足这一要求,为多种环境下多种类目标的获取与识别提供强有力的支撑。基于遥感影像,针对战场侦察对特殊目标的提取要求,能够快速识别出静止和移动目标、隐藏与非隐藏目标、民用与军事目标等,从而为侦察提供最直接的战场信息。

(3)全球范围高精度目标定位。遥感影像的每一个像素都具有精确的空间位置属性,能够给出影像中任何一个点的位置坐标。通常,单幅遥感影像能够确定目标的水平位置,而立体像则能够确定目标的三维坐标。目前,遥感影像的定位精度已经可以达到厘米级,如此高的定位精度,基本上能够满足目前战场侦察中绝大部分目标定位的需要。此外,卫星遥感以其全球覆盖的独特优势,且运行在人类所共享的外空间,因此能够在不涉及任何政治问题的同时获取全球任何地区的遥感影像,这是传统的位置信息搜集手段所不能实现的。

2、基于卫星导航系统的战场侦察定位技术

(1)高精度实时空间定位。随着误差消除技术的发展,卫星定位导航系统能够为用户提供越来越精确的位置信息。在采用差分处理的情况下,定位精度能够达到厘米级。在与惯性导航耦合的组合导航共同作用下,实现了任何条件和环境下的连续定位能力。这种高精度实时空间定位功能为战场侦察设备自身定位提供了最为直接和便捷的途径。基于此,在其他设备的配合下,能够实现对目标的实时高精度定位,实现战场侦察中对目标的定位功能。

(2)可靠的信息与情报传输。目前,利用卫星定位导航系统实现信息的传输,只有我国的北斗定位导航系统能够支持。依托我国的北斗定位导航系统实现大范围内的信息联通,能够避免传统利用电台等通信设备受电磁干扰、物体遮挡等因素的影响。同时,北斗信号的高安全性和保密性,能够确保信息与情报能够被可靠传输。随着北斗导航系统的建成与逐步完善,使得依靠导航短报文实现部分侦察情报的传输成为可能。

3、基于地理信息系统的战场情报空间处理技术

(1)海量数据有效管理。随着侦察手段的增多和技术的提升,侦察所获得的数据和信息急剧增加。面对海量侦察数据该如何存储、编码、索引、查询等已经成为现代侦察面临的一大难题。地理信息系统以其出色的时空管理模式,从时间和位置要素入手,实现了对全球信息的高效管理。地理信息采用栅格和矢量的数据格式,以及对数据分层管理的模式,使得数据在采集、存储、使用等各个方面都能被很好地分门别类,同时能够方便、直观地实现对具有多源、多尺度、异构等特征的数据进行有效地集成。

(2)空间分析。利用各种侦察手段获取战场信息,进而形成有应用价值的情报是战场侦察的最终目的。战场侦察的数据在时间域和空间域上具有很强的关联性。传统的数据分析和挖掘方法虽然也能揭示时空关系,但却不能从地理格局、时空尺度、时空过程、时空耦合等专业角度,深入揭示事件和现象之间的联系。时空分析是地理信息系统的核心之一,其在空间缓冲区分析、叠加分析、路径分析、网络分析等方面的固有功能,能够可靠探测到各个情报之间的时空关联度、因果关系和未来趋势,从而有力地支持战场侦察情报的高效分析。如缓冲区分析能够用于事件发生后的影响区域评估; 路径分析能够用于各种作战资源的优化配置和敌人可能的进攻或撤退路线预测; 叠加分析能够用于探索某一事件背后的诱因。具体说来,在作战中如何合理配置侦察装备和人力,以最小的侦察资源投入获取最全面的情报信息,一直是战场侦察所追求的目标。

当前,空间信息技术在侦察上的应用研究大多分散在从事空间信息技术研究的科研院所,还没有从理论、方法和技术等多个层面形成基于空间信息技术的现代战场侦察体系。有必要开展具有针对性的科学研究,以提高空间信息技术与侦察的深入结合,并为侦察的发展提供强有力的支持。

参考文献:

[1]缪彩莲. 基于多源数据融合技术的情报侦察系统效能评估体系[J].电讯技术,2012,52(4): 43.

[2]王林.无人机地面战术控制系统图像情报分发技术研究[D].长沙:国防科学技术大学,2015.

[3]朱敏.遥感卫星多镜头多光谱相机的配准技术[J].北京理工大学学报,2013,23(5):37.

论文作者:汪云飞

论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期

论文发表时间:2018/12/25

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