“無人機(jī)+地理空間情報”模式在智能化戰(zhàn)爭中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

董明兆

69008部隊

“無人機(jī)+地理空間情報”模式運(yùn)用是無人機(jī)與地理空間情報的創(chuàng)新結(jié)合，對未來智能化戰(zhàn)爭中的聯(lián)合作戰(zhàn)能力提升具有顯著的助推作用。本文闡述地理空間情報的概念，分析無人機(jī)對智能化戰(zhàn)爭地理空間情報保障的影響，并對未來智能化戰(zhàn)爭中“無人機(jī)+地理空間情報”模式的發(fā)展趨勢加以展望。

無人機(jī)具備實時或近實時地獲取帶有地理空間信息和時空標(biāo)簽的圖像、視頻和數(shù)據(jù)的能力。這些圖像和影像具有時效性好、分辨率高等優(yōu)點，可用于監(jiān)視偵察、精確測量和目標(biāo)識別，是一種典型的地理空間情報數(shù)據(jù)源?；跓o人機(jī)的地理空間情報稱為“無人機(jī)+地理空間情報”。

概念的產(chǎn)生、延伸及意義

近年爆發(fā)的幾場局部戰(zhàn)爭尤其是美軍定點清除伊朗高級將領(lǐng)蘇萊曼尼的特種作戰(zhàn)行動，地理空間情報均發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。實時、高效、精準(zhǔn)的地理空間情報保障已成為打贏未來智能化戰(zhàn)爭的關(guān)鍵因素之一。

地理空間情報概念的產(chǎn)生

在伊拉克戰(zhàn)爭期間，美國國家影像測繪局負(fù)責(zé)提供戰(zhàn)場軍事情報保障，在原有衛(wèi)星提供的偵察信息基礎(chǔ)上，首次提出地理空間情報這一新概念，用于取代傳統(tǒng)意義上的圖像信息判讀的情報保障方式。在此概念框架的引領(lǐng)下，美軍測繪和情報部門明確了未來變革的新構(gòu)想，展示了數(shù)字戰(zhàn)場的新創(chuàng)意，并提出“認(rèn)知地球，指引道路”戰(zhàn)場情報支援的新目標(biāo)。

地理空間情報概念的延伸

地 理 空 間 情 報（Geospatial Intelligence,GEOINT）概念是地理空間（Geospatial）與影像情報（Imagery Intelligence）概念的結(jié)合，傳統(tǒng)意義是指可對地球上的自然地物以及與地理位置相關(guān)的活動進(jìn)行描述、評估和直觀展示的一種影像和地理空間信息。

該概念延伸到軍事領(lǐng)域，特指一種以軍事作戰(zhàn)區(qū)域為對象，以空間觀測影像資源為基礎(chǔ)，集對象戰(zhàn)區(qū)的正射影像地圖信息、測繪地圖圖示化說明信息、基于影像判讀的軍事目標(biāo)查詢信息以及對象地域的地理空間要素信息為一體的區(qū)域戰(zhàn)場地理空間信息數(shù)據(jù)庫，這種數(shù)據(jù)庫可向用戶提供一種綜合信息情報。

地理空間情報概念運(yùn)用的意義

近年來，各國軍隊都在持續(xù)強(qiáng)化新技術(shù)在地理空間情報領(lǐng)域的深度運(yùn)用，使戰(zhàn)場環(huán)境更加透明可控、數(shù)據(jù)分析更加準(zhǔn)確、情報分發(fā)服務(wù)更加高效順暢，實現(xiàn)了地理空間情報保障能力的大幅提升。當(dāng)今，在戰(zhàn)場情報信息保障中，與目標(biāo)位置息息相關(guān)的地理空間情報是打贏新形態(tài)戰(zhàn)爭的基礎(chǔ)保障，在新的智能化作戰(zhàn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

無人機(jī)在智能化戰(zhàn)爭地理空間情報保障中的作用

智能化戰(zhàn)爭是基于物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)，使用智能化裝備及相應(yīng)作戰(zhàn)方法，在陸、海、空、天、電、網(wǎng)及認(rèn)知領(lǐng)域展開作戰(zhàn)的一體化戰(zhàn)爭。

無人機(jī)為各作戰(zhàn)單元所需的多源信息和全源地理空間數(shù)據(jù)提供支撐，最終實現(xiàn)實時或近實時的作戰(zhàn)環(huán)境監(jiān)測，以及不同部隊間協(xié)同作戰(zhàn)的認(rèn)知共享。

智能化戰(zhàn)爭的特點

無人機(jī)集群作戰(zhàn)、有人—無人協(xié)同作戰(zhàn)以及全域智能聯(lián)合作戰(zhàn)等樣式將改變作戰(zhàn)力量的結(jié)構(gòu)和運(yùn)用方式。智能化戰(zhàn)爭呈現(xiàn)出四方面特點。

1.作戰(zhàn)裝備無人化

從空中偵察到察打一體再到協(xié)同作戰(zhàn)，無人機(jī)將成為未來智能化作戰(zhàn)的重要力量。

一是執(zhí)行多樣化任務(wù)。無人機(jī)具有機(jī)動性高、隱蔽性強(qiáng)、作戰(zhàn)成本低、續(xù)航時間長等先天優(yōu)勢，可以代替有人機(jī)前出“危險（Danger）、骯臟（Dirty）、枯燥（Dull）、縱深（Deep）”的環(huán)境，執(zhí)行偵察、打擊、通信中繼等任務(wù)。戰(zhàn)爭形態(tài)向無人化演變已經(jīng)成為必然趨勢。

二是提高作戰(zhàn)效能。無人機(jī)響應(yīng)速度更快、打擊精確度更高，能夠大幅縮短“偵—控—打—評”回路的周期，有效提升偵察透明度。

三是拓展協(xié)同作戰(zhàn)能力。無人機(jī)集群可自組網(wǎng)，集群無人機(jī)間的協(xié)同作戰(zhàn)樣式更加多樣化，同構(gòu)集群和異構(gòu)集群的行動將為未來作戰(zhàn)提供更多的新力量運(yùn)用模式。

2.作戰(zhàn)行動自主化

基于人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，作戰(zhàn)模式正在逐步演變。

一是自主精準(zhǔn)地感知態(tài)勢。基于聯(lián)合作戰(zhàn)體系，無人機(jī)運(yùn)用智能識別技術(shù)，依靠軍種大數(shù)據(jù)支持，可精準(zhǔn)感知戰(zhàn)場態(tài)勢。

二是自主高效地完成決策。首先，人機(jī)交互完成目標(biāo)鎖定前的設(shè)計性決策，自主無人機(jī)再完成目標(biāo)鎖定后的作戰(zhàn)決策。

三是自主科學(xué)地規(guī)劃任務(wù)。預(yù)先設(shè)計與態(tài)勢感知變化相互結(jié)合，無人機(jī)自主、實時地規(guī)劃飛行航線和任務(wù)。

四是自主快速地評估毀傷效果。依托大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，無人機(jī)自主快速地完成打擊效果評估。

3.作戰(zhàn)體系重構(gòu)化

決定戰(zhàn)爭成敗的主導(dǎo)因素逐步從“制信息權(quán)”向“制智權(quán)”轉(zhuǎn)變，智能優(yōu)勢成為超越信息優(yōu)勢的“進(jìn)階”優(yōu)勢。

一是體系分布多域拓展。未來作戰(zhàn)空間向陸、海、空、天、電、網(wǎng)以及認(rèn)知域、社會域等多個領(lǐng)域拓展，能夠在更為廣闊的空間進(jìn)行非線式、不規(guī)則、廣域疏散部署。

二是體系運(yùn)行跨域聚能。作戰(zhàn)力量結(jié)構(gòu)更為靈敏、簡捷、精干和高效，動態(tài)重組和戰(zhàn)場適應(yīng)能力不斷增強(qiáng)。根據(jù)作戰(zhàn)需要，作戰(zhàn)力量能夠快速靈活調(diào)整，實現(xiàn)物理域、信息域、認(rèn)知域的深度跨域聚能。

三是體系效能精準(zhǔn)釋放。全域空間內(nèi)的各種作戰(zhàn)力量通過自主控制可達(dá)成實時反應(yīng)、快速機(jī)動和協(xié)同行動，效能逐步釋放，線性疊加向非線性、涌現(xiàn)性、自適應(yīng)、自組織等融合效應(yīng)轉(zhuǎn)變，作戰(zhàn)力量實現(xiàn)了精準(zhǔn)釋能。

4.作戰(zhàn)方式靈巧化

隨著智能化技術(shù)的不斷成熟，作戰(zhàn)裝備的制造成本越來越低。低風(fēng)險、低成本、低門檻交戰(zhàn)成為作戰(zhàn)運(yùn)用的主要特征。

圖1 美軍海量戰(zhàn)場信息獲取須要全方位的地理空間情報提供支撐。

一是作戰(zhàn)手段更加多樣化。2017年底，敘利亞反對派使用大量低廉材質(zhì)制成的固定翼無人機(jī)，對俄羅斯駐敘利亞軍事基地發(fā)動無人機(jī)集群打擊，體現(xiàn)了“數(shù)量就是質(zhì)量”的作戰(zhàn)價值。在未來作戰(zhàn)中，大量低成本無人機(jī)單次投入使用，力求實現(xiàn)以最小的代價獲取更高的作戰(zhàn)效能。

二是交戰(zhàn)方法更加靈活。作戰(zhàn)力量的能力末端實現(xiàn)精細(xì)化融合，在多個領(lǐng)域和整個戰(zhàn)場縱深創(chuàng)造臨時性優(yōu)勢窗口。通過鏈?zhǔn)椒磻?yīng)累積，各節(jié)點形成更多的臨時優(yōu)勢窗口，進(jìn)而形成“蝴蝶效應(yīng)”；通過更快的作戰(zhàn)速度、更高的作戰(zhàn)效能，各末端將快速達(dá)成作戰(zhàn)目的。

三是重構(gòu)組合更加快速。在智能化系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈、作戰(zhàn)云的支撐下，作戰(zhàn)體系由以往的相對固定架構(gòu)向快速重構(gòu)形態(tài)轉(zhuǎn)變，各作戰(zhàn)要素根據(jù)作戰(zhàn)須要進(jìn)行自適應(yīng)組合，實現(xiàn)廣域精確性聚能和釋能。

無人機(jī)在地理空間情報保障中的應(yīng)用

基于無人機(jī)的地理空間情報保障能力，迎合了智能化戰(zhàn)爭最本質(zhì)的變化需求，即有人機(jī)之間的較量轉(zhuǎn)變?yōu)樵谟腥藱C(jī)的絕對控制下,無人機(jī)最大程度地釋放作戰(zhàn)能力,從而提升有人-無人協(xié)同作戰(zhàn)的體系效能。

搭載多種任務(wù)載荷執(zhí)行綜合任務(wù)，為無人作戰(zhàn)能力施展創(chuàng)造機(jī)會

在戰(zhàn)場地理空間情報保障中，以無人偵察機(jī)為代表的新型裝備主要用于地理空間情報信息獲取、遠(yuǎn)程目標(biāo)精確打擊引導(dǎo)和戰(zhàn)場毀傷效果評估。通過全天候、全方位、全頻譜、立體化戰(zhàn)場監(jiān)視偵察，無人機(jī)提供持久和廣域的情報保障，充分滿足智能化作戰(zhàn)的需求。

實時獲取戰(zhàn)場地理空間信息，為作戰(zhàn)指揮決策提供支持

無人機(jī)實時或近實時地采集作戰(zhàn)區(qū)域的地形、目標(biāo)和戰(zhàn)場環(huán)境信息，其主要偵察范圍包括軍事基地、交通樞紐、黨政機(jī)關(guān)、重點設(shè)施等關(guān)鍵目標(biāo)，通過跨晝夜持續(xù)監(jiān)視，及時更新和維護(hù)戰(zhàn)場地理空間情報數(shù)據(jù)和產(chǎn)品，實時向指揮中心傳輸戰(zhàn)場態(tài)勢和目標(biāo)影像，及時提供兵力異常動向等預(yù)警性情報信息，為聯(lián)合作戰(zhàn)指揮決策提供可靠的情報保障。

及時獲取攻擊所需的各種數(shù)據(jù)為遠(yuǎn)程目標(biāo)精確打擊提供引導(dǎo)

，

無人機(jī)搭載GPS、雷達(dá)、光電/紅外吊艙等設(shè)備，對打擊目標(biāo)進(jìn)行精確定位和引導(dǎo)。高空長航時無人機(jī)利用瞬時視場大、續(xù)航時間長的優(yōu)勢，在短時間內(nèi)完成大范圍目標(biāo)區(qū)域的搜索，鎖定目標(biāo)，實施遠(yuǎn)程持久監(jiān)視，并收集滿足攻擊須要的各種數(shù)據(jù)信息。基于這些數(shù)據(jù)信息，導(dǎo)彈部隊不斷修正彈道，為遠(yuǎn)程精確制導(dǎo)導(dǎo)彈引導(dǎo)航線，進(jìn)而提高遠(yuǎn)程精確打擊的效果。

評估戰(zhàn)場毀傷效果，為作戰(zhàn)節(jié)奏提供決策依據(jù)

無人機(jī)將獲取的實時圖像和影像回傳地面控制站，指揮中心迅速把回傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)匹配，對毀傷效果進(jìn)行評估，并以評估結(jié)果為判定依據(jù)，決定是否實施下一波次打擊，確保導(dǎo)彈等精確制導(dǎo)彈藥的補(bǔ)充打擊更具有定向性，有效把握戰(zhàn)機(jī)、控制戰(zhàn)斗節(jié)奏。

趨勢展望

隨著智能化技術(shù)的飛速發(fā)展，無人機(jī)將在動態(tài)地理空間情報保障、大數(shù)據(jù)情報分析以及有人-無人一體化偵察情報體系等領(lǐng)域擁有更大的應(yīng)用空間，軍方將逐步加快較完整的技術(shù)保障體系和戰(zhàn)場地理空間情報保障體系構(gòu)建。

發(fā)揮聯(lián)合作戰(zhàn)效能，建設(shè)有人-無人一體化偵察情報體系

當(dāng)前，美軍正在積極推行“全球一體化”作戰(zhàn)理念，旨在推動聯(lián)合作戰(zhàn)從“能力疊加”向“能力融合”轉(zhuǎn)變、從“軍種協(xié)同”向“跨域融合”發(fā)展。在此背景下，無人機(jī)偵察情報保障也必然向一體化方向發(fā)展。美軍認(rèn)為，技術(shù)的不斷進(jìn)步和軍隊的不斷發(fā)展，將推動空中、地面、海面、海下各領(lǐng)域的偵察裝備融入一體化作戰(zhàn)體系，無人機(jī)與有人裝備協(xié)同作戰(zhàn)，構(gòu)建了有人-無人一體化偵察情報體系。

發(fā)揮硬件效能，構(gòu)建動態(tài)地理空間情報保障模式

靜態(tài)數(shù)字地形圖等傳統(tǒng)目標(biāo)情報保障方式已無法滿足智能化作戰(zhàn)的需要，而三維、動態(tài)、連續(xù)的新興情報保障方式將成為未來發(fā)展的主要方向。例如，高精度傳感器、海量影像數(shù)據(jù)中央處理機(jī)（GPU）等機(jī)載傳感器和處理機(jī)的快速發(fā)展，為動態(tài)地理空間情報提供了硬件基礎(chǔ)。目標(biāo)運(yùn)動軌跡和所處的地理環(huán)境直接與地理定位參數(shù)相融合，實現(xiàn)了直播式視頻影像的保障模式。

發(fā)揮云技術(shù)效能，構(gòu)建大數(shù)據(jù)情報分析體系

在伊拉克戰(zhàn)爭中，由于情報系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力難以滿足戰(zhàn)場全域態(tài)勢感知的需求，美軍拓展合作領(lǐng)域，建立了全新的情報分析架構(gòu),研發(fā)先進(jìn)的情報分析技術(shù)，利用基于云技術(shù)的數(shù)據(jù)存儲方法，研發(fā)大容量數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，增強(qiáng)海量數(shù)據(jù)分析處理能力和碎片化信息間的關(guān)聯(lián)性分析能力，注重培養(yǎng)兼具跨領(lǐng)域、跨機(jī)構(gòu)、跨安全區(qū)訪問技能的“全源型”情報分析師，實現(xiàn)了單源分析到多源分析再到全源分析的迭代轉(zhuǎn)變，具備了將海量數(shù)據(jù)快速轉(zhuǎn)化為精準(zhǔn)情報的能力，以此建立作戰(zhàn)所需的大數(shù)據(jù)情報分析體系，為指揮員感知態(tài)勢和決策提供更及時、更全面和更高質(zhì)量的持續(xù)情報支持。

總結(jié)

在近幾次高技術(shù)條件下的局部戰(zhàn)爭中，無人機(jī)在情報信息收集、分析和處理等方面的作用日益凸顯，已成為智能化戰(zhàn)爭的重要偵察平臺和信息節(jié)點。無人機(jī)情報保障在智能化戰(zhàn)爭中廣泛且深入地應(yīng)用，必將對地理空間情報保障模式、作戰(zhàn)理念構(gòu)建以及作戰(zhàn)樣式設(shè)計產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。