淺析現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的軍事地理信息系統(tǒng)及作戰(zhàn)運用

在現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭中，聯(lián)合作戰(zhàn)的概念日益強烈，地理信息起著不容忽視的作用。大大小小的作戰(zhàn)指揮控制系統(tǒng)中都或多或少地融合著軍事地理信息系統(tǒng)的功能，即使單兵行動也離不開軍事地理信息的支持。一個優(yōu)秀的軍事地理信息系統(tǒng)可以形象直觀地表現(xiàn)敵我信息，并且易于同三維戰(zhàn)場信息相結(jié)合，形成近實時的戰(zhàn)場態(tài)勢圖，提高部隊?wèi)B(tài)勢感知能力，利于指揮員了解全維戰(zhàn)場情況。

概念界定

軍事地理信息系統(tǒng)是一種面向功能的地理信息系統(tǒng)，配有解決軍事任務(wù)的應(yīng)用程序，可為作戰(zhàn)決策和行動規(guī)劃提供支持，可將大量各類坐標(biāo)—時間信息轉(zhuǎn)換為便于軍事指揮機構(gòu)使用的形式，并實現(xiàn)可視化。該系統(tǒng)在計算機硬件支持下運用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論和方法，綜合地、動態(tài)地獲取、存儲、管理和分析軍事地理環(huán)境信息，并服務(wù)于作戰(zhàn)指揮自動化、戰(zhàn)場數(shù)字化建設(shè)和軍事決策支持的軍事空間信息系統(tǒng)。近年來，軍事地理信息系統(tǒng)受到各國軍方的普遍重視，美軍將其形容為一把“大傘”，將GPS獲取的位置信息、衛(wèi)星和無人機獲取的偵察與監(jiān)測信息、戰(zhàn)場損毀評估信息等均迅速匯聚在這把“大傘”之下，構(gòu)成了完整的衛(wèi)星對地觀測系統(tǒng)。這就從總體上說明了其在現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭中的地位和作用。

外國發(fā)展現(xiàn)狀

美軍 目前，世界主要軍事強國在科學(xué)技術(shù)方面的主要成就均反映在軍事行動的方法上，特別是通過引入地理信息支持，從而縮短了從發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到摧毀目標(biāo)的時間。自2000年以來，美政府每年花費高達(dá)3億美元購買地球遙感圖像，總共撥款高達(dá)20億美元用于實施“向消費者提供關(guān)于解決處理地理信息相關(guān)問題的智能方法”計劃，并將其中75%的資金投資于私營公司的商業(yè)項目。2021年，地理空間情報的資金占美國情報界所有部門（17個部門）的87%，總額為800億美元。強大的投資使得提前積累全球數(shù)據(jù)信息成為可能，大大提高了美國武裝部隊的使用效率。從2013年3月至2018年，美國家地理空間情報局（NGA）創(chuàng)建了每周更新的世界數(shù)字地圖；它的存在大大提高了美國武裝部隊的作戰(zhàn)能力。

俄軍 在烏克蘭危機中，俄軍使用新型地理信息系統(tǒng)保障軍事行動。自2000年以來，“地理信息支持”一詞一直被俄軍使用，并于2021年被載入俄羅斯聯(lián)邦武裝部隊單一地理信息空間的形成和發(fā)展概念，建設(shè)武裝部隊統(tǒng)一地理信息空間，在地理、地形、制圖、大地測量、導(dǎo)航、重力、氣象、地球物理和環(huán)境等方面提供支持。截止至2023年，俄軍軍事行動地理信息系統(tǒng)的功能和監(jiān)管狀態(tài)尚未最終形成。為了解決現(xiàn)有和逐漸積累的問題，俄軍綜合考慮在烏克蘭危機實踐中使用地理空間信息的具體情況，對相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。俄軍自2004年開始使用地理信息系統(tǒng)，鼓勵部隊積極使用數(shù)字地圖，目前使用的是“操作員”軍事地理信息系統(tǒng)，并于2013年8月裝備部隊。

構(gòu)成與功能

桌面端 以俄軍“操作員”系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)以對話框式的菜單主面板和附加面板模塊的形式實現(xiàn)，具有電子地圖、正射影像圖、平面圖、照片平面圖、照片方案、照片和視頻材料、高度矩陣等數(shù)據(jù)信息，可以用來評估民用和軍事設(shè)施的情況以及地形、變化和現(xiàn)狀?？梢詮拈_源渠道獲得數(shù)據(jù)，并將其用作準(zhǔn)備地形、大地測量和導(dǎo)航的地理數(shù)據(jù)的附加來源，主要包括：顯示敵對行動地區(qū)的氣溫；截至當(dāng)前日期的谷歌天氣數(shù)據(jù)；在Google地理系統(tǒng)背景下為柵格地圖選擇參數(shù)結(jié)果；連接GLONASS/GPS接收器時的導(dǎo)航數(shù)據(jù)；要在足夠的精度上自動將柵格從WGS-84坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為CK-42，并接收所需區(qū)域的更新信息。

分析烏克蘭危機期間的俄軍行動可以看出，俄軍使用無人機參與偵察任務(wù)，提高了對敵實施火力打擊的有效性，其飛行計劃和信息后期處理均通過軍事地理信息系統(tǒng)實施。該系統(tǒng)有一個可用于自動處理航空攝影材料“全景照片”程序，具有正射鑲嵌、高度矩陣和三維模型，在“全景照片”程序中獲得的正射鑲嵌可以與“操作員”中的操作情況數(shù)據(jù)相結(jié)合。但是，該系統(tǒng)也存有部分缺點：軟件的有效運行需要高配置計算機；人員必須具備扎實的計算機使用技能；該程序必須安裝在裝有Windows和Linux操作系統(tǒng)的固定或移動個人計算機上，限制了其在營連排等戰(zhàn)術(shù)級分隊的使用。目前，俄軍使用Android操作系統(tǒng)上運行的各種移動應(yīng)用程序來解決這一問題，比如AlpineQuest應(yīng)用。

移動端 烏克蘭危機期間，各類志愿者、愛好者和IT計算機團(tuán)體為雙方的戰(zhàn)術(shù)級單位研發(fā)了各種軟件。這些程序以GIS內(nèi)核為基礎(chǔ)，以Android操作系統(tǒng)為平臺，可在移動設(shè)備（平板電腦、智能手機）上運行。最流行和最常見的應(yīng)用程序是“GISARTA”“Dill”和“Kropyva”。GISARTA是一個Web界面的GIS軟件，由烏克蘭IT公司BreezeSoftware和Geo-Soft研制，適用于各種類型的計算機平臺，從集中式服務(wù)器到個人（或聯(lián)網(wǎng)）計算機、平板電腦和基于Windows/Android的智能手機，它們提供了使用GIS的能力，以及來自公開來源的信息（谷歌地圖、必應(yīng)、Yandex地圖等）。其中，Kropiva軟件可以使用電子地圖、圖像、規(guī)劃和執(zhí)行各種計算任務(wù)。該系統(tǒng)開發(fā)和整合始于2014年的一個志愿者項目，當(dāng)時一群烏克蘭志愿者開始向軍隊提供平板電腦。早在2018年，Logic設(shè)計局的開發(fā)人員就向烏克蘭武裝部隊捐贈了數(shù)千臺帶有Kropiva系統(tǒng)的平板電腦。Kropiva系統(tǒng)將偵察、控制和火力功能整合到一個信息網(wǎng)絡(luò)中。烏軍可以從普通平板電腦提交炮火請求，可使用與北約標(biāo)準(zhǔn)兼容的短波數(shù)字無線電、衛(wèi)星、光纖通信信道和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。同時，該系統(tǒng)結(jié)合了所有技術(shù)手段，從火炮到察打一體無人機。Kropiva系統(tǒng)允許在營連排級分隊使用，有助于將偵察、控制和火力破壞的手段整合到一個信息領(lǐng)域中。

通過戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)連接起來的Kropiva控制系統(tǒng)具有許多技術(shù)優(yōu)勢：訪問電子地圖并顯示自己的位置；與系統(tǒng)其他用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；解決個別計算問題，例如行軍計算、火力打擊地區(qū)、炮兵修正等；確保偵察設(shè)備在自動模式下的交互和數(shù)據(jù)傳輸。通過Kropiva系統(tǒng)，可將炮兵連的部署時間減少至1/5，命中率提高了3倍。Kropiva系統(tǒng)非常易于使用，只需要一臺平板電腦或智能手機，即可安裝相應(yīng)軟件、通信工具或訪問互聯(lián)網(wǎng)。該程序還可從天氣預(yù)報、便攜式氣象站等系統(tǒng)設(shè)備中獲取數(shù)據(jù)。在使用Kropyva時，僅需要知道目標(biāo)的坐標(biāo)或炮兵連的位置，天氣狀況，將上述數(shù)據(jù)輸入平板電腦，即可自動計算射擊方向和到目標(biāo)的距離。

實戰(zhàn)應(yīng)用

背景 2015年9月起，俄羅斯空軍開始在敘利亞開展打擊恐怖分子的作戰(zhàn)行動。俄軍在敵對行動開始之前，向中東部署了工兵部隊和混合航空隊。航空兵成為俄羅斯駐敘利亞武裝部隊的主要打擊力量，包括蘇-25SM攻擊機、蘇-24M前線轟炸機、蘇-27、蘇-30SM、蘇-35和最新的蘇-57戰(zhàn)斗機，以及圖-22M3、圖-95MS和圖-160戰(zhàn)略轟炸機，還有米-8、米-28N、米-24P和卡-52直升機。

戰(zhàn)法 蘇-25SM戰(zhàn)斗機機組在敘利亞的主要作戰(zhàn)方式是在規(guī)定時間內(nèi)，以導(dǎo)航轟炸模式，從地面執(zhí)勤陣地以單發(fā)、對發(fā)和聯(lián)發(fā)的方式，對預(yù)先確定的地面目標(biāo)（物體）依次發(fā)起空襲。攻擊機群通常由2至6架飛機組成，具體數(shù)量取決于目標(biāo)的類型和構(gòu)成。半徑不超過20千米—25千米的目標(biāo)被分配給攻擊小組。對指定的地面目標(biāo)進(jìn)行攻擊時，攻擊組內(nèi)的飛機之間通常間隔1至2分鐘，攻擊組通常在5至6分鐘后進(jìn)行重復(fù)攻擊。如果單機或雙機編隊沒有目視能見度，則進(jìn)行分梯次飛行，通常不少于100米。即使在目標(biāo)區(qū)有云層的情況下，6架攻擊機組成的機群也能保證完成指定任務(wù)，機群之間的梯隊距離為150米—200米，在指定時間出擊，間隔時間為1分鐘。這樣，一個6機編隊，掛載4個OFAB-250型高阻炸彈，在前線上空盤旋30分鐘—40分鐘，攻擊24個目標(biāo)，從而實現(xiàn)對敵人的持續(xù)火力打擊。蘇-25SM可以在3000米和4000米高度，穩(wěn)定可靠地攻擊目標(biāo)。為了削弱敵方使用便攜式防空系統(tǒng)和高射炮的能力，俄軍從3500米到4100米的高度水平飛行進(jìn)行轟炸。轟炸按照一彈一目標(biāo)的原則逐點進(jìn)行。機組人員的戰(zhàn)斗載荷為4枚航空炸彈，可擊中4個目標(biāo)。

系統(tǒng)應(yīng)用 俄軍使用“操作員”系統(tǒng)，在電子地圖上根據(jù)戰(zhàn)役和戰(zhàn)術(shù)情況創(chuàng)建電子作戰(zhàn)圖形文件?；凇耙环N常規(guī)標(biāo)志，幾種展示形式”的原則，為相應(yīng)級別（戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)役和戰(zhàn)略）的軍事編隊指揮機構(gòu)編制成套的常規(guī)戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)標(biāo)志。通過這種方法，大大減少了搜索所需符號的時間，并方便指揮員在電子地圖上繪制戰(zhàn)場態(tài)勢。俄軍認(rèn)為，任何具有坐標(biāo)參考的制圖基礎(chǔ)都可用作地形基礎(chǔ)，包括電子地形圖、光柵圖像、地理門戶數(shù)據(jù)等。

為了繪制航空部隊指揮官的電子工作地圖，首先要繪制該部隊即將開展行動區(qū)域的定制矢量地圖。具體步驟如下：創(chuàng)建指揮官電子工作卡。輸入文件（地圖）名稱，選擇作戰(zhàn)級別，戰(zhàn)役或戰(zhàn)術(shù)，指定存儲形式，信息是否需要加密，然后點擊創(chuàng)建地圖。將其作為作戰(zhàn)文件執(zhí)行，新的行動態(tài)勢通常與命令文本同時傳送到指揮員的自動化工作站；它是指揮員電子地圖上的態(tài)勢副本，用作定下決心的基準(zhǔn)，并在其上繪制、單位和編隊的位置，以及他們計劃采取的行動。將航空電子地圖上的態(tài)勢副本作為底圖轉(zhuǎn)移到先前繪制的電子工作圖上，只保留需要的隊標(biāo)隊號，或在電子工作圖上復(fù)制必要的常規(guī)標(biāo)號，并為指揮員準(zhǔn)備一套常規(guī)標(biāo)號模板。

俄軍規(guī)定，常用標(biāo)號覆蓋戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)層級，可用于空軍的所有指揮環(huán)節(jié)，通常由4個—9個預(yù)先準(zhǔn)備好的標(biāo)號組成。

在俄軍作戰(zhàn)理論中，地面目標(biāo)被視為OTA飛機的打擊目標(biāo)，考慮到蘇-34飛機性能，以X軸和Z軸可能的散布偏差形式給出了初始數(shù)據(jù)：Eh=1.7+0.017?V；Ez=0.69?Eh。

在作戰(zhàn)籌劃時，俄軍特別注意研究反衛(wèi)星武器作戰(zhàn)應(yīng)用的合理條件問題（接近目標(biāo)的方向、確定目標(biāo)分散指標(biāo)和選擇合理的反衛(wèi)星武器）；同時，注意山區(qū)和沙漠地形以及外國國界附近的飛行性能和定向性，以及目視定向的特殊性、無線電設(shè)備的工作、失去定向時的行動和RTS、Glonass系統(tǒng)失靈時的行動。

綜上所述，伴隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展，以及外軍，特別是美俄等軍事強國戰(zhàn)場實踐的深化，軍事地理信息系統(tǒng)的研究、發(fā)展及其作戰(zhàn)應(yīng)用在聯(lián)合作戰(zhàn)數(shù)字化戰(zhàn)場、數(shù)字化武器裝備、指控系統(tǒng)、智能化指揮決策建設(shè)中的地位和作用日益提高。已經(jīng)成為拓展指揮人員信息領(lǐng)域，奪取信息優(yōu)勢和決策優(yōu)勢的關(guān)鍵技術(shù)之一，是實現(xiàn)戰(zhàn)場資源共享和一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的有效途徑，必將在未來作戰(zhàn)或行動中發(fā)揮更為重要的作用。

責(zé)任編輯：劉靖鑫