3s技术及其应用_“3S”技术及其在现代信息战中的运用

更新时间:2017-10-19 来源:资讯 点击:

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  现代化战争在某种意义上就是高技术的战争,其中以“3S”的应用最具有代表性。在海湾战争、波黑战争特别是科索沃战争中,以美国为首的北约使用了由GIS, RS和GPS构成的先进的卫星对地观测系统。空中对地信息的获取和采集,主要是遥感技术(RS),但在获取遥感影像的同时,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GPS和RS所采集的地面信息数字化后进人GIS加以存储、处理、分析和更新,并有效地服务于军事。在战争开始之前,需要建立战区及其周围地区的军事地理信息系统;战时利用GIS, GPS和RS进行战场地形和态势侦察,军事目标跟踪监视,飞行器的定位导航与武器精确制导,作战指挥与军事调度,战场打击效果监控与评估等。所以“3S”与现代化战争具有极其密切的关系,“3S”技术并在现代信息化战争中有着广泛的应用。
  一、“3S”技术简介
  “3S”技术是遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统( GPS)的统称,是以处理地球表面信息为主要特征的空间信息技术。人类信息资源80%与空间位置有关,这就决定了“3S”技术在人类空间信息规划处理方面有广泛的应用。
  遥感(RS)是当今空间信息获取和更新的一个非常重要的手段和工具,它采用卫星、雷达等航天观测技术对地球表面进行连续观测,用传感器收集目标的电磁波信息,并经过一系列物理手段、数学方法以及地学规律来分析处理获得地球表况特征信息的一种新技术。用遥感技术获取信息有范围广、速度快、信息面宽的特点。
  地理信息系统(GIS)通过计算机技术,对各种与地理位置有关的信息进行采集、存储、检索、显示和分析,将地理信息各单元属性数据与空间位置直观地联系起来,为地理信息可视化表达提供了强有力的技术手段,从而使各种复杂的空间问题科学求解成为可能。
  全球定位系统(GPS)是建立在无线电空间定位系统基础上的空间导航系统,它由空间卫星、地面监控站和用户设备组成,利用卫星信号可以对地表空间任一位置准确定位。从而获取目标的准确空间位置和属性信息以及地面高程模型。
  空间定位技术、遥感技术和地理信息技术的整体集成无疑是人们所追求的目标。这种系统不仅具有自动、实时地采集、处理和更新数据的功能,而且能够智能式地分析和运用数据,为各种应用提供科学决策咨询,并回答用户可能提出的各种复杂问题。在这个系统内,GIS 相当于中枢神经,RS 相当于传感器,GPS 相当于定位器,三者的共同作用将使地球能实时感受到自身的变化,在现代信息化作战中中发挥着重要作用。
  二、信息战的相关概念
  一般来讲,信息战包含以下几个层次的概念:
  (一)信息化战场
  “信息化战场”即“数字化战场”,它与举世关注的数字地球有着内在的联系,是数字地球具体应用领域。数字化战场是现实(物质)战场在数字网络空间的再现和反映,它不仅再现现实战场(模拟和仿真),而且超越现实战场(网络化、智能化和虚拟化)。在方法上,它是以信息技术为核心的战场信息系统技术;在应用上,它是一个基于网络环境的战场信息应用服务体系。
  (二)信息化战场环境
  现代战场是由陆、海、空、天等四维空间及与之密切相关的电磁环境和信息环境融于一体的作战环境。它们各自包含的内容不尽相同,但概括地说,应包括自然环境要素和非自然环境要素。自然环境要素包括地貌、水文、气象、地球引力等;非自然因素包括人文、经济、交通运输和通信、电磁环境、信息环境等。
  (三)信息化战场态势
  信息化战场态势是指敌我双方在信息化战场环境这个“平台”上的战前布局、战争进程、战后结局的状态。信息化战场态势特别是战争进程中的战场态势是动态的,其最基本的构成要素是数字化部队状况,包括数字化士兵、数字化武器系统等。
  三、“3S”在现代信息战中的应用
  “3S”技术在现代信息战中的意义重大而深远。”3S”技术在信息战中的主要作用体现在以下几个方面:
  (一)通过人机结合分析判断,实现指挥决策科学化
  遥感技术重复观测和成像速度快,可及时获取更新的地理环境信息,因此,以遥感图像为基础对不同时间目标的形状、大小、色调、阴影、布局、位置等特征和要素进行对比,认真研究环境的动态特征,可以科学预测环境变化,提供准确的动态分析结论。在分析过程中,GIS通过加人地图要素形成影像地图,可以得到比线划图等常规方法更多的信息量,增加分析的科学性。
  (二)通过为战场提供空间数据,实现作战行动数字化
  “3S”技术为数字化战场建设提供高精度、多分辨率军事地理空间数据框架,包括大地坐标参考系(地心坐标系)及大地控制数据(GPS网数据)、重力场数据、矢量数字地图数据、数字正射影像数据、数字高程模型数据,为战场(或目标)打击效果评估提供技术手段。这些数据是战场其他军事地理实体和现象定位的基础。信息化战场的所有数据都必须以空间数据作为空间框架进行定位,这样才能建立起具有时空参照系的战场感知环境。整个数字化战场好似一个“神经网络”,GPS获取的定位信息和RS获取战场环境信息,经数字化后进入GIS, GIS以其数据存储、管理、处理、查询、分析、可视化显示与制图输出功能提供有效的服务。
  (三)通过为导弹升级制导系统,实现远程打击精确化
  "3S"为远程武器提供精确制导数据和配套装备。包括:导弹发射场(架)大地坐标数据和重力场数据、导弹航迹带重力场数据、地形匹配制导用数字地图、影像匹配制导用数字正射影像、对导弹进行引导的GPS和惯导系统、导弹机动作战区的综合测绘保障等。
  随着“3S”技术的不断完善和军队信息化的深入发展,”3S”技术以其能够对地理信息进行收集和融合处理,已逐步应用于C4I系统中,为其提供信息支持,尤其是侦察、监测和情报都是以“3S”技术为基础,这也为军队在遂行非战争军事行动中运用“3S”技术奠定了基础。可以预见,随着军事行动对态势感知、情报预警、指挥控制能力需求的提升,”3S”技术必将作为指挥信息系统中的重要部分,成为现代信息战不可或缺的重要技术手段。
  参考文献:
  1.任宁宁,3S技术与数字化战场,飞航导弹,2005,05.
  2.项德良,3S技术发展与其在国家建设中的应用,科技创新导报,2009,19.

本文来源:http://www.yscs9s.com/news/86110/

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