Применение геоинформационных систем в военном деле

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДОКЛАД

 

Применение геоинформационных  систем в военном деле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:	_________________________

 

 

 

Проверил:

_________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Анализ современных  военных конфликтов в Персидском заливе и Югославии показывает, что на первый план выходят бесконтактные методы вооруженной борьбы. Побеждает тот, кто имеет о противнике высокоточную и актуальную информацию, начиная от цифрового описания местности его территории, расположения войск и жизненно важных объектов до климатических и погодных условий  районов проведения боевых операций.

В современных условиях в значительной степени возросли объемы и разнообразие данных, используемых при планировании, организации и проведении военных операций.

Состав информации, необходимой  органам управления и штабам в процессе их деятельности, все больше напоминает слоеный пирог, с постоянно увеличивающимся количеством слоев – видов используемых данных. Кроме данных о местности растет поток используемой в процессе управления войсками  оперативно-тактической, разведывательной, метео- и геофизической информации, которую необходимо анализировать и учитывать при подготовке и проведении операций. Уже сегодня необходимые разновидности данных в требуемых  объемах не могут быть приняты, обработаны и интегрированы с использованием существующих технических средств органами военного управления при принятии оперативных решений на проведение операций и применение оружия. Объемы этой информации колоссальны. Для ее передачи и обработки требуются высокоскоростные каналы передачи данных (от нескольких единиц до сотен Мбайт/сек), средства хранения данных в практически неограниченных объемах, компьютеры с производительностью от десятков миллионов до сотен миллиардов операций/сек, средства обработки и отображения графической информации, в том числе в трехмерном представлении. Эта информация добывается с использованием, в первую очередь, космических средств, но также обработкой оперативной информации и большого количества открытой информации, в том числе и в средствах массовой информации.

Очевидно, что противоречия, возникшие между возросшими потоками информации  и имеющимися возможностями по их обработке и использованию, обуславливают необходимость разработки новых средств. И такие средства созданы и активно используются в военном деле.

Среди них особый интерес  представляют, так называемые геоинформационные системы военного назначения (ГИС ВН), которые являются неотъемлемой частью современных автоматизированных систем управления войсками и оружием.

Основу всей, используемой в ГИС ВН информации, составляет цифровая информация о местности (ЦИМ). ЦИМ используется для координатной привязки различных видов информации, необходимой при планировании операций и применения различных видов оружия. К этой информации следует отнести разведывательные данные, получаемые средствами космической, воздушной, наземной и агентурной разведок, метеорологическую информацию, получаемую средствами геофизического обеспечения, специализированную информацию о фоно-целевой обстановке для высокоточного оружия, а также необходимые данные о своих войсках. При этом для решения различных задач управления войсками и оружием требуются различные виды ЦИМ.

В органах управления войсками ЦИМ используется для координатно-временной  привязки различных видов информации, необходимой при планировании операций или применения различных видов оружия и включающих обработанные разведывательные данные, получаемые техническими средствами космической, воздушной, наземной и агентурной разведок, метеорологическую информацию, получаемую средствами геофизического обеспечения, специализированную информацию о фоно-целевой обстановке для высокоточного оружия, а также необходимые данные о своих войсках и тыле. При этом основные документы по организации управления войсками уже отрабатываются в штабах, оснащенных компонентами АСУ, на электронных картах различного масштаба, на соответствующих рабочих местах, оборудованных ГИС ВН.

1. Географические информационные системы военного назначения

Основным требованием  к геоинформационным системам военного назначения является преобразование и представление больших объемов разнообразной координатно-временной информации в виде, удобном для использования, органам управления войсками и оружием в процессе изучения, анализа и оценки обстановки, планирования операций, подготовки целеуказаний и полетных заданий.

ГИС ВН должна функционировать  на аппаратной платформе ПЭВМ Intel-архитектуры и рабочих станций RISC-архитектуры; в операционной системе UNIX, а также WINDOWS NT- совместимой.

ГИС ВН должна обеспечивать:

• ввод цифровой информации о местности (ЦИМ):
• векторных электронных карт в форматах SXF, DXF, VPF, SDTS, DX-90, MIF/MIC, F20S;
• растровых электронных и фотокарт в форматах PCX, TIFF, JPEG;
• фотоизображений в форматах PCX, TIFF, JPEG;
• астрономо-геодезических данных в форматах СУБД Линтер ВС, dBase, Paradox, Oracle, SGL Server, Netware SGL;
• преобразование указанной ЦИМ в необходимые (используемые в ВС РФ) проекции, системы координат и ее представление и хранение в виде логически единых массивов информации;
• ввод тематической информации:

оперативно-тактической, разведывательной в форматах СУБД dBase, Paradox, Oracle, SGL Server, Netware SGL;

фоно-целевой, гидрометеорологической в форматах PCX, TIFF, JPEG; 

• отображение ЦИМ, тематической информации и результатов информационно-расчетных задач в различных сочетаниях в выбранной системе координат, в том числе с возможностью масштабирования и скроллинга (перемещения) изображений, с возможностью выбора отдельных слоев, групп объектов;
• ГИС ВН не должна накладывать ограничений на  размеры объектов и районов работ, размеры входных файлов ЦИМ и тематической информации;
• возможность использования необходимой информации в режиме реального времени при подготовке и в ходе операций в условиях военного времени;
• ввод (прием) и отображение динамически изменяющейся тематической информации и результатов информационно-расчетных задач;
• поиск объектов внутри задаваемой области (форма и размер области задается различными способами) по координатам, кодам и характеристикам с последующим их предъявлением и отображением на экране путем повышенной яркости отображения;
• создание, удаление и редактирование пользовательских объектов;
• обеспечивать увязку объектов геоинформации с тематическими базами данных с возможностью поиска одних через других и манипулирования ими;
• обеспечивать логическую сшивку объектов, расположенных на различных листах;
• создание и вывод на твердую копию тематических карт, карт разведданных, сводок и отчетных документов;
• разработку и выполнение ГИС-приложений с помощью разработчика ГИС-приложений, являющегося расширением языков визуального программирования Microsoft Visual Basic, Visual C++, Borland C++, Delphi и встроенного алгоритмического разработчика ГИС-приложений, позволяющего создавать приложения без программирования по алгоритму или схеме операций.
• контроль целостности геоинформации, хранящейся в ГИС ВН, разграничение доступа и безопасность всей информации, используемой в ГИС ВН;
• поддержку базового информационного обеспечения (правил кодирования, цифрового описания и визуализации объектов электронных карт).
• Различные пользователи ГИС ВН должны иметь возможность относить любые объекты на электронной карте к различным классам одновременно и строить многоуровневые слои объектов (классификационные системы с различными основаниями) для каждого применения или конкретного исследования.

Наряду с представлением объектов оперативной обстановки, как  распределенных в пространстве, в ГИС ВН должны “уживаться” взаимодополняющие представления, обеспечивающие схемотехнические (в виде принципиальных схем, например, сети связи), а также объектно-ориентированные имитационные модели объектов, существующих в зоне действия войск.

При этом все множества систем должны быть связаны между собой; например, выбор радиостанции при необходимости должен показывать ее на карте или в схеме связи (если последняя представлена в своем пространстве признаков).

ГИС ВН должна "хорошо себя вести" в распределенной среде и быть относительно легко администрируемой (идеально, если бы она вообще работала в глобальной сети), широко тиражируемой и, следовательно, недорогой, постольку она должна использоваться на рабочих местах многих десятков, если не сотен должностных лиц.

Каждое решение командира любого уровня связано с пространственным расположением. Потребность понимать местность была всегда актуальна  для военных пользователей. Исторически, такие решения, как на стратегическом, так и на тактическом уровнях поддерживались бумажными картами. Поэтому одной из важнейших задач топогеодезического обеспечения является создание и доведение до войск топографических и специальных карт в аналоговом виде. Однако сейчас ситуация заметно меняется.

Цифровое поле боя или электронное поле боя – новый термин, появившийся в последнее время, охватывает цифровую информацию о местности непосредственно по полю боя и средства ее эксплуатации в виде собственно самой ГИС. Электронное поле боя – серьезный качественный скачок в части применения ГИС для операций. Однако нельзя говорить, что произойдет полная замена бумажных карт на ЦИМ. Речь идет лишь о их совместном использовании и дополнении. Бумажные карты будут востребованы в течение обозримого будущего, однако командиры, органы управления будут располагать дополнительными источниками пространственной поддержки принятия решений, ранее доступные только командующим и стратегическим направлениям.

 

ГИС дает возможность создавать информационные продукты, отображающие информацию, точно соответствующую потребностям пользователя. Кроме того, нельзя не учитывать тот факт, что ГИС системы дают новые возможности трехмерной визуализации картографической информации, недоступные для бумажных карт. Трехмерное представление местности из конкретной точки местонахождения наблюдателя или виртуальный облет местности с нанесенной боевой обстановкой, даст более полную картину командиру любого звена, чем просто бумажная карта с нарисованными на ней объектами.

Одно из главных требований к карте военного назначения –  поддержка ситуационного  отображения. Карта действует как пространственная структура, на которую накладывается  оперативно-тактическая обстановка, которая показывает текущее размещение сил и связанных с картой. Бумажная карта не способна быстро отразить ситуацию. ГИС спасает положение путем передачи по каналам связи только лишь оверлейных слоев с текущей обстановкой. Причем это может быть не только список координат, описывающих статус местоположения объектов, но и элементы, имеющие сложную пространственную структуру и пространственные отношения (оси движения в виде пространственного графа, границы с топологией, маршруты, минные поля и т.д.).

Сама по себе цифровая карта будет выполнять свои многообразные функции только тогда, когда будет снабжена соответствующими инструментами. Любая карта включает в себя географическую информацию, структура которой обеспечивается картографической проекцией, масштабом, правильными названиями  объектов и т.д. Цифровая карта без средств просмотра, анализа, печати, расстановки условных знаков, малопригодна для использования. ГИС дает возможность превратить ее в полноценный продукт, удобный для применения. ГИС также может использоваться для пересчета цифровой карты в другую проекцию и систему координат, например, в систему координат территории вероятного противника.

ГИС активно используется во всех видах военных сил НАТО:

1.при планировании  и наведении цели на крылатые ракеты и специальные боеприпасы (специальные авиабомбы и прочее)

2. для навигации ВМФ,  сухопутных войск, ВВС.

3. при проведении оперативной  и стратегической разведки от  космических аппаратов и беспилотных  разведывательных летательных аппаратов

4. для моделирования  военных действий.

 Минобороны России заинтересовано в скорейшем развертывании собственной СНС,  что позволит обеспечить дальнейшее совершенствование  системы органов подготовки военного управления, систем вооружения и систем боевого управления.

В настоящее время  военно-прикладное использование ГИС в вооруженных силах России осуществляется в следующих направлениях:

1. при подготовке  и  проведении учений

2. в оперативной подготовке  при решении вопросов стратегического  планирования операций, моделирования  маршрутов перемещения наземных  объектов.

3. при подготовке курсантов  в ВУЗах

4. в наглядном отображении  информации в управлениях, отделах,  службах Минобороны РФ