天基信息獲取系統(tǒng)一體化指揮控制研究

秦大國(guó)，　陳凌云，　邴啟軍

(裝備學(xué)院 航天指揮系， 北京 101416)

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天基信息獲取系統(tǒng)一體化指揮控制研究

秦大國(guó)，陳凌云，邴啟軍

(裝備學(xué)院 航天指揮系， 北京 101416)

摘要針對(duì)天基信息獲取系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用中自成體系、難以共享、效率低下的問題，對(duì)其一體化指揮控制問題進(jìn)行了研究。分析了天基信息獲取系統(tǒng)指揮控制存在的問題，借鑒美國(guó)情報(bào)系統(tǒng)一體化的方法和思想，提出天基信息獲取系統(tǒng)一體化指揮控制的功能要求；在不改變現(xiàn)有業(yè)務(wù)隸屬關(guān)系基礎(chǔ)上，通過在技術(shù)層面上建立業(yè)務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)天基信息需求管理、任務(wù)規(guī)劃、融合處理、信息共享、分發(fā)應(yīng)用等鏈路各環(huán)節(jié)的一體化。

關(guān)鍵詞天基信息獲取系統(tǒng)；指揮控制；指控業(yè)務(wù)

Integrated Command and Control of Space-Based Information Collecting System

QIN Daguo，CHEN Lingyun，BING Qijun

(Department of Space Command, Equipment Academy, Beijing 101416, China)

AbstractThe construction and application of space-based information collecting system are isolated, non-sharable and inefficient, so the paper studies the integrated control and command of the system. The paper analyzes the issues existing in command and control of the system and brings out functional requirements of integrated command and control based on integrated method and thought of intelligence system of the U.S.A. Without changing business subordination, by building a business platform at technical layer, the paper proposes a method to realize the integration of all system links including space-based information demand management, task planning, integration treatment, information sharing, distribution and application, etc.

Keywordsspace-based information collecting system; command and control; command and control operation

隨著信息技術(shù)特別是電子技術(shù)的發(fā)展，不同探測(cè)特征的傳感器類型愈益增多，探測(cè)/偵察平臺(tái)的活動(dòng)范圍愈益擴(kuò)大，精度不斷提高。尤其是利用先進(jìn)的通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和全球信息柵格技術(shù)(Global Information Grids，GIG)把分散的、不同的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境連接成一個(gè)陸、海、空、天、電五維一體的數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)空間，其核心是天基信息系統(tǒng)[1]，包括天基信息獲取系統(tǒng)、天基信息傳輸系統(tǒng)、天基導(dǎo)航定位系統(tǒng)等。天基信息獲取系統(tǒng)是利用空間平臺(tái)對(duì)地面進(jìn)行偵察、探測(cè)、獲取情報(bào)信息的系統(tǒng)，從探測(cè)任務(wù)區(qū)分，主要包括天基偵察監(jiān)視系統(tǒng)、天基預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)和天基環(huán)境探測(cè)系統(tǒng)等[2]。對(duì)于天基信息獲取系統(tǒng)，信息平臺(tái)包括了衛(wèi)星和星座、分布式小衛(wèi)星星座，信息手段包括了光學(xué)成像、微波成像、信號(hào)偵察等[3]。而且這種復(fù)雜也體現(xiàn)在參與航天器的數(shù)量和協(xié)同控制上，為滿足多種需求，往往需要通過同時(shí)利用多種航天器、多個(gè)星座共同協(xié)同工作[4]，特別是當(dāng)計(jì)劃任務(wù)發(fā)生變更或空間態(tài)勢(shì)發(fā)生變化后，需要及時(shí)調(diào)整空間系統(tǒng)的部署方式，以適應(yīng)新的任務(wù)。如何組織、管理、協(xié)調(diào)好整個(gè)龐大的系統(tǒng)，使之高效、井然有序地工作，并能夠在突發(fā)事件的情況下及時(shí)、合理地組織空間相關(guān)系統(tǒng)采取應(yīng)對(duì)措施，實(shí)現(xiàn)決策前預(yù)評(píng)估、實(shí)施中可操控、行動(dòng)后可分析，這些都使得圍繞天基信息獲取任務(wù)的組織指揮極其復(fù)雜，技術(shù)性相當(dāng)強(qiáng)[5]。所以有必要研究天基信息獲取系統(tǒng)指揮控制系統(tǒng)的功能要求、業(yè)務(wù)平臺(tái)組成、信息流程等，從而促進(jìn)天基信息獲取系統(tǒng)指揮控制技術(shù)發(fā)展和系統(tǒng)建設(shè)。

1天基信息獲取系統(tǒng)指揮控制問題分析

目前，在天基信息獲取系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用方面存在自成體系、互相割裂，系統(tǒng)通用性、互操作性不強(qiáng)，難以共享、效率低下等問題，在指揮控制環(huán)節(jié)主要存在以下問題：

1) 缺乏統(tǒng)一、規(guī)范的天基信息需求管理。雖然擁有多種天基信息和服務(wù)，但是天基信息需求來源于不同的部門，需求類型、要求各異，優(yōu)先級(jí)不同，缺乏統(tǒng)一的需求管理標(biāo)準(zhǔn)和需求綜合機(jī)制，導(dǎo)致很多用戶的天基信息需求因沖突得不到滿足，同時(shí)部分天基信息獲取資源因找不到用戶需求而應(yīng)用不足。

2) 缺乏統(tǒng)一的傳感器任務(wù)管理與控制。外層空間的光學(xué)成像、微波成像、信號(hào)偵察等傳感器是天基信息系統(tǒng)的信息獲取實(shí)體，也是天基信息獲取系統(tǒng)指揮控制的主要對(duì)象。目前這些傳感器按照手段種類不同分屬于不同的部門管理，沒有實(shí)現(xiàn)對(duì)所有不同層次傳感器的統(tǒng)一管控，導(dǎo)致天基信息獲取任務(wù)缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃，不能發(fā)揮各類傳感器信息收集的綜合優(yōu)勢(shì)。

3) 缺乏統(tǒng)一的天基信息融合處理。各種天基信息傳感器分屬于不同的部門管理，儲(chǔ)存管理體制分割，由此導(dǎo)致了各種傳感器收集的信息處理相互獨(dú)立，阻礙了統(tǒng)一的天基信息融合處理，使得天基信息處理集成難，不能形成綜合的、完整的天基信息。

4) 缺乏便捷安全的天基信息共享機(jī)制。天基信息獲取系統(tǒng)管理各部門采用的是煙囪式向上提供服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)，資源擁有部門之間以及與資源應(yīng)用用戶之間缺乏溝通共享機(jī)制，造成了天基信息獲取資源孤島現(xiàn)象突出，天基信息不能共享。

天基信息獲取系統(tǒng)一體化指揮控制的目標(biāo)就是要解決上述天基信息獲取系統(tǒng)指揮控制環(huán)節(jié)所存在的問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)天基傳感器的統(tǒng)一任務(wù)管理，融合處理來自不同天基傳感器的信息，統(tǒng)一、規(guī)范地管理整個(gè)天基信息，打破信息孤島，建立安全、便捷的空間信息共享機(jī)制，最大效率地提供天基信息一體化支持。

2天基信息獲取系統(tǒng)一體化指揮控制功能要求

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和出于軍事戰(zhàn)略需要，天基信息逐步向戰(zhàn)區(qū)、戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用方向延伸[6]。近年來，美軍已著手下大力氣自上而下構(gòu)建星地配套的天基信息應(yīng)用系統(tǒng)一體化體系結(jié)構(gòu)[7-8]。借鑒美國(guó)在情報(bào)信息全維化、情報(bào)申請(qǐng)平臺(tái)統(tǒng)一、情報(bào)服務(wù)統(tǒng)一、情報(bào)信息系統(tǒng)一體化方面的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，天基信息獲取系統(tǒng)一體化指揮控制需要實(shí)現(xiàn)以下功能要求：

1) 天基信息需求的綜合分析。接收來自不同用戶、不同類型天基信息的需求申請(qǐng)，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一的需求要素分解、綜合處理和需求滿足情況的統(tǒng)籌管理，確保天基信息需求申請(qǐng)的規(guī)范性、需求分析的綜合性和需求管理的一致性。通過為各類各級(jí)用戶提供統(tǒng)一的天基信息需求綜合分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)天基信息需求填報(bào)格式的統(tǒng)一、天基信息需求分析要素的統(tǒng)一、天基信息需求管理與維護(hù)的統(tǒng)一等。

2) 天基信息獲取任務(wù)的一體化規(guī)劃。它是天基信息獲取系統(tǒng)一體化指揮控制的核心，針對(duì)天基信息獲取任務(wù)要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的規(guī)劃和管理，確保多類、多型、多維天基信息資源的統(tǒng)一調(diào)度和無縫連接。通過對(duì)不同類型的衛(wèi)星和地面資源進(jìn)行綜合分析和統(tǒng)一調(diào)度，生成滿足支援任務(wù)要求的資源調(diào)度計(jì)劃以及衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收、傳輸和處理計(jì)劃等。

3) 天基信息的一體化融合處理。接收多源、多手段、多平臺(tái)獲取的天基信息，通過內(nèi)容分類、歸口處理、比照篩選、綜合印證，及時(shí)進(jìn)行綜合處理，形成不同類型、不同級(jí)別的天基信息產(chǎn)品。

4) 天基信息產(chǎn)品的一體化共享服務(wù)。它是連接用戶和天基信息的中間層，為用戶提供快捷、便利、智能的天基信息產(chǎn)品訪問、分析與應(yīng)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)天基信息產(chǎn)品的分級(jí)、分類管理，采用合適的共享機(jī)制和分發(fā)策略實(shí)現(xiàn)天基信息產(chǎn)品的按需分發(fā)。

3天基信息獲取系統(tǒng)一體化指揮控制業(yè)務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)

上述一體化指揮控制功能要求天基信息獲取系統(tǒng)提供信息實(shí)時(shí)共享機(jī)制，在不改變現(xiàn)有業(yè)務(wù)隸屬關(guān)系基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)的信息柵格技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)，將各級(jí)各類天基信息獲取系統(tǒng)、指控系統(tǒng)和各種傳感器接入柵格網(wǎng)絡(luò)，通過在技術(shù)層面上建立需求綜合分析、信息整編集成、任務(wù)方案綜合規(guī)劃、天基信息系統(tǒng)能力分析、空間態(tài)勢(shì)顯示、指控信息管理、任務(wù)方案仿真評(píng)估等業(yè)務(wù)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)天基傳感器的統(tǒng)一任務(wù)管理，融合處理來自不同天基傳感器的天基信息，統(tǒng)一、規(guī)范地管理整個(gè)天基信息，建立安全、便捷的天基信息共享機(jī)制。

3.1需求綜合分析平臺(tái)

需求綜合分析平臺(tái)主要功能是將用戶的天基信息支援需求，根據(jù)信息需求類型、區(qū)域、時(shí)間等得出規(guī)范格式的區(qū)域范圍、時(shí)間要求、質(zhì)量要求等需求要素。具體功能為：

1) 需求請(qǐng)求處理。需求請(qǐng)求處理包括2種方式：自動(dòng)需求請(qǐng)求處理和手工錄入需求請(qǐng)求。自動(dòng)需求請(qǐng)求處理主要包括通過網(wǎng)絡(luò)收發(fā)方式、文件拷貝方式等獲得的所有需求請(qǐng)求文件，自動(dòng)按照規(guī)定的格式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中或生成對(duì)外交流確認(rèn)的相關(guān)文件信息；手工錄入需求請(qǐng)求文件處理主要是由操作員通過人機(jī)界面將需求請(qǐng)求信息錄入。

2) 需求分解處理。把各個(gè)需求按照規(guī)范模版分解為包括目標(biāo)、任務(wù)類型、時(shí)間、區(qū)域、質(zhì)量、優(yōu)先級(jí)等需求要素。

3) 需求綜合處理。運(yùn)用綜合分析方法與理論，分析不同層次、同層次間需求的相互關(guān)系，按照具體情況運(yùn)用合并、擴(kuò)充、刪減等方法，形成理解一致、完備、最小冪集的需求集合。

3.2信息產(chǎn)品整編集成平臺(tái)

信息產(chǎn)品整編集成平臺(tái)主要功能是根據(jù)用戶需求，搜索現(xiàn)有的天基信息產(chǎn)品庫(kù)中符合要求的相關(guān)信息產(chǎn)品單元，然后將各信息產(chǎn)品單元集成為一條比較完整的信息產(chǎn)品，提供給用戶使用。它是在現(xiàn)有的天基信息產(chǎn)品資源基礎(chǔ)上，對(duì)用戶需求進(jìn)行自動(dòng)化準(zhǔn)實(shí)時(shí)的解譯。具體功能為：

1) 信息產(chǎn)品集成需求管理。監(jiān)視和維持當(dāng)前正在進(jìn)行的和已完成的基本數(shù)據(jù)需求，為所有信息集成和報(bào)告需求提供注冊(cè)服務(wù)。

2) 信息數(shù)據(jù)挖掘管理。管理信息數(shù)據(jù)挖掘過程，管理數(shù)據(jù)挖掘參數(shù)，決定信息數(shù)據(jù)的覆蓋和優(yōu)先權(quán)。

3) 信息產(chǎn)品結(jié)果管理。管理最終信息產(chǎn)品報(bào)告的生成與分發(fā)過程。

4) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理。確保信息集成需求、目標(biāo)和支持?jǐn)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。包括從外部輸入源裝載和更新數(shù)據(jù)，從文件中刪除過時(shí)的和無效的記錄，并顯示、糾正和清楚系統(tǒng)問題記錄等。

5) 通用功能。負(fù)責(zé)提供所有必需的系統(tǒng)級(jí)支撐功能，包括系統(tǒng)操作、在線幫助、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、存檔統(tǒng)計(jì)和通知及詢問功能。

3.3任務(wù)方案綜合規(guī)劃平臺(tái)

任務(wù)方案綜合規(guī)劃平臺(tái)主要功能是在多平臺(tái)多任務(wù)條件下將天基信息的獲取、傳輸?shù)然顒?dòng)與天基信息獲取系統(tǒng)資源進(jìn)行優(yōu)化配置、消解沖突，制定滿足任務(wù)、環(huán)境、資源等約束的任務(wù)方案。具體功能為：

1) 信息調(diào)用。獲得任務(wù)綜合規(guī)劃所需要的完整準(zhǔn)確的基礎(chǔ)信息，并通過表格等形式進(jìn)行顯示輸出。

2) 天基信息獲取任務(wù)請(qǐng)求分解。對(duì)于分辨率、時(shí)效、傳感器等方面的要求，針對(duì)用戶指定要求的獲取手段與獲取要求等進(jìn)行分類。對(duì)于區(qū)域目標(biāo)，如無法由某個(gè)具體代號(hào)衛(wèi)星一次覆蓋，應(yīng)進(jìn)行區(qū)域劃分，將單個(gè)區(qū)域目標(biāo)分解為多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)。

3) 軌道計(jì)算。計(jì)算不同衛(wèi)星的軌道預(yù)報(bào)信息，確定規(guī)劃時(shí)間段內(nèi)各個(gè)衛(wèi)星的空間位置和地面站跟蹤接收能力，該框架可包容不同衛(wèi)星的軌道計(jì)算模型，當(dāng)增加新衛(wèi)星時(shí)，可方便擴(kuò)展，能將其軌道計(jì)算模型嵌入。

4) 目標(biāo)訪問計(jì)算。確定每個(gè)目標(biāo)相應(yīng)的可訪問衛(wèi)星代號(hào)、訪問時(shí)間、側(cè)擺角等，篩除不能被任何衛(wèi)星訪問的目標(biāo)、氣象條件不滿足的目標(biāo)、太陽高度角不滿足可見光照相的目標(biāo)等。如果獲取任務(wù)請(qǐng)求中包含對(duì)于分辨率、時(shí)效、傳感器等方面的確定獲取要求，則據(jù)此對(duì)計(jì)算獲得的參與規(guī)劃的每個(gè)目標(biāo)可被具體代號(hào)衛(wèi)星訪問的情況進(jìn)行初選，刪除不滿足具體獲取要求的相關(guān)衛(wèi)星代號(hào)。

5) 任務(wù)分配預(yù)處理。根據(jù)載荷工況和接收機(jī)的狀況排除不可用的衛(wèi)星資源和接收機(jī)資源，或修改衛(wèi)星或接收機(jī)的約束條件；生成每顆衛(wèi)星的待偵察目標(biāo)列表和接收機(jī)列表；根據(jù)攝影約束條件對(duì)目標(biāo)進(jìn)行過濾；根據(jù)用戶信息和任務(wù)需求確定任務(wù)的具體需求，例如所用傳感器類型、攝影頻度和優(yōu)先級(jí)等。如果執(zhí)行快反模式，則進(jìn)一步對(duì)次要目標(biāo)進(jìn)行過濾。

6) 沖突消解決策。沖突消解決策采用輔助決策專家系統(tǒng)，消解目標(biāo)分配和接收機(jī)分配中存在的沖突。其中，基于專家系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)則推理，消解目標(biāo)分配中存在的沖突；基于專家系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)則推理，消解接收機(jī)分配中存在的沖突。

7) 可視化決策。可視化決策將規(guī)劃結(jié)果可視化，并提供人工交互界面以調(diào)整任務(wù)規(guī)劃結(jié)果，形成最終的任務(wù)規(guī)劃結(jié)果。其中，人機(jī)交互調(diào)整，將任務(wù)規(guī)劃結(jié)果展現(xiàn)出來，并提供人機(jī)交互界面，供操作員人工調(diào)整任務(wù)規(guī)劃結(jié)果；規(guī)劃解釋，提供一定的解釋機(jī)制，記錄和顯示規(guī)劃中間過程信息，方便用戶理解方案，增加方案的可信度；統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)規(guī)劃結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包括各星分配的目標(biāo)數(shù)、傳輸時(shí)間段等信息；約束檢測(cè)與消解，檢測(cè)調(diào)整后的任務(wù)規(guī)劃結(jié)果是否滿足約束，是否存在沖突，并提示用戶，輔助用戶消解沖突。

8) 訂單生成。訂單生成根據(jù)任務(wù)規(guī)劃結(jié)果，生成指定格式的攝影任務(wù)訂單和跟蹤接收訂單。其中，攝影任務(wù)訂單生成，生成衛(wèi)星攝影任務(wù)訂單；跟蹤接收訂單生成，生成衛(wèi)星可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕邮諜C(jī)跟蹤接收任務(wù)訂單。

9) 任務(wù)規(guī)劃情況統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)任務(wù)規(guī)劃安排情況，及時(shí)掌握當(dāng)前的任務(wù)規(guī)劃狀況。

3.4天基信息系統(tǒng)能力分析平臺(tái)

天基信息系統(tǒng)能力分析平臺(tái)主要功能是天基信息系統(tǒng)資源的能力統(tǒng)計(jì)估算、空間環(huán)境對(duì)資源實(shí)體和執(zhí)行任務(wù)的影響估計(jì)，以及天基信息系統(tǒng)資源實(shí)施任務(wù)的可能性估算、任務(wù)實(shí)施過程中的資源使用情況統(tǒng)計(jì)等。具體功能為：

1) 天基信息系統(tǒng)資源和系統(tǒng)能力計(jì)算。其中，天基信息系統(tǒng)資源狀態(tài)能力計(jì)算，計(jì)算天基信息系統(tǒng)資源的任意時(shí)刻位置、機(jī)動(dòng)范圍、偵察監(jiān)視范圍(以面積或立體角度量)、通信覆蓋范圍和容量、電子干擾范圍、連續(xù)工作時(shí)間等；分系統(tǒng)能力聚合與統(tǒng)計(jì)，依據(jù)單個(gè)天基信息系統(tǒng)資源的能力數(shù)據(jù)，按照偵察監(jiān)視、導(dǎo)航定位、數(shù)據(jù)傳輸、氣象、測(cè)繪和信息對(duì)抗分類統(tǒng)計(jì)計(jì)算各分系統(tǒng)的能力數(shù)據(jù)。

2) 任務(wù)要素與資源需求分析計(jì)算。其中，任務(wù)要素輔助分析，計(jì)算任務(wù)時(shí)間、空間、目標(biāo)數(shù)量等要求，確定可能包含的子任務(wù)類型和數(shù)量；資源需求計(jì)算，根據(jù)子任務(wù)的類型和數(shù)量，確定需要的資源類型，計(jì)算資源需求數(shù)量。

3) 空間環(huán)境要素分析。其中，空間環(huán)境要素模擬計(jì)算,計(jì)算空間碎片在任意時(shí)刻位置、影響范圍，依據(jù)國(guó)際上標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境模式[9]，模擬計(jì)算空間任意位置的光照(太陽高度角)、大氣、電離層、地磁場(chǎng)等環(huán)境數(shù)據(jù)；系統(tǒng)任務(wù)影響計(jì)算，用于計(jì)算檢測(cè)衛(wèi)星與碎片碰撞，環(huán)境因素影響任務(wù)實(shí)施的時(shí)間、可能大小。

3.5空間態(tài)勢(shì)顯示平臺(tái)

空間態(tài)勢(shì)顯示平臺(tái)主要功能是天基信息系統(tǒng)的地面態(tài)勢(shì)顯示和空間態(tài)勢(shì)顯示。具體功能為：

1) 二維態(tài)勢(shì)顯示。提供整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)(空間及地面)的平面；支持多種分辨率的地球表面紋理和矢量地圖數(shù)據(jù)；為保障二維態(tài)勢(shì)圖顯示質(zhì)量，要支持基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)分層顯示；航天器星下點(diǎn)軌跡二維顯示、覆蓋分析、接近分析等仿真結(jié)果二維顯示。

2) 三維態(tài)勢(shì)顯示。以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)構(gòu)建三維地球模型，能以時(shí)間驅(qū)動(dòng)地球的轉(zhuǎn)動(dòng)和光照顯示；以任意視點(diǎn)觀察地球及衛(wèi)星，進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)(空間及地面)三維場(chǎng)景顯示；航天器星下點(diǎn)軌跡三維顯示、覆蓋分析、接近分析等仿真結(jié)果三維顯示；支持不同類型、不同作戰(zhàn)方式航天器分層顯示。

3) 文字報(bào)告顯示。用文字的方法向使用者不斷報(bào)告出現(xiàn)的戰(zhàn)損、情報(bào)、事件、消耗、狀態(tài)等信息，為指揮員提供各類信息；給出衛(wèi)星組網(wǎng)的數(shù)值分析報(bào)告(如：偵察衛(wèi)星的過境時(shí)間、通信衛(wèi)星的覆蓋能力等)。

4) 時(shí)間與事件驅(qū)動(dòng)。以時(shí)間驅(qū)動(dòng)更新正常態(tài)勢(shì)顯示；以事件驅(qū)動(dòng)信息傳輸、衛(wèi)星機(jī)動(dòng)變軌、偵查、干擾等作戰(zhàn)事件的動(dòng)畫演示。

5) 數(shù)據(jù)管理。其中，數(shù)字地圖管理，為二維、三維態(tài)勢(shì)顯示提供數(shù)字地圖，對(duì)其進(jìn)行管理；軍標(biāo)與實(shí)體模型庫(kù)管理，為二維、三維態(tài)勢(shì)顯示提供軍標(biāo)和實(shí)體模型，對(duì)已有和新生成模型進(jìn)行管理；紋理庫(kù)管理，對(duì)模型紋理進(jìn)行管理。

3.6指控信息管理平臺(tái)

指控信息管理平臺(tái)主要功能是收集并管理天基信息獲取系統(tǒng)中空間實(shí)體的狀態(tài)信息、用戶的需求信息等。具體功能為：

1) 偵察需求信息管理。偵察需求信息管理負(fù)責(zé)維護(hù)偵察需求信息，包括增加、刪除、更新等，同時(shí)支持偵察需求信息的查詢輸出顯示，能夠根據(jù)目標(biāo)的相關(guān)屬性信息如所屬國(guó)家或地域、目標(biāo)所處的地理位置、目標(biāo)級(jí)別、國(guó)別等進(jìn)行綜合查詢統(tǒng)計(jì)輸出，綜合列表顯示。

2) 偵察目標(biāo)信息管理。主要管理通過文本輸入批量處理、手工輸入等方式形成的用于進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃的基礎(chǔ)目標(biāo)數(shù)據(jù)，包括目標(biāo)編號(hào)、目標(biāo)名稱、目標(biāo)屬性、目標(biāo)等級(jí)、目標(biāo)中心經(jīng)度、目標(biāo)中心緯度、目標(biāo)范圍、任務(wù)性質(zhì)、目標(biāo)國(guó)別、云量要求、用戶單位、照相要求。同時(shí)通過記錄對(duì)目標(biāo)的偵察效果的信息，不斷積累對(duì)相關(guān)目標(biāo)的常規(guī)穩(wěn)恒狀態(tài)信息，借以提供對(duì)目標(biāo)狀態(tài)的長(zhǎng)期分析、常用偵察手段的效果評(píng)價(jià)等能力。

3) 天基信息用戶信息管理。主要包括如單位名稱、任務(wù)目的、聯(lián)系人、聯(lián)系電話、常用天基平臺(tái)代號(hào)、關(guān)心的目標(biāo)地域、關(guān)心的目標(biāo)類型、需求的頻度、需求的迫切性等。

4) 天基信息平臺(tái)信息管理。主要管理內(nèi)容包括天基信息平臺(tái)代號(hào)、載荷情況、軌道特征、天基信息平臺(tái)任務(wù)目的、傳感器、成像分辨率等。

5) 天基信息平臺(tái)軌道數(shù)據(jù)管理。天基信息平臺(tái)軌道信息，以及其數(shù)據(jù)獲取時(shí)間、歷元時(shí)刻、相應(yīng)大氣阻尼系數(shù)、光壓系數(shù)等輔助保障信息，是用于進(jìn)行天基信息平臺(tái)軌道計(jì)算并借以確定天基信息平臺(tái)對(duì)目標(biāo)訪問能力的基礎(chǔ)。

6) 天基信息平臺(tái)載荷信息管理。主要管理所屬天基信息平臺(tái)的有效載荷特征及其運(yùn)行狀況信息。

7) 地面應(yīng)用系統(tǒng)資源信息管理。包括地面站名稱、跟蹤接收能力等。

3.7任務(wù)方案仿真評(píng)估平臺(tái)

任務(wù)方案仿真評(píng)估平臺(tái)主要功能是負(fù)責(zé)驗(yàn)證天基信息獲取任務(wù)方案與實(shí)際的偵察信息需求是否相符，是否能夠完成指定的任務(wù)，對(duì)天基信息獲取任務(wù)方案的正確性和準(zhǔn)確性做出事先驗(yàn)證，以便發(fā)現(xiàn)方案中的異常錯(cuò)誤，反饋錯(cuò)誤信息，對(duì)天基信息獲取任務(wù)方案進(jìn)行及時(shí)糾正，指導(dǎo)天基信息獲取任務(wù)方案的完成。同時(shí)提供天基系統(tǒng)運(yùn)行軌跡及運(yùn)行狀態(tài)顯示功能，使指控人員能及時(shí)了解天基系統(tǒng)目前所飛臨的地理位置，為地面系統(tǒng)的其他工作提供支持。具體功能為：

1) 地圖支持。提供打開多種格式的矢量地圖和像素地圖的功能，提供對(duì)地圖進(jìn)行放大、縮小、漫游、顯示全圖、顯示地名等基本操作；提供了對(duì)打開的多個(gè)圖層進(jìn)行管理的功能，包括圖層的上下調(diào)整、控制圖層的顯示與否、關(guān)閉圖層、設(shè)置圖層顏色等功能。

2) 衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)顯示。在二維背景地圖和三維地球模型的基礎(chǔ)上顯示天基平臺(tái)沿軌道飛行的狀態(tài)，從而了解每個(gè)天基平臺(tái)在指定時(shí)刻的運(yùn)行地理位置和空間狀態(tài)。在運(yùn)行顯示的同時(shí)可調(diào)整衛(wèi)星的運(yùn)行速度。為了解衛(wèi)星在某時(shí)刻所處的位置，提供改變衛(wèi)星運(yùn)行位置的功能。

3) 衛(wèi)星載荷資源顯示。從數(shù)據(jù)庫(kù)表中查詢衛(wèi)星的載荷資源情況，包括載荷的種類、名稱、數(shù)量、狀態(tài)、各種技術(shù)參數(shù)等，并對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行列表顯示。

4) 地面站資源顯示。在背景地圖上標(biāo)繪地面站的位置、不同地面站對(duì)不同衛(wèi)星的接收范圍,列表顯示地面站對(duì)不同衛(wèi)星的接收資源情況。

5) 任務(wù)方案仿真推演。圖形化顯示對(duì)任務(wù)方案的執(zhí)行過程和任務(wù)結(jié)果，在背景地圖上疊加顯示任務(wù)區(qū)域范圍，了解任務(wù)的地理分布和覆蓋范圍；疊加被分配任務(wù)的天基平臺(tái)的軌道圖形，了解天基平臺(tái)軌道對(duì)任務(wù)區(qū)域的覆蓋情況；在軌道圖形上疊加天基平臺(tái)下傳數(shù)據(jù)的時(shí)段。除了靜態(tài)顯示任務(wù)方案的功能外，還可以動(dòng)態(tài)顯示天基平臺(tái)執(zhí)行任務(wù)規(guī)劃的情況，在背景地圖上繪出天基平臺(tái)執(zhí)行規(guī)劃時(shí)實(shí)時(shí)的任務(wù)區(qū)域，了解天基平臺(tái)執(zhí)行計(jì)劃時(shí)覆蓋任務(wù)指定區(qū)域的情況，同時(shí)動(dòng)態(tài)顯示地面站對(duì)天基平臺(tái)的跟蹤接收過程和時(shí)段。在對(duì)任務(wù)方案進(jìn)行仿真推演時(shí)也可以調(diào)整天基平臺(tái)的運(yùn)行速度與位置，可以對(duì)任務(wù)規(guī)劃中的每個(gè)天基平臺(tái)的任務(wù)時(shí)段和跟蹤接收時(shí)段進(jìn)行快速準(zhǔn)確定位，觀察該時(shí)段的任務(wù)規(guī)劃執(zhí)行情況。在進(jìn)行任務(wù)方案仿真評(píng)估時(shí)，將任務(wù)規(guī)劃指定的任務(wù)自動(dòng)查詢出來標(biāo)繪在背景地圖上，并可以查詢顯示任務(wù)的屬性信息；也可以單獨(dú)對(duì)任務(wù)進(jìn)行查詢顯示，用戶可根據(jù)任務(wù)的屬性字段構(gòu)造查詢條件，將符合用戶構(gòu)造的查詢條件的任務(wù)查詢出來，并將查詢出的任務(wù)區(qū)域標(biāo)繪在背景地圖上。

6) 任務(wù)方案評(píng)估。根據(jù)仿真推演獲得的任務(wù)方案執(zhí)行結(jié)果，證實(shí)本次任務(wù)方案結(jié)果合理可行后，將任務(wù)方案保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，提交給具體型號(hào)系列天基平臺(tái)的計(jì)劃管理子系統(tǒng)的計(jì)劃編制軟件進(jìn)行天基平臺(tái)計(jì)劃的編制。對(duì)于入庫(kù)的任務(wù)方案，可以查詢顯示。

4天基信息獲取系統(tǒng)一體化指揮控制信息流程

天基信息獲取系統(tǒng)一體化指揮控制過程貫穿天基信息生產(chǎn)全過程，組織、協(xié)調(diào)和控制天基信息獲取資源實(shí)體完成需求申請(qǐng)、需求管理、信息采集、信息融合與分析處理以及信息產(chǎn)品分發(fā)服務(wù)等過程，實(shí)現(xiàn)天基信息的獲取、處理、傳輸、存儲(chǔ)管理與分發(fā)、信息安全保證等功能。用戶需求信息、天基信息以及指控信息流動(dòng)與變換過程如圖1所示。

圖1　天基信息獲取系統(tǒng)一體化指揮控制信息流程

5結(jié) 束 語

在天基信息獲取系統(tǒng)一體化指揮控制體系架構(gòu)方面，美軍情報(bào)系統(tǒng)在情報(bào)生產(chǎn)過程、機(jī)構(gòu)設(shè)置和情報(bào)設(shè)施等方面體現(xiàn)一體化思想，我軍大部分衛(wèi)星系統(tǒng)都建立有各自的任務(wù)管控系統(tǒng)，信息處理功能相對(duì)單一，缺少或難以共享。借鑒美國(guó)情報(bào)系統(tǒng)一體化的方法和思想，在不改變現(xiàn)有業(yè)務(wù)隸屬關(guān)系基礎(chǔ)上，通過在技術(shù)層面上建立業(yè)務(wù)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)天基信息需求管理、任務(wù)規(guī)劃、融合處理、信息共享、分發(fā)應(yīng)用等鏈路各環(huán)節(jié)的一體化指控設(shè)計(jì)，著重解決天基信息獲取任務(wù)管理與控制、天基信息融合處理、天基信息管理、天基信息共享服務(wù)等不統(tǒng)一的指控問題，為用戶提供高效的天基信息一體化支持。

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(編輯：李江濤)

中圖分類號(hào)TN915

文章編號(hào)2095-3828(2016)01-0063-06

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A DOI10.3783/j.issn.2095-3828.2016.01.014

作者簡(jiǎn)介秦大國(guó)(1972—)，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)榭臻g信息應(yīng)用。qdg2000@139.com

基金項(xiàng)目國(guó)家級(jí)資助課題

收稿日期2015-05-25