董明兆
69008部隊
“無人機+地理空間情報”模式運用是無人機與地理空間情報的創新結合,對未來智能化戰爭中的聯合作戰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,分析無人機對智能化戰爭地理空間情報保障的影響,并對未來智能化戰爭中“無人機+地理空間情報”模式的發展趨勢加以展望。
無人機具備實時或近實時地獲取帶有地理空間信息和時空標簽的圖像、視頻和數據的能力。這些圖像和影像具有時效性好、分辨率高等優點,可用于監視偵察、精確測量和目標識別,是一種典型的地理空間情報數據源。基于無人機的地理空間情報稱為“無人機+地理空間情報”。
近年爆發的幾場局部戰爭尤其是美軍定點清除伊朗高級將領蘇萊曼尼的特種作戰行動,地理空間情報均發揮了至關重要的作用。實時、高效、精準的地理空間情報保障已成為打贏未來智能化戰爭的關鍵因素之一。
在伊拉克戰爭期間,美國國家影像測繪局負責提供戰場軍事情報保障,在原有衛星提供的偵察信息基礎上,首次提出地理空間情報這一新概念,用于取代傳統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下,美軍測繪和情報部門明確了未來變革的新構想,展示了數字戰場的新創意,并提出“認知地球,指引道路”戰場情報支援的新目標。
地 理 空 間 情 報(Geospatial Intelligence,GEOINT)概念是地理空間(Geospatial)與影像情報(Imagery Intelligence)概念的結合,傳統意義是指可對地球上的自然地物以及與地理位置相關的活動進行描述、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域,特指一種以軍事作戰區域為對象,以空間觀測影像資源為基礎,集對象戰區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查詢信息以及對象地域的地理空間要素信息為一體的區域戰場地理空間信息數據庫,這種數據庫可向用戶提供一種綜合信息情報。
近年來,各國軍隊都在持續強化新技術在地理空間情報領域的深度運用,使戰場環境更加透明可控、數據分析更加準確、情報分發服務更加高效順暢,實現了地理空間情報保障能力的大幅提升。當今,在戰場情報信息保障中,與目標位置息息相關的地理空間情報是打贏新形態戰爭的基礎保障,在新的智能化作戰中發揮著至關重要的作用。
智能化戰爭是基于物聯網信息系統,使用智能化裝備及相應作戰方法,在陸、海、空、天、電、網及認知領域展開作戰的一體化戰爭。
無人機為各作戰單元所需的多源信息和全源地理空間數據提供支撐,最終實現實時或近實時的作戰環境監測,以及不同部隊間協同作戰的認知共享。
無人機集群作戰、有人—無人協同作戰以及全域智能聯合作戰等樣式將改變作戰力量的結構和運用方式。智能化戰爭呈現出四方面特點。
1.作戰裝備無人化
從空中偵察到察打一體再到協同作戰,無人機將成為未來智能化作戰的重要力量。
一是執行多樣化任務。無人機具有機動性高、隱蔽性強、作戰成本低、續航時間長等先天優勢,可以代替有人機前出“危險(Danger)、骯臟(Dirty)、枯燥(Dull)、縱深(Deep)”的環境,執行偵察、打擊、通信中繼等任務。戰爭形態向無人化演變已經成為必然趨勢。
二是提高作戰效能。無人機響應速度更快、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。
三是拓展協同作戰能力。無人機集群可自組網,集群無人機間的協同作戰樣式更加多樣化,同構集群和異構集群的行動將為未來作戰提供更多的新力量運用模式。
2.作戰行動自主化
基于人工智能、大數據等新技術,作戰模式正在逐步演變。
一是自主精準地感知態勢。基于聯合作戰體系,無人機運用智能識別技術,依靠軍種大數據支持,可精準感知戰場態勢。
二是自主高效地完成決策。首先,人機交互完成目標鎖定前的設計性決策,自主無人機再完成目標鎖定后的作戰決策。
三是自主科學地規劃任務。預先設計與態勢感知變化相互結合,無人機自主、實時地規劃飛行航線和任務。
四是自主快速地評估毀傷效果。依托大數據和人工智能技術,無人機自主快速地完成打擊效果評估。
3.作戰體系重構化
決定戰爭成敗的主導因素逐步從“制信息權”向“制智權”轉變,智能優勢成為超越信息優勢的“進階”優勢。
一是體系分布多域拓展。未來作戰空間向陸、海、空、天、電、網以及認知域、社會域等多個領域拓展,能夠在更為廣闊的空間進行非線式、不規則、廣域疏散部署。
二是體系運行跨域聚能。作戰力量結構更為靈敏、簡捷、精干和高效,動態重組和戰場適應能力不斷增強。根據作戰需要,作戰力量能夠快速靈活調整,實現物理域、信息域、認知域的深度跨域聚能。
三是體系效能精準釋放。全域空間內的各種作戰力量通過自主控制可達成實時反應、快速機動和協同行動,效能逐步釋放,線性疊加向非線性、涌現性、自適應、自組織等融合效應轉變,作戰力量實現了精準釋能。
4.作戰方式靈巧化
隨著智能化技術的不斷成熟,作戰裝備的制造成本越來越低。低風險、低成本、低門檻交戰成為作戰運用的主要特征。

圖1 美軍海量戰場信息獲取須要全方位的地理空間情報提供支撐。
一是作戰手段更加多樣化。2017年底,敘利亞反對派使用大量低廉材質制成的固定翼無人機,對俄羅斯駐敘利亞軍事基地發動無人機集群打擊,體現了“數量就是質量”的作戰價值。在未來作戰中,大量低成本無人機單次投入使用,力求實現以最小的代價獲取更高的作戰效能。
二是交戰方法更加靈活。作戰力量的能力末端實現精細化融合,在多個領域和整個戰場縱深創造臨時性優勢窗口。通過鏈式反應累積,各節點形成更多的臨時優勢窗口,進而形成“蝴蝶效應”;通過更快的作戰速度、更高的作戰效能,各末端將快速達成作戰目的。
三是重構組合更加快速。在智能化系統、數據鏈、作戰云的支撐下,作戰體系由以往的相對固定架構向快速重構形態轉變,各作戰要素根據作戰須要進行自適應組合,實現廣域精確性聚能和釋能。
基于無人機的地理空間情報保障能力,迎合了智能化戰爭最本質的變化需求,即有人機之間的較量轉變為在有人機的絕對控制下,無人機最大程度地釋放作戰能力,從而提升有人-無人協同作戰的體系效能。
在戰場地理空間情報保障中,以無人偵察機為代表的新型裝備主要用于地理空間情報信息獲取、遠程目標精確打擊引導和戰場毀傷效果評估。通過全天候、全方位、全頻譜、立體化戰場監視偵察,無人機提供持久和廣域的情報保障,充分滿足智能化作戰的需求。
無人機實時或近實時地采集作戰區域的地形、目標和戰場環境信息,其主要偵察范圍包括軍事基地、交通樞紐、黨政機關、重點設施等關鍵目標,通過跨晝夜持續監視,及時更新和維護戰場地理空間情報數據和產品,實時向指揮中心傳輸戰場態勢和目標影像,及時提供兵力異常動向等預警性情報信息,為聯合作戰指揮決策提供可靠的情報保障。
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無人機搭載GPS、雷達、光電/紅外吊艙等設備,對打擊目標進行精確定位和引導。高空長航時無人機利用瞬時視場大、續航時間長的優勢,在短時間內完成大范圍目標區域的搜索,鎖定目標,實施遠程持久監視,并收集滿足攻擊須要的各種數據信息。基于這些數據信息,導彈部隊不斷修正彈道,為遠程精確制導導彈引導航線,進而提高遠程精確打擊的效果。
無人機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據進行數據匹配,對毀傷效果進行評估,并以評估結果為判定依據,決定是否實施下一波次打擊,確保導彈等精確制導彈藥的補充打擊更具有定向性,有效把握戰機、控制戰斗節奏。
隨著智能化技術的飛速發展,無人機將在動態地理空間情報保障、大數據情報分析以及有人-無人一體化偵察情報體系等領域擁有更大的應用空間,軍方將逐步加快較完整的技術保障體系和戰場地理空間情報保障體系構建。
當前,美軍正在積極推行“全球一體化”作戰理念,旨在推動聯合作戰從“能力疊加”向“能力融合”轉變、從“軍種協同”向“跨域融合”發展。在此背景下,無人機偵察情報保障也必然向一體化方向發展。美軍認為,技術的不斷進步和軍隊的不斷發展,將推動空中、地面、海面、海下各領域的偵察裝備融入一體化作戰體系,無人機與有人裝備協同作戰,構建了有人-無人一體化偵察情報體系。
靜態數字地形圖等傳統目標情報保障方式已無法滿足智能化作戰的需要,而三維、動態、連續的新興情報保障方式將成為未來發展的主要方向。例如,高精度傳感器、海量影像數據中央處理機(GPU)等機載傳感器和處理機的快速發展,為動態地理空間情報提供了硬件基礎。目標運動軌跡和所處的地理環境直接與地理定位參數相融合,實現了直播式視頻影像的保障模式。
在伊拉克戰爭中,由于情報系統的數據處理能力難以滿足戰場全域態勢感知的需求,美軍拓展合作領域,建立了全新的情報分析架構,研發先進的情報分析技術,利用基于云技術的數據存儲方法,研發大容量數據存儲系統,增強海量數據分析處理能力和碎片化信息間的關聯性分析能力,注重培養兼具跨領域、跨機構、跨安全區訪問技能的“全源型”情報分析師,實現了單源分析到多源分析再到全源分析的迭代轉變,具備了將海量數據快速轉化為精準情報的能力,以此建立作戰所需的大數據情報分析體系,為指揮員感知態勢和決策提供更及時、更全面和更高質量的持續情報支持。
在近幾次高技術條件下的局部戰爭中,無人機在情報信息收集、分析和處理等方面的作用日益凸顯,已成為智能化戰爭的重要偵察平臺和信息節點。無人機情報保障在智能化戰爭中廣泛且深入地應用,必將對地理空間情報保障模式、作戰理念構建以及作戰樣式設計產生重大而深遠的影響。