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美军的战斗地形信息系统

来源:互联网 责编:ldzldz 作者:李欣 王树连 时间:2009-04-26

在滚滚而来的信息化浪潮推动下,军队传统的测绘保障发生了革命性的变化。其重要表现是,根据信息化战争的需要与特点研制的军事地理信息系统(MGIS)不断涌现出来。战斗地形信息系统(CTIS,Combat Terrain Information Systems)就是美国陆军开发的地理信息系统,目的是为其作战指挥系统提供测绘保障,同时也支持陆军联合作战指挥控制系统。CTIS作为美陆军的标准测绘保障装备,已经部署于中、高级指挥层次,从战区直到师、旅级别。该系统的研发始于上世纪90年代,由美国陆军工程兵研发中心的测绘工程中心(TEC)负责,于2000年开始装备部队。经过不断更新换代,战斗地形信息系统的功能更加完善,成为美军构建数字战场的重要保障系统。

        CTIS系统包括一整套硬件设备,主要包括数字地形保障系统(DTSS),大容量地图生产系统(HVMP)。DTSS目前有三种型号:DTSS-L(轻型)、DTSS-D(可扩展型)、DTSS-B(基本型)。DTSS-L是一种战术保障系统,安装于陆军扩充型高机动多用途轮式车辆上,通过作战指挥局域网与指挥控制系统进行通信,接受来自美国国家地理空间情报局(NGA)和其他相关数据源的地形数据,以及指挥部门的指令。DTSS-L能够对数字地形数据进行接收、创建、操控、融合、更新、存储、检索和管理,数据经过处理然后并入到硬拷贝和软拷贝地形产品中。DTSS-L通过及时的更新地形信息、生产多种战术决策辅助产品(TDA),提供GIS软件包,为指挥系统提供可靠的地理信息保障。DTSS-D与DTSS-L的性能基本相同,但是不具有机动性,主要配置在驻防部队,或野战帐篷中。DTSS-B应用于战区一级。专门针对数据空白或数据过时区域,提供快速响应专题制图、地形分析及其与地形相关的战场情报。该系统可以生产以下产品:数字地形高程数据(DTED)、影像地图、3D地形可视化产品和作战/决策图。DTSS-B的独特结构在于它有6个功能模块:处理多光谱影像,提取3D要素,生成并增强DTED的影像模块;生产战术决策辅助产品、增值数据、地图产品、3D可视化产品的生产模块;在线数据存储管理,自动化建档的数据库模块;基于数据库网络的地图服务器模块;输出硬拷贝地图和有限的数字产品制印的输出模块;复制电子存储媒体的媒体复制模块。DTSS-B比其它型号的DTSS有更强的数据生产能力和数据存储、管理和分发能力。DTSS系统不仅满足了陆军作战人员的地形地理空间信息需求,并且已整合到陆军更大的指挥控制系统之中,未来将融合到情报、监视和侦察系统之中,具有广阔的开发前景。
       特别需要指出,DTSS-D V3型配有大容量地图生产系统(HVMP),具备快速制印大量地图资料的能力。其反应速度非常之快,能在两分钟内生产出第一幅图,一个测绘排利用V3型HVMP系统能够在24小时里印刷1万幅全色、大幅面防水地图。输出产品包括地图、航空图、态势叠置图等多种产品,还能够通过数字接口制印软拷贝信息。V3型HVMP可置于坚固的运输箱中,具备很强的机动部署能力,能与其它型号DTSS连接互操作,大容量输出印制产品。
        CTIS系统具有强大的由不同功能模块组成的软件功能。其模块包括地形分析与战术决策辅助功能(TDA)模块、地理空间信息服务功能模块、集成与兼容功能模块、战区地理空间数据库模块等。
    地形分析和生成TDA功能模块,可以生成机动、通视和特定用途产品,如公路机动速度产品、反映区域遮盖/可见情况的通视图、直升机着陆区图、露营地图和交通线路图等,从而为决策过程提供服务。提供地理空间信息服务功能模块为陆军各个级别的指挥控制部门提供及时的地理空间信息和分析意见,使指挥人员能够快速而有效地作出战术决策。DTSS的地理空间服务包括提供完整的战场地理空间信息、数据访问、数据分发和地理空间分析。CTIS计划利用OpenGIS标准,如网络地图服务、网络要素服务、网络覆盖服务,为DTSS开发软件,以支持面向服务体系中的陆军作战指挥通用作战图(COP)。为提高快速反应能力, 地理空间服务功能模块把提供近实时的存取地理空间数据及其分析产品作为目标。集成与兼容功能模块以实现与所有陆军信息交换系统兼容为出发点,目的是协调、同步和强化陆军各系统的互操作性。该模块2001年开始研制,按照既定的软件组块的政策和程序来实现,通过陆军内互操作性验证,实现陆军各信息系统的资源整合。
        战区地理空间数据库(TGD)功能模块是DTSS-B的组成部分。DTSS-B支持一套通用的TGD数据模型和商用现用软件,实现战区级地理空间作业。TGD数据模型根据陆军的地理空间需求,分别按照相应的比例尺去处理地理空间信息。因此,地理数据库模型依不同的比例尺分为4类:战略级、战役级、战术级和城市级。战略级和战役级地理数据库主要为战略、战役谋划人员、作战分析人员提供参考数据。战术级和城市级地理数据库由地理空间分析员进行更新,为下级指挥员、战斗员提供信息保障。此外,还使用商用软件产品,如地图生产套件等。
         性能优越的硬件与功能强大的软件使得战斗地形信息系统(CTIS)如虎添翼。其在获取、处理、分析、存储、分发战场空间信息方面的卓越功能令人刮目相看。在美军组建数字化部队、构建数字战场的整体布局中,在贯彻“准备与响应”的保障战略的背景下,CTIS的地位更显突出。很明显,支撑“准备与响应”保障战略的理论基础是“基于基础数据的作战”概念。按照这一概念,NGA建立了近全球范围的中等分辨率地理空间信息框架,即基础数据。基础数据包括高程数据、人文要素和自然要素、影像数据,精确定位数据、水道导航安全数据以及航空导航安全数据等。数据的精度和分辨率一般能够满足战略评估、战区任务规划和航行安全的需求。同时,还需要增强基础数据,即在战前和作战进程中生成面向任务的数据产品,满足特定任务的信息需要。其内容比基础数据更精确、更详细,并且包含更多满足特定用户需要的现时性地理空间数据。这些基础数据成为CTIS发挥作用必需的“原料”或基础。目前,美军正在致力于全球信息网格的建设,在这个过程中,深入开发战斗地形信息系统,努力提升美国陆军的信息化作战水平,应是美军实施军事变革的重要环节。