军事空间信息网络技术浅析
时间：2020-12-14 12:03:22 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘要】军事空间信息网络建设是军队信息化建设中的重要内容。本文对军事空间信息网络体系进行了详细的研究，介绍了军事空间信息网络的技术组成，并对其技术发展和应用前景进行了展望。
【关键词】军事；空间信息；航天技术；信息化战争
1.前言
随着信息时代的到来，信息化战争已经成为现代战争的主要作战形态。在信息化战争中，如何及时准确地获取、处理和分发战场空间信息已经成为作战双方面临的主要问题。同时，航天技术的兴起及其在军事上的应用，使得战场空间迅速从大气层扩展到外层太空，拓展了军事活动和国防战略的领域，改变了现代战争的形态。陆、海、空、天、电一体化成为信息化战争的主要作战形式。随着空间军事化和军事空间化的发展，“天对地”、“地对天”和“天对天”的军事对抗将成为现实。在未来信息化战争中，谁控制了空间、掌握了制天权，谁就可以居高临下地控制整个战场，牢牢掌握战争的主动权。因此，建立军事空间信息网络对于维护国家安全和统一具有及其重要的战略意义。
目前，世界各国特别是一些发达国家都已经意识到夺取制天权的重要性，并且正在积极抢夺空间“制高点”，把空间能力集成到信息战的总体框架中去。例如，美军就充分利用其拥有的各种侦察平台，大量使用包括航天、航空、无人机及地面侦察等多种传感器，及时获取战场空间信息。据统计，在伊拉克战争中，美军使用的卫星数量超过50颗，发射了6000多枚卫星制导导弹，美军95%的侦察情报、90%的军事通信、100%的导航定位和100%的气象信息来自空间信息系统。这场战争是利用空间优势实施精确打击和有效压制的一个典范，也使得世界各国加速了对军事空间信息网络的建设和研究。
2.军事空间信息网络体系结构
军事空间信息网络是在航天器技术、遥感技术、通信技术、空间信息技术以及计算机技术发展的基础上，集空间航天器、地面监测与处理以及终端用户于一体的信息网络，能够实现对空间信息的获取、传递、存储、处理和分发，并为社会活动或军事作战指挥行动提供决策支持。这个网络是一个“无缝”的空天一体化网络，能使军事上的“观测、判断、决策、行动”环路从串行向并行扩展，缩短了战场指挥流程，在功能上主要由信息获取、信息传输、信息处理、导航定位、网络管理和安全防御等系统组成。
军事空间信息网络主要是由军用航天器和地面支持系统构成的，它与各军兵种信息系统联合组成广义的互联网络。它包括对地观测的卫星网络系统与地面管理和处理系统两部分。军事空间信息网络总体结构如图1所示。
卫星网中有遥感卫星、遥测卫星、定位卫星、通讯卫星。遥感卫星包括气象卫星、雷达成像卫星、电子侦察卫星以及海洋目标监测卫星。通信卫星是目前国际上研究的热点，用户数目最多、网络结构和管理技术最为复杂。
地面系统包括卫星网络管理系统和地面处理系统两个部分。卫星网络管理系统主要完成卫星运行测制和星间通信任务，为卫星网络提供管理和保障服务。地面处理系统主要是接收各类信息，如遥感卫星获取的地面影像、地面监测设备获取的情报信息以及各实际作战部队反馈的信息，借助可视化技术将战场信息以图形、图像或三维、甚至虚拟现实的方式显示出来，同时运用数据挖掘技术，结合系统底层的专家库和作战模型库，对战场情况进行分析、判断，为指挥员的决策提供依据，最后将指挥员的决策传递到各作战部队。在地面处理系统中，主要有技术层、管理层、专家层和决策层这四个层次。
（1）技术层：技术层包括影像库、图形库、属性库、数据库、模型库等。整个技术层有多个输入输出通道，输入数据包括影像数据、矢量数据、定位数据、统计数据和决策支持数据等，输出通道可以在高分辨率、大比例尺的三维立体影像中采用虚拟地理环境的方法。
（2）管理层：管理层主要是通过各种通信与网络手段进行信息管理。各作战终端可以通过通信网络获取我方和敌方整个军事部署情况和上级的有关指令，进而为指挥决策提供信息保障。
（3）专家层：专家层是在地理信息系统和作战态势图的基础上，增加知识库与逻辑库组成，主要是建立作战指挥决策系统，通过军用监测卫星数据和全球定位数据获取战场动态并实时显示。
（4）决策层：决策层是在管理层上发现问题，结合指挥决策模型，研究解决问题的对策。在这一层次，系统主要考虑以友好的交互方式，提供指挥员有用的信息，并根据指挥决策模型分析形势，供指挥员参考，为最终的决策提供支持。
3.军事空间信息网络技术组成
军事空间信息网络是一个多技术集成的新型网络体系，它研究内容包括航天器技术、传感器技术、网络通信技术和信息处理技术。
（1）空间航天器技术
空间航天器主要是运行于太空的各种航天卫星和航天飞机。目前在太空运行的航天器平台主要包括地球同步轨道卫星（35000km）、太阳同步卫星（600～l000km）、太空飞船（200～300km）、航天飞机（240～350km）、探空火箭（200～1000km）这几种。空间航天器技术主要研究航天发射、航天测控、卫星组网、空间管理和控制等内容。
（2）传感器技术
传感器是空间信息获取的主要设备，研究传感器技术也是提高空间信息获取能力的主要手段。目前使用的传感器主要包括框幅式光学相机、缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计、雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等，传感介质包括紫外、可见光、电视、近红外、中红外、远红外、雷达、激光等不同类型，它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。
（3）网络通信技术
网络通信技术主要包括卫星组网、网络协议、网络管理、网络安全与防御技术等。由于空间网络环境不同于地面，在数据网络和通信协议设计中应考虑传输时延大、信号电平弱、信道噪声大、多普勒频移大、空地通信频繁中断等因素。这就需要对现有的Internet协议进行适当的修改和扩充，使之能够支持高效、可靠的空间数据传输；适应多节点任务配置对空间网络路由功能的要求；为空地信息传输提供互连网络的兼容性和互操作性。
（4）信息处理技术
信息处理技术主要是研究将各种不同类型的信息源进行集成，将提取出重要信息并以合适的方式表现出来，然后对战场态势进行实时分析和预测，其主要技术包括目标识别、多源信息融合、信息编码、数据压缩、信息可视化以及数据挖掘和辅助决策等。通过信息融合和智能处理，可以扩展网络在空间和时间上的覆盖范围，增加网络的利用率，提高信息的可信度和精度。
4.研究前景
（1）航天器向多轨道、多平台、全天候方向发展。今后将由单星工作转向组成星座并提供高时间分辨率甚至不间断综合服务的方向发展，建立多轨道、多平台的综合卫星体系，实现全天候对地观测。
（2）传感器向多光谱、高分辨率方向发展。今后要坚持高、低空间分辨率传感器并重发展的路线，进一步扩大高质量可见、热红外遥感卫星系列，加快雷达、激光等新型传感设备的开发和研制。要加大国际合作，设法引进国外传感器关键器件，借以提高我们的传感器实用水平和传感器设计水平，跨越式的发展高性能高质量的传感器。
（3）信息处理向多维表示、智能决策方向发展。今后需要研究不同来源的信息融合与集成，将信息以图形图像、多媒体、三维（立体）、四维（三维加入时间维）等多维形式表现，扩大战场指挥员获取和交互信息流的渠道，结合战场空间分析模型以及专家知识库，实现对战场态势的计算机分析，为指挥员提供更为有效的辅助决策手段。
参考文献
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