美陸軍“同一個世界”系統建設特點、實戰運用及趨勢分析

賈玉茹

2013年以來，美陸軍為強化地理空間系統對作戰訓練支撐能力，迭代開發“同一個世界”系統（以下簡稱OWT系統），旨在通過高精度全球三維地形數據庫構建仿真戰場環境，為美陸軍開展“沉浸式”軍事訓練提供格式統一、訪問便捷、隨需更新的亞米級分辨率全球三維地形圖。截至目前，OWT系統功能已趨于完善，其應用范圍從軍事訓練領域逐步拓展到實戰應用，在實戰規劃與演習演訓中發揮了重要作用。

建設特點

美陸軍20世紀90年代開發的訓練系統是傳統的煙囪式垂直體系結構，各系統由不同項目組獨立規劃、設計、構建，不能共享資源、互相訪問，形成了資源孤島和信息孤島，更新升級效率低下，難以適應快速變化的戰場需求，總體成本高。OWT系統作為美陸軍合成訓練環境系統核心組成，打破互不共享的信息壁壘，將實戰、仿真與三維建模有機結合，通過構建近真實訓練環境，為美軍實戰訓練提供輔助支撐。其主要有三個顯著特點。

在數據格式上，強化標準統一、突破信息壁壘。著眼解決傳統訓練系統格式無法兼容、數據無法通用、資源無法共享的矛盾問題，根據美軍未來戰備訓練需求，OWT系統將原有的不同訓練系統整合，以通用統一標準取代50余種地形格式，共用統一基礎地形數據庫，大幅降低美軍軍事訓練系統中地形數據采集量及開發維護成本，縮短了場景構建及訓練準備周期。

2020年8月11日至9月18日，在亞利桑那州尤馬試驗場，技術人員在測試中使用地形數據

在數據采集上，強化商業應用、突破傳統壁壘。美陸軍原有訓練系統更新維護及迭代升級效率低、成本高，通常來講，構建一座大中型城市模型約需一年時間，造價高達數百萬美元，且地形缺乏真實感和多樣性，難以適應快速變化的戰場需求。OWT系統通過商業運營模式，加速產品迭代速率，依托先進三維圖像處理技術，可快速調取高分辨率商業衛星影像或使用無人平臺巡飛目標點位獲取實時地理空間信息，在幾天或更短時間內即可完成三維模型構建，并投入訓練使用。目前，裝載OWT三維地形采集工具的無人機已在美陸軍、海軍陸戰隊和特種作戰部隊部署應用，美軍分隊可遠程操控無人機自動采集訓練區域地形數據。

在數據更新上，強化多域融合、突破運用壁壘。OWT系統在多類型遙感衛星構建任務區域地面數據層的基礎上，依托無人系統、有人飛機、地面車輛，獲取0.02至0.15米高分辨率實時數據，對分辨率較低區域及時打上高清“補丁”，有效保證了地形數據的精準性和時效性。同時，為提供更真實的訓練體驗，OWT數據庫中還加入地形特征屬性，區分不同路基材質對于重型裝備的承載力和通過性，評估武器系統對不同建筑材質的打擊效果，結合虛擬現實、增強和混合現實技術，提升陸軍集成視覺增強系統互操作性，打造沉浸式訓練體驗。

作戰運用

OWT系統建設初期旨在輔助美陸軍開展基礎模擬訓練，后續功能不斷迭代完善，逐步運用于演習演訓、模擬推演和實戰行動。

在演習訓練中，通過與其他系統融合運用，不斷提升保障效能。在“融合計劃2020”演練中，OWT系統進行了初步試用，將厘米級數據自動采集到DCGS-A情報大數據系統，以輔助確定威脅區域，展示了聯合任務規劃和輔助情報分析3D地形測繪保障能力。在“融合計劃2021”演練中，OWT系統作為可視化系統和任務規劃工具，在美陸軍基礎信息系統中得到融合應用，還在機動任務指揮系統中為無人地面戰車提供地形數據支持。“融合計劃2022”演練于2022年10月至11月舉行，旨在推進未來作戰環境中的聯合及多國部隊互操作性。OWT系統計劃與綜合指揮等36套系統進行融合運用，支持高分辨率地理空間情報應急生產，在遠程火力打擊、情報監視偵察、無人駕駛航空系統、自主戰斗車輛和集成視覺增強系統等領域發揮重要作用，并在技術測試評估中改進三維地形功能。

在實戰保障中，美軍嘗試使用OWT系統開展地形分析及任務籌劃，并逐步擴大運用范圍。2021年8月，陸軍第82空降師部署到阿富汗喀布爾協助人員撤離時，運用OWT系統中的哈米德·卡爾扎伊國際機場三維地形數據進行任務規劃與地形評估，準確詳細地掌握了機場內部及周邊環境特點，在撤離行動中發揮重要作用。駐印太地區和阿富汗美軍利用配發無人機對任務地域展開探測，通過OWT系統配套軟件迅速處理地形數據，并錄入數據庫，利用虛擬戰場環境開展任務籌劃及行動推演。美軍還利用OWT系統開展前進作戰基地戰法研究，以確定部署位置、開展任務推演。

趨勢分析

美陸軍通過OWT系統構建全球仿真作戰環境，為美軍不同作戰環境下的跨要素聯合演練，提供了實戰化、高精度、全要素、近實時的戰場環境場景保障，后續將在拓展場景維度、豐富要素細節、提供替代PNT方案方面進一步發展研究。

為全球一體化作戰提供統一協同的全域立體虛擬戰場空間。利用人工智能技術，從物聯網、互聯網浩瀚無窮的信息中自主識別、搜集、拓展包含戰場環境及其屬性信息的數據源，快速選取、清洗、融合光學成像衛星、合成孔徑雷達、射頻遙感、智能手機、無人機、監控、社交、圖紙等多源信息中的地理空間要素，提升虛擬戰場基礎構建效率及迭代更新頻率。

將全球地形數據庫由地表擴展至空中、地下、海底、臨近空間甚至太空，打造全域立體虛擬戰場空間，滿足高空、海域、地下、太空作戰需求，有力支撐多域戰、聯合全域作戰理念。并將OWT系統嘗試應用于更多武器裝備平臺和其他軍種作戰訓練，容納、整合虛擬戰場空間不同標準、體系，為美軍全球一體化作戰體系能力培養提供統一規范、可互操作、協同性強的戰場空間環境。

為作戰能力生成打造無限真實的全要素虛擬戰場空間。美軍利用OWT系統保障模擬訓練及指揮決策，以其豐富的屬性細節更貼近現實戰場、貼近實戰。后續，將持續加強全球任務區域戰場環境特點分析，深度融合戰場環境各要素作用機理，為作戰能力生成打造無限真實的全要素虛擬戰場環境。

陸軍合成訓練環境實驗室演示OWT開發進程

在OWT地形三維數據庫中補充完善地形要素與作戰部隊、武器裝備交互影響屬性信息，如承重力、通過性、打擊效果、損耗程度等。在此基礎上，進一步將地理地形與氣象、地質、水文、電磁、重力、大氣和空間環境等戰場環境要素深度融合，在系統中融入各要素相互作用機理，如不同天氣條件下地形環境對作戰單元的通過性、損耗程度如何變化，特殊地質構造對地形承重力有何影響，地震、海嘯、洪水等環境災害對地形地貌的重塑和屬性信息變動，重磁場變化對武器裝備機動、打擊影響規律，并將關聯變化因素進行細致量化，精準指導戰場空間環境模擬，提升其真實性和現實感。輔助作戰人員戰前適應作戰目標點地形及氣候特點，保證作戰訓練效果和戰斗力生成。

為GPS拒止、隱蔽作戰條件提供替代PNT解決方案。近年來，GPS系統易受干擾和屏蔽的脆弱性及局限性受到廣泛關注，美軍意識到衛星導航信號干擾與反干擾的重大軍事價值，加緊研究導航戰戰法及替代PNT解決方案。隨著OWT系統在軍事訓練及實戰規劃應用初見成效，美軍開始探索高精度三維地形模型戰場攻防應用新方向，旨在為衛星信號屏蔽條件下導航對抗能力建設提供替代PNT方案。

在飛機、地面車輛或武器裝備導航系統中預置高精度地形數據，通過搭載的視覺傳感器，實時獲取當前位置圖像，自動計算出高精度定位及路徑規劃信息。因內置地形數據，無需與衛星或地面站進行數據傳輸或信號交換，可在GPS拒止、電磁干擾等情況下提供精確定位導航保障，有效降低部署成本，系統穩定性和抗干擾性更強。同時，減少與外界數據交換能極大提高作戰單元隱蔽性，提高戰斗力。