淺析現代戰爭中的軍事地理信息系統及作戰運用

在現代高技術戰爭中，聯合作戰的概念日益強烈，地理信息起著不容忽視的作用。大大小小的作戰指揮控制系統中都或多或少地融合著軍事地理信息系統的功能，即使單兵行動也離不開軍事地理信息的支持。一個優秀的軍事地理信息系統可以形象直觀地表現敵我信息，并且易于同三維戰場信息相結合，形成近實時的戰場態勢圖，提高部隊態勢感知能力，利于指揮員了解全維戰場情況。

概念界定

軍事地理信息系統是一種面向功能的地理信息系統，配有解決軍事任務的應用程序，可為作戰決策和行動規劃提供支持，可將大量各類坐標—時間信息轉換為便于軍事指揮機構使用的形式，并實現可視化。該系統在計算機硬件支持下運用系統工程和信息科學的理論和方法，綜合地、動態地獲取、存儲、管理和分析軍事地理環境信息，并服務于作戰指揮自動化、戰場數字化建設和軍事決策支持的軍事空間信息系統。近年來，軍事地理信息系統受到各國軍方的普遍重視，美軍將其形容為一把“大傘”，將GPS獲取的位置信息、衛星和無人機獲取的偵察與監測信息、戰場損毀評估信息等均迅速匯聚在這把“大傘”之下，構成了完整的衛星對地觀測系統。這就從總體上說明了其在現代高科技戰爭中的地位和作用。

外國發展現狀

美軍 目前，世界主要軍事強國在科學技術方面的主要成就均反映在軍事行動的方法上，特別是通過引入地理信息支持，從而縮短了從發現目標到摧毀目標的時間。自2000年以來，美政府每年花費高達3億美元購買地球遙感圖像，總共撥款高達20億美元用于實施“向消費者提供關于解決處理地理信息相關問題的智能方法”計劃，并將其中75%的資金投資于私營公司的商業項目。2021年，地理空間情報的資金占美國情報界所有部門（17個部門）的87%，總額為800億美元。強大的投資使得提前積累全球數據信息成為可能，大大提高了美國武裝部隊的使用效率。從2013年3月至2018年，美國家地理空間情報局（NGA）創建了每周更新的世界數字地圖；它的存在大大提高了美國武裝部隊的作戰能力。

俄軍 在烏克蘭危機中，俄軍使用新型地理信息系統保障軍事行動。自2000年以來，“地理信息支持”一詞一直被俄軍使用，并于2021年被載入俄羅斯聯邦武裝部隊單一地理信息空間的形成和發展概念，建設武裝部隊統一地理信息空間，在地理、地形、制圖、大地測量、導航、重力、氣象、地球物理和環境等方面提供支持。截止至2023年，俄軍軍事行動地理信息系統的功能和監管狀態尚未最終形成。為了解決現有和逐漸積累的問題，俄軍綜合考慮在烏克蘭危機實踐中使用地理空間信息的具體情況，對相關系統進行調整。俄軍自2004年開始使用地理信息系統，鼓勵部隊積極使用數字地圖，目前使用的是“操作員”軍事地理信息系統，并于2013年8月裝備部隊。

構成與功能

桌面端 以俄軍“操作員”系統為例，該系統以對話框式的菜單主面板和附加面板模塊的形式實現，具有電子地圖、正射影像圖、平面圖、照片平面圖、照片方案、照片和視頻材料、高度矩陣等數據信息，可以用來評估民用和軍事設施的情況以及地形、變化和現狀。可以從開源渠道獲得數據，并將其用作準備地形、大地測量和導航的地理數據的附加來源，主要包括：顯示敵對行動地區的氣溫；截至當前日期的谷歌天氣數據；在Google地理系統背景下為柵格地圖選擇參數結果；連接GLONASS/GPS接收器時的導航數據；要在足夠的精度上自動將柵格從WGS-84坐標系轉換為CK-42，并接收所需區域的更新信息。

分析烏克蘭危機期間的俄軍行動可以看出，俄軍使用無人機參與偵察任務，提高了對敵實施火力打擊的有效性，其飛行計劃和信息后期處理均通過軍事地理信息系統實施。該系統有一個可用于自動處理航空攝影材料“全景照片”程序，具有正射鑲嵌、高度矩陣和三維模型，在“全景照片”程序中獲得的正射鑲嵌可以與“操作員”中的操作情況數據相結合。但是，該系統也存有部分缺點：軟件的有效運行需要高配置計算機；人員必須具備扎實的計算機使用技能；該程序必須安裝在裝有Windows和Linux操作系統的固定或移動個人計算機上，限制了其在營連排等戰術級分隊的使用。目前，俄軍使用Android操作系統上運行的各種移動應用程序來解決這一問題，比如AlpineQuest應用。

移動端 烏克蘭危機期間，各類志愿者、愛好者和IT計算機團體為雙方的戰術級單位研發了各種軟件。這些程序以GIS內核為基礎，以Android操作系統為平臺，可在移動設備（平板電腦、智能手機）上運行。最流行和最常見的應用程序是“GISARTA”“Dill”和“Kropyva”。GISARTA是一個Web界面的GIS軟件，由烏克蘭IT公司BreezeSoftware和Geo-Soft研制，適用于各種類型的計算機平臺，從集中式服務器到個人（或聯網）計算機、平板電腦和基于Windows/Android的智能手機，它們提供了使用GIS的能力，以及來自公開來源的信息（谷歌地圖、必應、Yandex地圖等）。其中，Kropiva軟件可以使用電子地圖、圖像、規劃和執行各種計算任務。該系統開發和整合始于2014年的一個志愿者項目，當時一群烏克蘭志愿者開始向軍隊提供平板電腦。早在2018年，Logic設計局的開發人員就向烏克蘭武裝部隊捐贈了數千臺帶有Kropiva系統的平板電腦。Kropiva系統將偵察、控制和火力功能整合到一個信息網絡中。烏軍可以從普通平板電腦提交炮火請求，可使用與北約標準兼容的短波數字無線電、衛星、光纖通信信道和數據傳輸協議。同時，該系統結合了所有技術手段，從火炮到察打一體無人機。Kropiva系統允許在營連排級分隊使用，有助于將偵察、控制和火力破壞的手段整合到一個信息領域中。

通過戰術互聯網連接起來的Kropiva控制系統具有許多技術優勢：訪問電子地圖并顯示自己的位置；與系統其他用戶進行數據交換；解決個別計算問題，例如行軍計算、火力打擊地區、炮兵修正等；確保偵察設備在自動模式下的交互和數據傳輸。通過Kropiva系統，可將炮兵連的部署時間減少至1/5，命中率提高了3倍。Kropiva系統非常易于使用，只需要一臺平板電腦或智能手機，即可安裝相應軟件、通信工具或訪問互聯網。該程序還可從天氣預報、便攜式氣象站等系統設備中獲取數據。在使用Kropyva時，僅需要知道目標的坐標或炮兵連的位置，天氣狀況，將上述數據輸入平板電腦，即可自動計算射擊方向和到目標的距離。

實戰應用

背景 2015年9月起，俄羅斯空軍開始在敘利亞開展打擊恐怖分子的作戰行動。俄軍在敵對行動開始之前，向中東部署了工兵部隊和混合航空隊。航空兵成為俄羅斯駐敘利亞武裝部隊的主要打擊力量，包括蘇-25SM攻擊機、蘇-24M前線轟炸機、蘇-27、蘇-30SM、蘇-35和最新的蘇-57戰斗機，以及圖-22M3、圖-95MS和圖-160戰略轟炸機，還有米-8、米-28N、米-24P和卡-52直升機。

戰法 蘇-25SM戰斗機機組在敘利亞的主要作戰方式是在規定時間內，以導航轟炸模式，從地面執勤陣地以單發、對發和聯發的方式，對預先確定的地面目標（物體）依次發起空襲。攻擊機群通常由2至6架飛機組成，具體數量取決于目標的類型和構成。半徑不超過20千米—25千米的目標被分配給攻擊小組。對指定的地面目標進行攻擊時，攻擊組內的飛機之間通常間隔1至2分鐘，攻擊組通常在5至6分鐘后進行重復攻擊。如果單機或雙機編隊沒有目視能見度，則進行分梯次飛行，通常不少于100米。即使在目標區有云層的情況下，6架攻擊機組成的機群也能保證完成指定任務，機群之間的梯隊距離為150米—200米，在指定時間出擊，間隔時間為1分鐘。這樣，一個6機編隊，掛載4個OFAB-250型高阻炸彈，在前線上空盤旋30分鐘—40分鐘，攻擊24個目標，從而實現對敵人的持續火力打擊。蘇-25SM可以在3000米和4000米高度，穩定可靠地攻擊目標。為了削弱敵方使用便攜式防空系統和高射炮的能力，俄軍從3500米到4100米的高度水平飛行進行轟炸。轟炸按照一彈一目標的原則逐點進行。機組人員的戰斗載荷為4枚航空炸彈，可擊中4個目標。

系統應用 俄軍使用“操作員”系統，在電子地圖上根據戰役和戰術情況創建電子作戰圖形文件。基于“一種常規標志，幾種展示形式”的原則，為相應級別（戰術、戰役和戰略）的軍事編隊指揮機構編制成套的常規戰役戰術標志。通過這種方法，大大減少了搜索所需符號的時間，并方便指揮員在電子地圖上繪制戰場態勢。俄軍認為，任何具有坐標參考的制圖基礎都可用作地形基礎，包括電子地形圖、光柵圖像、地理門戶數據等。

為了繪制航空部隊指揮官的電子工作地圖，首先要繪制該部隊即將開展行動區域的定制矢量地圖。具體步驟如下：創建指揮官電子工作卡。輸入文件（地圖）名稱，選擇作戰級別，戰役或戰術，指定存儲形式，信息是否需要加密，然后點擊創建地圖。將其作為作戰文件執行，新的行動態勢通常與命令文本同時傳送到指揮員的自動化工作站；它是指揮員電子地圖上的態勢副本，用作定下決心的基準，并在其上繪制、單位和編隊的位置，以及他們計劃采取的行動。將航空電子地圖上的態勢副本作為底圖轉移到先前繪制的電子工作圖上，只保留需要的隊標隊號，或在電子工作圖上復制必要的常規標號，并為指揮員準備一套常規標號模板。

俄軍規定，常用標號覆蓋戰役戰術層級，可用于空軍的所有指揮環節，通常由4個—9個預先準備好的標號組成。

在俄軍作戰理論中，地面目標被視為OTA飛機的打擊目標，考慮到蘇-34飛機性能，以X軸和Z軸可能的散布偏差形式給出了初始數據：Eh=1.7+0.017?V；Ez=0.69?Eh。

在作戰籌劃時，俄軍特別注意研究反衛星武器作戰應用的合理條件問題（接近目標的方向、確定目標分散指標和選擇合理的反衛星武器）；同時，注意山區和沙漠地形以及外國國界附近的飛行性能和定向性，以及目視定向的特殊性、無線電設備的工作、失去定向時的行動和RTS、Glonass系統失靈時的行動。

綜上所述，伴隨著現代高新技術的發展，以及外軍，特別是美俄等軍事強國戰場實踐的深化，軍事地理信息系統的研究、發展及其作戰應用在聯合作戰數字化戰場、數字化武器裝備、指控系統、智能化指揮決策建設中的地位和作用日益提高。已經成為拓展指揮人員信息領域，奪取信息優勢和決策優勢的關鍵技術之一，是實現戰場資源共享和一體化聯合作戰的有效途徑，必將在未來作戰或行動中發揮更為重要的作用。

責任編輯：劉靖鑫