ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ НАВИГАЦИОННО-ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ ВООРУЖЕННЫХ СИЛ
НАУКА И ВОЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ № 4/2008 , стр. 22-27
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ НАВИГАЦИОННО-ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ ВООРУЖЕННЫХ СИЛ
УДК 358.39
Подполковник И.В. ЕВГЛЕВСКИЙ,
начальник отдела Научно-исследовательского института
Вооруженных Сил Республики Беларусь
Майор Р.A. САФОНОВ,
научный сотрудник Научно-исследовательского института Вооруженных Сил Республики Беларусь
Н.Н. МОРОЗОВ,
научный сотрудник Научно-исследовательского института Вооруженных Сил Республики Беларусь
В эпоху маневренных боевых действий с широким применением высокоточного оружия топогеодезическому обеспечению (ТГО) и навигационному обеспечению (НО) операций (боевых действий) войск (сил) придается важнейшее значение. Именно они обеспечивают эффективное управление войсками (силами), своевременное обнаружение и распознавание целей, точное нанесение ударов средствами поражения по объектам противника в реальном масштабе времени [1]. ТГО и НО сегодня являются различными видами оперативного (боевого) обеспечения. Вместе с тем они имеют достаточно много общего, решая задачи координатных определений положений объектов на поверхности Земли, планируются, организуются и осуществляются едиными органами управления, силами и средствами, подчиненными навигационно-топографической службе (НТС) Вооруженных Сил Республики Беларусь. Выявление закономерностей перспектив развития НТС Вооруженных Сил является задачей данной статьи.
1. Система топогеодезического обеспечения Вооруженных Сил
Учитывая то обстоятельство, что система ТГО в структуре Вооруженных Сил существует продолжительное время, а система НО только начинает складываться, рассмотрим систему ТГО более подробно, предполагая, что именно она и составит основу для развития НТС на ближайшие 10-15 лет.
ТГО Вооруженных Сил содержит комплекс задач научно-технического, производственного и организационного характера, направленный на создание, обновление и своевременное доведение до органов управления и войск топогеодезической информации (ТГИ) в целях изучения и оценки местности при принятии решений, планировании и ведении операций (боевых действий), организации взаимодействия и управления, а также эффективного применения оружия и боевой техники.
Сложность процесса ТГО, обусловленность его развития военным искусством и зависимость от систем более высокого уровня позволяет определить систему ТГО как самостоятельную открытую систему, имеющую свои закономерности [1,2]:
оперирование объектами естественного происхождения, существующими объективно и не зависящими от других факторов (планета Земля, фигура Земли, пространство, время и так далее);
опора на фундамент естественных наук (геодезия, фотограмметрия, картография, гравиметрия), принципы и законы, которых носят объективный характер;
использование передовых методов, способов технологий и инструментов других государств.
Характерными особенностями системы ТГО являются:
наличие сложной целенаправленной функции, вытекающей из многообразия задач (мероприятий) ТГО;
наличие большого числа взаимосвязанных между собой элементов, таких как обеспечивающие органы управления, воинские части и подразделения НТС Вооруженных Сил с личным составом, вооружением, специальной техникой, транспортом и так далее;
возможность разделения системы на самостоятельные подсистемы, задачи которых подчинены общей цели функционирования всей системы ТГО;
наличие управления с иерархической структурой (органы управления НТС ВС - подчиненные воинские части и подразделения);
наличие черт самоорганизации и саморегуляции при взаимодействии с внешней средой.
Цель ТГО заключается в подготовке и своевременном доведении до штабов и войск в требуемом объеме точной и достоверной геопространственной информации, способствующей созданию необходимых условий для поддержания войск (сил) в постоянной боевой готовности, своевременного скрытого развертывания (создания) группировок войск, их выдвижения в районы оперативного (боевого) предназначения, выполнения поставленных задач, а также необходимой для функционирования автоматизированных систем управления войсками (АСУВ) и эффективного применения систем вооружения и военной техники (ВВТ).
Геопространственная информация - вид информации о пространственно распределенных объектах, процессах и явлениях на поверхности Земли, в ее недрах и околоземном пространстве, позволяющая устанавливать связь между ними, и закономерности их развития. Геопространственная информация включает ТГИ и навигационно-временные данные (НВД).
Основным фактором, влияющим на структуру, состав и особенности функционирования системы ТГО, является военное искусство (ведущая роль в совершенствовании которого принадлежит ВВТ [2]), определяющее целевую функцию ТГО на каждом историческом этапе его развития.
Совершенствование механизма управления развитием системы ТГО способствует наполнению системы ТГО составными элементами, основными из которых являются: организационно-штатная структура, подготовка кадров, топогеодезическая и другая специальная техника, методы, способы и технологии выполнения специальных работ.
Между элементами системы ТГО существует статистическая зависимость - корреляция, не имеющая строгого функционального характера [2] (табл. 1).
Анализ коэффициентов корреляции элементов системы ТГО позволяет сделать вывод о лидирующей роли развития способов и методов получения геопространственной информации, а также совершенствования топогеодезической техники по отношению к другим элементам системы ТГО.
Зависимость числа событий G в предметной области ТГО от времени в десятилетиях х выражает уравнение [2]
G (x) = b0 + b1 x
Регрессионный анализ элементов системы ТГО по коэффициентам линейной регрессии b0 и b1 уравнения подчеркивает факт приоритета получения геопространственной информации [2] (табл. 2), над другими элементами системы. Таким образом, субъективные и консервативные по сути система подготовки кадров и организационно-штатная структура системы ТГО подвержены постоянным изменениям, перестройкам и тенденциозно зависят от процесса совершенствования средств геопространственной информации.
Коэффициенты корреляции показывают степень зависимости отдельных элементов системы ТГО, сложившуюся на всех этапах ее развития. Например, низкий коэффициент корреляции, сложившийся между организационно-штатной структурой и топогеодезической техникой, подчеркивает постоянное отставание организационных форм от уровня развития средств получения ТГИ. В наибольшей степени совершенствование системы ТГО зависит от эволюции способов и методов ТГО и совершенствования топогеодезической техники, что объясняется объективностью процесса развития данных элементов системы.
Таким образом, исходя из вышеизложенного, целью развития НТС Вооруженных Сил (систем ТГО и НО) на ближайшие 10-15 лет определим придание ей такого облика, который бы в общей системе военной организации государства удовлетворял перспективным потребностям обеспечения Республики Беларусь в топогеодезическом и навигационном отношении и соответствовал ее экономическим и мобилизационным возможностям.
Рассмотрим в общих чертах, каким образом данная задача решалась в вооруженных силах зарубежных государств.
2. Анализ тенденций строительства и развития топографических служб вооруженных сил ведущих мировых государств
Развитие способов получения и использования геоинформации могут влиять на коренные изменения в государственных и военных структурах, обеспечивающих национальную безопасность. Например, в США процессы объединения картографических, разведывательных и информационных технологий привели к образованию Национального агентства геопространственной разведки (NGA), а в Германии - к созданию уникальной по своим задачам и возможностям геоинформационной службы Бундесвера (Geoinformationsdienst derBundeswehr).
ТГО, как комплекс мероприятий по созданию, накоплению и доведению до войск ТГИ, в США эволюционно развилось в научно-производственную отрасль, напрямую определяющую успех решения экономических и военных задач на уровне их анализа, прогнозирования, планирования и оценки. Эта отрасль представляет собой совокупность процессов информационно-управленческого, научно-технического и производственно-технологического характера, вовлекающая в сферу своих интересов естественные и прикладные науки и использующая современные достижения высоких технологий.
Термин «геоинформационное» обеспечение в США не используется. В процессе деятельности вооруженных сил американцы рассматривают ведение геопространственной разведки (термин введен в 2003 году).
Под геопространственной разведкой в США рассматривают съемку и обработку изображений с целью получения разведывательных данных для последующего их наложения на геопространственную информацию. Геопространственная разведка нацелена на снижение уровня неопределенности обстановки за счет своевременного обеспечения военно-политического руководства данными, необходимыми для принятия решений и конкретных мер по защите национальных интересов США.
Вобрав в себя все достижения в области анализа видовой информации, картографии и геодезии, геопространственная разведка превратилась в новый вид разведывательной деятельности, отличный от всего, что существовало до нее.
Геопространственная разведка ориентирована на аналитическую деятельность. Она характеризуется конкретными источниками данных и своими аналитическими кадрами, дополняющими друг друга специалистами-аналитиками в видовой и геопространственной областях.
Еще одной отличительной особенностью геопространственной разведки является ее пространственно-временная направленность. Она в первую очередь ориентирована на изучение физических предметов, наблюдает и изучает физический мир, делая выводы на основе анализа пространственного положения объектов разведки и его изменения с течением времени.
Организации, занимающиеся геопространственными исследованиями в США, разработали новые методы измерения и моделирования физической среды, отличающиеся исключительно высокой точностью. Эти методы позволяют осуществлять точную привязку и измерение параметров объектов и деталей рельефа местности на снимках, что дает возможность получать более точные характеристики объектов разведки. Данное обстоятельство существенно повышает ценность геопространственной информации для ее потребителей. Это позволяет с большей уверенностью принимать политические решения, а также дает возможность широко использовать полученные разведывательные данные, особенно в тактическом звене, например, при целеуказании и навигации.
Специалисты в геопространственной области используют геоинформационные системы (ГИС) для разработки новых аналитических методик, которые позволяют решать многие традиционно сложные разведывательные задачи. С помощью этих методик осуществляется систематизация данных и их геопространственная привязка, что дает возможность в ходе решения разведывательных задач лучше понимать взаимосвязь различных факторов, влияющих на окружающую обстановку.
ГИС, расширяя возможности интерактивного подхода к анализу окружающей обстановки и деятельности противника, также расширяют возможности сбора и обработки информации, позволяя сконцентрировать ограниченные возможности добывающих органов на районах наиболее вероятного расположения интересующих разведку объектов.
Задачи навигационного, геоинформационного и георазведывательного обеспечения вооруженных сил ФРГ возложены на геоинформационную службу Бундесвера (Geoinformationsdienst der Bundeswehr). Эта служба создана путем слияния военно-географической и геофизической служб Бундесвера и в настоящее время насчитывает около 1100 военнослужащих и 200 гражданских специалистов.
Геоинформационной службе Бундесвера подчинены следующие формирования германских сухопутных сил: военно-географические, геофизические, топографические подразделения. Подготовку кадров для службы осуществляет школа военной геофизики Бундесвера. В других организационных структурах новые подразделения службы планируется создавать по мере необходимости для проведения консультаций и обеспечения техническими средствами.
На геоинформационную службу Бундесвера возлагаются задачи обучения, планирования и практического применения подчиненных сил и средств, а также выработки концепций, разработки, производства и поставок, использования материалов военного назначения и информационной техники. Эта служба должна отслеживать влияние окружающей среды на применение войск (сил) с учетом пространственно-временного фактора и удовлетворять их потребности в соответствующей информации в интересах подготовки, проведения и оценки результатов учений и военных действий.
К сфере деятельности геоинформационной службы Бундесвера относятся науки о Земле и близкие к ним области, изучение которых необходимо для выполнения задач вооруженных сил ФРГ: биология, геодезия, география, геология, геополитика, геофизика, гидрография, гидрология, картография, метеорология, океанография, фотограмметрия, этнография и др. (всего - 17).
Процессы преобразования топографических служб затронули и вооруженные силы наших ближайших соседей, например Республики Польша, в которой процессы получения и обработки геоинформации расцениваются как элементы обеспечения национальной безопасности (рис. 1). Непосредственно в вооруженных силах Республики Польша выполнение мероприятий по ТГО возложено на военно-географическую службу (рис. 2).
Задачами службы являются:
планирование, стандартизация, производство и обработка географических материалов;
поддержка принятия решений в географическом отношении;
координация метеорологической поддержки в рамках вооруженных сил;
обеспечение вооруженных сил специальными средствами и оборудованием;
сотрудничество с национальными картографическими агентствами Республики Польша;
сотрудничество с иностранными военными географическими и картографическими службами.
Отличаясь по формальным признакам (подчиненность, структура и т.п.), топографические службы вооруженных сил большинства зарубежных государств наделены едиными концептуальными взглядами на процессы получения и использования геоинформации:
придание геоинформации решающей роли в процессах поддержки принятия решений на всех уровнях, в том числе на стратегическом;
возможность получения геоинформации от всех добывающих ее органов, в том числе коммерческих, обеспеченная на высочайшем государственном уровне;
объединение всех силовых и государственных органов, связанных с процессами получения и использования геоинформации, в единый орган, обеспечивающий решение задач национальной безопасности;
понимание геоинформации как результата аналитической работы по обработке информации, связанной с геопространственным распределением объектов и явлений.
Рис. 1. Национальная военно-географическая политика Польши
Рис. 2. Место военно-географической службы в структуре вооруженных сил Республики Польша
Наконец, основной технологией получения геоинформации в вооруженных силах зарубежных государств является дистанционное зондирование Земли.
3. Дистанционное зондирование Земли: задачи, содержание и перспективы развития в Республике Беларусь
Создание и развитие космических средств и технологий дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) является уже в настоящее время одним из важнейших направлений применения космической техники для военных, социально-экономических и научных целей. Учитывая этот факт, далее под технологиями ДЗЗ будем подразумевать технологии двойного назначения, направленные на удовлетворение потребностей как силовых, так и гражданских структур государства.
Многообразие решаемых прикладных и научных задач ДЗЗ, непрерывное расширение состава и рост информационных характеристик бортовых съемочных и зондирующих приборов, развитие новых технологий интерпретации и использования получаемых космических данных, стремительный процесс технического совершенствования и удешевления космических аппаратов (КА) ДЗЗ, а также набирающая темпы интенсификация международного сотрудничества по созданию глобальных систем наблюдения Земли дают все основания прогнозировать, что в период до 2020 - 2025 гг. космические средства ДЗЗ станут наиболее приоритетным и эффективным классом КА военного и гражданского назначения как за рубежом, так и в нашей стране.
Исходя из этого, белорусское руководство начало целенаправленную работу по созданию отечественной группировки ДЗЗ в ближайшие годы и дальнейшему ее развитию. Это необходимо для максимального удовлетворения потребностей обеспечения национальной безопасности с учетом быстрого прогресса КА ДЗЗ за рубежом.
Для достижения этой масштабной цели необходимо выработать конкретную программу мероприятий и определить этапы создания Белорусской космической системы дистанционного зондирования (БКСДЗ). При этом предварительно нужно выполнить следующие работы:
четко сформулировать состав военных, прикладных и научных задач ДЗЗ, для решения которых эффективно применение космической информации (КИ) ДЗЗ;
определить требуемые количественные параметры КИ ДЗЗ;
оценить возможности разработки перспективных КА и приборов наблюдения Земли с учетом современного состояния и новых тенденций совершенствования методов и технологий ДЗЗ;
установить состав и параметры белорусских КА ДЗЗ на всех предполагаемых этапах их создания и совершенствования в прогнозируемый период;
наметить пути развития наземной инфраструктуры приема, обработки, хранения, распространения и использования КИ ДЗЗ;
выявить дополнительные проблемные вопросы современного и перспективного развития космической техники и технологий ДЗЗ в нашей стране и предложить способы их решения.
В интересах Вооруженных Сил ДЗЗ может проводиться для решения следующих задач:
создание и обновление широкого спектра общегеографических и тематических картографических материалов (топографические карты, карты в цифровом виде, ГИС разного назначения);
гидрометеорология, для решения конкретных задач которой необходимо высокопериодическое получение в глобальном масштабе космических данных об облачном и снежно-ледовом покровах, трехмерных полях температуры и влагосодержания атмосферы, трехмерном поле ветра, температуре и других физико-химических параметрах поверхности Земли, зонах и интенсивности осадков, крупномасштабных и опасных процессах в атмосфере и на поверхности Земли (циклоны, антициклоны, тропические штормы и ураганы, стихийные гидрометеорологические явления и др.);
экологический мониторинг на глобальном, региональном и локальном уровнях за распространением загрязнений во всех трех основных природных сферах (атмосфера, поверхность суши, водная среда); обнаружение факта и адресная локализация крупных источников загрязнения окружающей среды; контроль трансграничного переноса загрязнений; экологический мониторинг крупнейших скоплений промышленных предприятий и мегаполисов;
мониторинг чрезвычайных ситуаций (ЧС), включая обнаружение факта ЧС, оценку масштабов и характера разрушений; прогнозирование разрушительных природных явлений; оповещение о наводнениях, химическом и ином заражении местности, лесных пожарах, крупных разливах нефтепродуктов и т.д.;
информационное обеспечение деятельности по прокладке транспортных магистралей, строительству промышленных объектов и градостроительству;
информационное обеспечение хозяйственной деятельности в ведущих отраслях экономики и др.
4. Концептуальные положения развития навигационно-топографической службы Вооруженных Сил
В качестве выводов из вышеизложенного предложим некоторые концептуальные положения перспектив развития НТС Вооруженных Сил на ближайшие годы.
Основной целью строительства и развития НТС Вооруженных Сил должно явиться приведение структуры, количественного и качественного состава систем ТГО и НО в соответствие с перспективными задачами и требованиями Вооруженных Сил к геопространственной информации.
Результатом строительства и развития НТС Вооруженных Сил является создание геоинформационной службы (ГС) Вооруженных Сил, обеспечивающей решение следующих задач:
заблаговременная подготовка территории Республики Беларусь и зарубежных территорий в границах деятельности Вооруженных Сил в геоинформационном отношении (выполняется совместно с Государственным комитетом по имуществу при Совете Министров Республики Беларусь);
геоинформационное обеспечение (ГО) постоянной боевой готовности Вооруженных Сил;
ГО операций (боевых действий) Вооруженных Сил (объединенных группировок войск и органов военного управления);
проведение контрольно-регулирующей политики в научно-производственной сфере ГО военной организации государства (далее - ВОГ).
ГО должно включать:
создание, обновление, накопление запасов и доведение до штабов и войск средств геопространственной информации в аналоговом и цифровом виде;
подготовку и доведение до штабов и войск геопространственной информации для обеспечения применения вооружения и военной техники;
создание условий для получения органами военного управления и войсками геопространственной информации для решения навигационных задач и обеспечения автоматизированного управления войсками и оружием;
анализ геопространственной информации, обеспечивающий поддержку принятия решений и позволяющий вскрывать степень влияния геопространственной информации на подготовку и ведение военных (боевых) действий;
обеспечение органов военного управления и войск программно-аппаратными комплексами ГО.
Основополагающим принципом создания ГС должен быть принцип системного подхода к разработке функциональных подсистем ТГО и НО Вооруженных Сил и интеграции их в одну систему ГО на основе единых обеспечивающих компонентов (информационного, программного, технического и т.д.).
Обязательным условием реализации цели строительства и развития НТС является дальнейшее развитие технологий ДЗЗ, навигационных и геоинформационных технологий и их внедрение в ГС.
Система ГО Вооруженных Сил должна включить:
подсистему ДЗЗ и других методов получения геопространственной информации;
подсистему навигационно-временного обеспечения (НВО);
подсистему геоинформационных технологий и картографии (ГТиК).
Основой подсистемы ДЗЗ системы ГО может служить БКСДЗ.
Для создания подсистемы ДЗЗ предварительно необходимо:
четко сформулировать состав военных, прикладных и научных задач ДЗЗ, для решения которых эффективно применение данных дистанционного зондирования (ДДЗ);
определить требуемые количественные параметры ДДЗ;
оценить возможности разработки перспективных средств ДЗЗ и их носителей с учетом современного состояния и новых тенденций совершенствования методов и технологий ДЗЗ;
установить состав и параметры белорусских КА ДЗЗ на всех предполагаемых этапах их создания и совершенствования в прогнозируемый период;
наметить пути развития наземной инфраструктуры приема, обработки, хранения, распространения и использования ДДЗ;
выявить дополнительные проблемные вопросы современного и перспективного развития аэрокосмической техники и технологий ДЗЗ в Республике Беларусь и разработать способы их решения.
К основным задачам НВО следует отнести:
определение текущего времени, привязанного к единому времени;
проведение измерений текущих навигационных параметров - значений тех или иных функций, зависящих от параметров навигационно-временных полей;
получение измерительной информации от инерциальных датчиков и других дополнительных источников;
обработка измерений с целью определения параметров пространственно-временного состояния объектов и привязки процессов;
прием по каналам связи или с использованием жестких носителей данных о пространственно-временном состоянии объектов и процессов, регистрируемых и контролируемых внешними системами;
формирование объектовых систем отсчета;
создание цифрового электронного аналога (образа) той пространственно-временной области, вместе со всеми объектами и динамическими процессами, которые входят в сферу интересов некоторого субъекта (пользователя) в необходимых ему условиях и сроках, и с требуемой точностью соответствия этого образа реальному пространству;
проведение прогнозирования, анализа состояния и динамики развития электронных аналогов объектов и процессов для расчета управляющих воздействий с оценкой последствий этих воздействий с использованием методов, моделей, алгоритмов, программно-математического обеспечения, по точности и быстродействию соответствующих точности и динамике изменения цифрового образа;
адекватное визуальное отображение цифрового электронного аналога и динамики его изменения для принятия решений по достижению поставленных целей или операторского контроля в случае автоматического управления.
Основными задачами подсистемы ГТиК могут служить:
создание, обновление, накопление и хранение запасов и доведение до штабов и войск средств геопространственной информации в аналоговом и цифровом виде;
анализ геопространственной информации, обеспечивающий поддержку принятия решений и позволяющий вскрывать степень влияния геопространственной информации на подготовку и ведение военных (боевых) действий;
Кроме того, что подсистема ГТиК решает собственные задачи, она является обеспечивающей по отношению к подсистемам ДЗЗ и НВО системы ГО.
Организационно подсистема ГТиК делится на сегменты:
обработки информации от подсистем ДЗЗ и НВО;
создания средств геопространственной информации;
хранения средств геопространственной информации;
доведения средств геопространственной информации до органов военного управления и войск;
анализа геопространственной информации.
Технико-технологическую основу подсистемы ГТиК должны составить:
ГИС военного назначения;
программно-аппаратные комплексы создания средств геопространственной информации;
программно-аппаратные комплексы хранения геопространственной информации;
средства коммуникации и связи.
Реализация основной цели развития НТС Вооруженных Сил позволит:
в системах управления войсками - повысить оперативность и обоснованность принимаемых решений за счет сокращения времени и автоматизации процессов получения, обработки, анализа и доведения геопространственной информации в режиме, близком к реальному времени;
в системах управления оружием - обеспечить автономность огневых средств, повысить точность огня, оперативность подготовки исходных данных и принятия решения на ведение огня, повысить живучесть огневых средств и средств управления огнем.
ЛИТЕРАТУРА
1. Елюшкин В.Г., Долгов Е.И. Эволюция взглядов на топогеодези-ческое обеспечение - прошлое, настоящее и будущее//Исторические очерки к 65-летию 29 НИИ МО РФ. - М., 2001. - 133 с.
2. Тарелкин Е.П. Теория эволюции ТГО войск. - М.: Военно-инженерный университет, 2000. - 160 с.
