Военная мысль 5. 2006 г. (стр. 14-20)
«Военная мысль» №5. 2006 г. (стр. 14-20)
Основные направления исследований развития топогеодезического обеспечения войск
Заместитель начальника 29 НИИ МО РФ
полковник Л. И. ЯБЛОНСКИЙ,
кандидат технических наук
ЯБЛОНСКИЙ Леонард Иосифович родился 16 июля 1952 года в с. Крейванцы Гродненской области. Окончил Ленинградское высшее военно-топографическое командное училище (1973), Военно-инженерную академию им. В.В. Куйбышева (1980). Службу проходил в Туркестанском ВО. Начиная с 1980 года прошел все основные научные должности в институте. С 2003 года - заместитель начальника 29 НИИ МО РФ по научной работе. Лауреат премий Правительства РФ в области науки и техники (1997, 2004).
ОПЫТ участия вооруженных сил в военных конфликтах указывает на формирование нового облика войны будущего и принципиально новых, более эффективных способов ведения боевых действий.
Наиболее наглядно это было продемонстрировано коалиционными силами США и странами - членами НАТО в Ираке в ходе операции «Шок и трепет» (2003).
Переход к новым способам боевых действий во многом стал возможным благодаря научно-техническим достижениям в информационном обеспечении систем управления, оружия и военной техники. При этом одновременно с развитием способов вооруженной борьбы происходят изменения системы боевого информационного, в том числе топогеодезического обеспечения (ТГО) войск.
Качественные изменения способов ведения боевых действий обусловливают необходимость определения научных подходов к формированию основных приоритетных направлений исследований развития ТГО войск.
Результаты комплексного изучения характера современной войны, перспективных требований войск, постановочных тактико-технических заданий на выполнение новых разработок позволили весь объем исследований представить в виде трехуровневой системы (рис.).
К верхнему (первому) уровню, очень важному и определяющему все остальные уровни системы научных исследований, относятся направления научных работ, обеспечивающие совершенствование процесса получения исходной информации геодезическими и картографическими космическими комплексами, а также средствами воздушного фотографирования. От полноты, точности и оперативности получения навигационно-геодезических данных, изображений (снимков) земной
поверхности в конечном итоге зависит качество создания топогеодезической информации.
Ко второму уровню, основному и объемному по содержанию исследований, относятся направления разработки средств и методов создания топогеодезической информации. Данное научное направление разделено на три подуровня.
На первом подуровне осуществляется разработка средств и методов создания базовой топогеодезической информации, которая ложится в основу создания различных пользовательских стандартных и специальных данных. К базовой информации относится предварительно обработанные (подготовленные) космоаэрофотосъемочные материалы, созданные цифровые ортофотопланы, каталоги и системы координат геодезических пунктов, планово-высотная основа, получаемая в результате построения сетей фототриангуляции, цифровая матрица рельефа, построенная картографическими или фотограмметрическими методами.
На втором подуровне выполняется разработка средств и методов создания основной универсальной информации пользователей, создаваемой в соответствии с установленными стандартами и требованиями. К такой стандартной топогеодезической информации относятся аналоговые топографические карты (фотокарты) и планы, цифровые и электронные карты.
На третьем подуровне осуществляется разработка средств и методов создания специальной топогеодезической информации. Здесь речь идет о дополнительных, специфических данных, создаваемых, как правило, непосредственно под оперативный заказ пользователей путем адаптации, дополнения стандартной и базовой информации. К ней относятся: аналоговые и электронные специальные карты, цифровые пространственные модели местности, информация для систем высокоточного оружия.
К третьему уровню, определяющему результативность функционирования всей системы ТГО войск, относится очень важное научное направление по созданию средств и методов обеспечения (доведения до войск) топогеодезической информации и разработке технологических и программных геоинформационных и геонавигационных средств по эффективному применению топогеодезических данных.
В рамках первого уровня институтом проводится ряд исследований, обеспечивающих разработку современных средств дистанционного зондирования Земли из космоса. Основные научно-технические усилия сотрудников сосредоточены на создании перспективного оптико-электронного космического комплекса картографирования, который обеспечит получение исходной информации о местности в цифровой форме и в реальном масштабе времени. Использование цифровых изображений перспективного комплекса открывает новые технологические возможности по созданию высокоточной топогеодезической информации для обеспечения войск.
В современных условиях особую актуальность приобретает использование при топогеодезическом обеспечении войск глобальной навигационной системы (ГЛОНАСС). Для успешного решения этой задачи выполняются исследования по разработке методических положений по применению специализированной спутниковой аппаратуры и технологий обработки навигационно-геодезической информации.
Продолжаются исследования по получению и использованию в картографических целях материалов воздушной съемки местности и информации от дистанционно-пилотируемых летательных аппаратов.
Определяющее значение для успешного функционирования всей системы ТГО войск имеет выполнение задачи по созданию современной топогеодезической информации. Поэтому центральным звеном эффективно функционирующей системы топогеодезического обеспечения войск является технологическая подсистема создания достоверных топогеодезических данных различного вида и назначения, а также разработка составляющих элементов, которая осуществляется сотрудниками института на втором уровне исследований. В его рамках проводятся работы как для общего корпоративного технологического вида, так и для каждого подуровня.
К объединяющим исследовательским направлениям относятся следующие работы.
Это, прежде всего, комплекс исследований по разработке и модернизации информационного картографического обеспечения (ИКО) для создания современных и перспективных видов цифровой информации о местности (ЦИМ). Характерна объемность и продолжительность исследований, так как появление каждого нового вида оружия требует разработки под его функционирование новой специальной ЦИМ и ИКО для ее создания. Например, уже сегодня в интересах систем управления и оружия в вооруженных силах США поставляется более 230 наименований топогеодезической информации с различным специальным информационно- картографическим наполнением.
Также к исследованиям общего, объединяющего технологического характера относятся работы по созданию интегрированной картографической системы (ИКС). По своему замыслу ИКС представляет собой гибкую технологическую систему, обеспечивающую картографическое производство основных видов топогеодезической информации, представляемой в цифровой и аналоговой формах.
Целый ряд исследований посвящен созданию государственных эталонов геоцентрических систем координат и базисов большой длины. Кроме того, в направлении развития объединяющих средств и методов создания топогеодезической информации сотрудники института проводят ряд исследований по разработке комплекса обработки космической и геодезической информации, стандартизации, метрологии и каталогизации.
Принципиальное технологическое значение имеют исследования в рамках первого подуровня. Их конечная цель состоит в получении наиболее точной базовой топогеодезической информации. К числу таких исследований относятся научные и конструкторские работы по созданию средств (методов) геодезического и фотограмметрического получения опорной планово-высотной основы, а также изготовление цифрового ортофотоплана и стереофотограмметрического построения цифровой матрицы рельефа. Планомерно осуществляется как совершенствование традиционных геодезических средств определения координат точек линейных базисов, так и развитие методических и технологических путей геодезических определений с использованием системы ГЛОНАСС, а также комплексного совместного использования ее с зарубежным аналогом - системой NAVSTAR.
Уже около 40 лет в производственно-технологическом контуре топографической службы ВС РФ успешно функционирует и систематически развивается уникальная система «Построение сетей фототриангуляции по космическим фотоснимкам». На сегодня это единственная в мире программно-технологическая система создания планово-высотной основы по космическим фотоснимкам недоступной территории. Проводимое постоянное научно-технологическое развитие данной системы обеспечивает реализацию принципа экстерриториальности по получению стандартной или специальной топогеодезической информации любого района земного шара без нарушения границы и суверенитета государства.
Осуществляется систематическое научно-техническое сопровождение производственной технологии создания ортофотопланов и цифровых матриц рельефа (ЦМР). Исследуются проблемные вопросы по повышению точности их получения с разработкой технических предложений по модернизации автоматизированных стереофотограмметрических комплексов создания ЦМР. Совершенствуется программно-технологический комплекс «Фотоплан», который на сегодня обеспечивает создание цифровых ортофотопланов с использованием фотоснимков, получаемых всеми существующими средствами съемки земной поверхности (кадровые, панорамные, щелевые, спектрозональные, радиолокационные и др.).
Основные направления исследований, выполняемые в рамках второго подуровня, обеспечивают решение технологических задач по созданию и поддержанию в актуальном состоянии стандартных топогеодезических данных. Значительное внимание при этом уделяется решению научных проблем повышения точности гравитационного поля Земли и точностных характеристик принятой системы координат. Завершается продолжительный цикл исследований по созданию перспективной системы карт военного назначения и применению картографических проекций для мелкомасштабных карт.
Кроме того, разрабатываются технические предложения и технология автоматизированного создания физических моделей местности с отображением как естественного, так и антропогенного рельефа. В интересах повышения полноты содержания информации, отображаемой на стандартных топогеодезических данных, реализованы программно-технологические предложения по интегрированной фотограмметрической обработке фотоснимков аналитико-цифровыми методами. В этом направлении особую актуальность приобретают исследования по разработке математических моделей автоматизированного дешифрирования космических фотоснимков. При этом за счет повышения автоматизации дешифрирования как наиболее трудоемкого технологического процесса могут быть сокращены не только сроки создания электронных, цифровых карт, но и других видов стандартной топогеодезической информации.
Оценка многолетнего опыта функционирования отечественной системы ТГО, а также изучение по зарубежным материалам системы обеспечения георазведывательной информацией вооруженных сил США и коалиционных сил НАТО показывает, что как штабам, так и войскам необходима не только стандартная, но и специальная информация о местности. При этом в последние годы требования войск к оперативности, точности, актуальности, разновидности создания специальной информации значительно возросли. Весь диапазон научных исследований, выполняемых в рамках третьего подуровня, и посвящен развитию средств и методов ее создания.
В рамках данного направления основные усилия сосредоточены на создании многофункциональных (геодезических, топографических, картографических) мобильных комплексов, обеспечивающих создание широкого спектра специальных топогеодезических данных. Разработка технологического обеспечения функционирования этих комплексов прежде всего нацелена на повышение оперативности создания специальной геодезической информации, специальных карт, моделей и фотодокументов о местности. При разработке требований к структурному содержанию специальной топогеодезической информации основной акцент делается на удовлетворении требований релевантности - соответствию информации решаемым по ней конкретным задачам.
При рассмотрении релевантности как полезности информации на опыте топогеодезического обеспечения контртеррористической операции, проводившейся Вооруженными Силами России на Северном Кавказе, выявлено, что части и подразделения тактического звена требуют специальную (специфическую) информацию, содержание которой зависит от поставленной конкретной боевой задачи и характера местности. Поэтому в мобильном контуре топографической службы ВС РФ ставятся и технологически решаются задачи по созданию специальных фотодокументов с участками десантирования в горных районах, крупномасштабных планов с подземными коммуникациями в населенных пунктах, трехмерных пространственных моделей городской инфраструктуры и горных ландшафтов и других топогеодезических документов, наиболее полно отражающих тактические свойства местности.
Кроме решения научных и технологических задач по созданию специальной топографической и картографической информации в тактическом звене особую актуальность приобретает проблема создания мобильных миниатюрных средств геодезического назначения, обеспечивающих стабильное определение местоположения и выполнения специальных координатных задач. Расчеты показали, что разработка таких средств, методов создания специальной информации о местности и их полное внедрение в тактическом звене позволяет повысить эффективность решения боевых задач на 25-30 %.
Наряду с важностью решения вышеуказанных проблем существует еще одна актуальная предметная область научных исследований по созданию специальной топогеодезической информации для обеспечения функционирования интеллектуальных систем оружия, в том числе высокоточного оружия (ВТО). Очевидно, что восприятие местности средствами (датчиками) наведения систем ВТО значительно отличается от работы органов чувств, и прежде всего зрения человека-оператора. Это отличие обусловливает поиск научных и технологических решений по созданию специальной информации о местности под конкретный датчик (головку) наведения ракеты. Создаваемая при этом специальная информация о местности, используемая для корректировки и наведения систем ВТО, должна отвечать высоким требованиям точности. На сегодня благодаря определенным научным и технологическим достижениям института варианты такой специальной информации о местности создаются и (как показали прошлогодние испытания перспективных систем ВТО) обеспечивают качественное, и прежде всего высокоточное, решение боевой задачи по поражению целей.
Значительный объем исследований, результаты которых в конечном итоге определяют эффективность функционирования всей системы ТГО войск, выполняется на третьем уровне. Центральным звеном здесь является разработка методов и средств обеспечения топогеодезической информацией с обоснованием современных норм и путей доведения ее до войск и штабов, как в аналоговой, так и цифровой формах представления. В ряде комплексных научных исследований уточняются основные положения теории и практики ТГО войск, определяются направления совершенствования системы топогеодезического обеспечения. Важным направлением повышения эффективности функционирования системы ТГО является создание перспективной подсистемы автоматизированного управления топогеодезическим обеспечением. Исследования в этом направлении проводятся как для тактического, так и для более высоких звеньев управления войсками.
В последние годы значительное внимание уделяется проведению исследований по формированию целостной структуры наземного навигационного (геонавигационного) обеспечения войск. При этом геонавигационное обеспечение рассматривается как неотъемлемая составная часть топогеодезического обеспечения войск.
Не менее важным научным направлением третьего уровня исследований является разработка геоинформационных средств, обеспечивающих эффективное применение топогеодезической информации. Осуществляется разработка геоинформационных систем военного назначения, обеспечивающих прием, анализ, обработку, топогеодезических данных с решением основных информационно-расчетных картометрических и тактических задач. На стадии практической реализации находится задача по созданию эффективных системных геоинформационных средств, обеспечивающих по цифровой топогеодезической информации выполнение анализа и оценки физико-географических, тактических свойств местности и учет их влияния на организацию и проведение операции (боя) и использование систем оружия и боевой техники.
В целом вся совокупность исследований направлена на создание более современных, гибких и оперативных методов и средств, обеспечивающих развитие системы топогеодезического обеспечения войск. Полная реализация перспективных направлений развития системы ТГО требует решения ряда проблемных вопросов. К ним относятся: недооценка информационной составляющей (в том числе и ТГО), ее влияния на ход боевых действий; перенос сроков по завершению работ, направленных на создание перспективных космических геодезических и картографических комплексов получения современной исходной информации; техническая невозможность учета и реализации отечественной промышленностью перспективных научных идей и предложений; низкая мотивация инновационной, изобретательской работы и др. Основная же проблема - это решение финансово-кадровых вопросов. Остро стоит проблема по сохранению научного потенциала института. Огромные потери в 90-е годы привели к тому, что в настоящее время отсутствует самое массовое в прошлом и всегда плодотворное среднее научное звено.
На сегодня в институте самые массовые возрастные категории - это молодые (в возрасте до 25 лет) сотрудники и опытная «старая» (55 и более лет) научная школа. В этих условиях необходимо принятие оперативных как кадровых, так и финансовых мер по восстановлению имеющихся потерь. К сожалению, в перманентной реорганизации научно-исследовательских институтов, в том числе придание им статуса федеральных государственных учреждений, отсутствует целевая задача решения этой проблемы.
В заключение необходимо отметить, что независимо от произошедших изменений и потерь институт на сегодня остается единственным носителем научно-технического потенциала и источником перспективной научной идеологии развития средств и методов топогеодезиче-ского обеспечения Вооруженных Сил РФ.
