李淑霞
(信息工程大学测绘学院,郑州 450052)
关键词：军事测绘 全球信息网格 地理空间信息
美军正致力于建设“全球信息网格”（GIG，Global Information Grid），计划将美军在全球范围内的计算机网、传感器网和武器平台网联为一体，实现从传感器到射手、从总统府到散兵坑的“无缝信息链接”。
GIG是网格技术在美军推行其在全球利益过程中的一个具体应用，是美军“全球信息，全球获取”思想的具体体现。因此，要认识GIG，首先要从网格技术说起。
1 网格技术
网格（grid）是借鉴电力网（Electric Power Grid）的概念提出的。网格的目的是希望用户在使用网格计算能力时，就如同现在使用电力一样方便。我们在使用电力时，不需要知道它是从哪个发电站来的，也不需要知道该电力是通过什么样的发电机产生的，不管是水利发电，还是火力发电，我们使用的是一种统一形式的“电能”。网格也希望给最终使用者提供的是与地理位置无关，与具体的计算设施无关的通用的计算能力。
网格是构筑在互联网上的一组新兴技术，它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为科技人员和普通百姓提供更多的资源、功能和交互性，让人们透明地使用计算、存储等其他资源。
网格是一种基础设施，通过它可实现对因特网上所有资源可靠的、一致的、普遍的访问，包括计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源和知识资源等。网格通过网格中间件层(或称网格操作系统), 为用户提供一个分布、共享、透明、安全和容错的计算服务环境。
也有人把网格称为第三代互联网。认为，因特网只是将所有计算机连接起来，实现了计算机之间的通讯，互相发送Email。万维网使用统一的超文本协议实现了网页的连通，仍然停留在信息交换的阶段。网格试图解决资源的真正共享，使各结点大量闲置的计算资源和存储资源得到统一支配和使用。
总之，网格是一个功能强大的网，是一种基础设施，是一种能实现资源共享的服务环境。其中的资源各不相同，就构成了各种不同应用领域不同用途的网格。
2 全球信息网格
GIG是网格技术的一个具体应用，它是美军为了获得决战决胜所必需的知识优势和决策优势而建设的一个全球性的网。GIG是美军“全球信息，全球获取”战略与网格技术结合的产物，是美军为谋取全球利益而布设的一个“天罗地网”。
2.1 GIG的提出
GIG对信息和决策优势至关重要。它将使C4I与联合部队一体化，提高系统间的互操作性，提高带宽容量的最优化使用，进而显著地提高联合部队在多频谱环境下的作战能力。GIG军事行动的能力，同时为在普通环境和核环境下的命令与控制(C2)、作战支持、作战服务支持、情报和商业功能提供通用的操作环境。
2.2 全球信息网格的定义
2000年3月31日，美国国防部发布了关于GIG的指南和政策备忘录，给出了GIG新的修改后的定义，并延用至今：
全球互联的、端对端的、能根据作战人员、决策层和保障人员的需求对信息进行收集、处理、贮存、分发和管理的信息能力、相关过程和人员的集合。GIG系统包括了多种专用或租借的通信计算机系统和服务器，各种软件(含应用软件)和数据，安全设备，以及实现信息优势的其它相关技术。它还包括了像在1996年克林格科恩法案中5142条所规定的国家安全系统。GIG在战时和和平时期支持国防部、国家安全部门和相关情报部门的任务和职责(包括战略、作战、战术和商业等方面的任务和职责)。GIG从所有的行动地点(包括基地、哨所、兵营、站、所、机动平台和部署地点等)提供各种能力。GIG为联军、盟军和非国防部用户和系统提供了接口。
3 地理空间信息是GIG的基础
美军建设GIG这样一个强大的网络，其目的就是为整个联合作战部队提供通用作战图（COP，Common Operational Picture），实现战场空间态势的共同理解，最终夺取知识优势和决策优势。地理空间信息叠加威胁分析、气象和海洋环境情报、友邻位置和后勤情况等其它战场信息后，联合部队的指挥官通过获取这些作战地区的详细信息，就能对变化的态势做出迅速反应，并通盘考虑友军在敌人决策圈内作战的各种问题。所以，地理空间信息提供了所有其它相关战略和战术信息赖以存在的必要框架，为联合部队的协同作战提供了通用的地理空间框架。因此，地理空间信息是COP的基础，也是GIG的基础。
对军事作战而言，任何不带有精确的地理位置与时间属性的指挥、控制与战场态势信息都是毫无意义的。美军现有的作战指挥与控制系统都离不开地理空间信息的保障。地理空间信息作为基础平台信息，已成为作战指挥控制系统的重要组成部分，为实现协同作战提供了重要的共同地形操作环境（CTOE）。
为确保联合作战的胜利，美军已建立了各种各样的指挥、控制、通信、计算机以及情报、侦察系统，如全球指挥与控制系统（GCCS）、国防信息基础设施（DII）、国防部情报信息系统（DODIIS）、陆军战术指挥控制系统（ATCCS）、陆军战斗指挥系统（ABCS）等。这些系统是联合作战部队各级作战单元获取、传输、处理、分发作战指令与战场态势信息的主要工具，是美军保障整个联合作战部队的信息需求的必要手段，也是赢得信息优势的关键。
这么多指挥与控制系统的协同作战，需要一个共同的参考框架。显然，地理空间框架是最合适的共同的空间参考框架，是联合作战中实现互操作的基础。最近几年，美军大力研发一些与指挥控制系统配套的军事测绘保障系统或大型数据库系统，使地理空间框架真正成为指挥控制系统的基准框架。这些保障系统主要有：战斗地形信息系统（CTIS）、联合测图系统（JMTK）、21世纪部队旅及旅以下部队战斗指挥系统（FBCB2）、影像产品数据库（IPL）、全源情报分析系统（ASAS）。实现现有指挥、控制、通信、计算机以及情报、侦察系统的互联、互通和互操作，并将它们统一到一个共同的战场空间参考框架中正是美军建设GIG，夺取知识优势和决策优势的初衷。
4 美军的地理空间信息保障部门在GIG中的作用
地理空间信息是美军实现互操作的关键，是COP的基础，并为美军三军、民用机构以及盟军实施联合与协同作战提供通用地理空间框架。
地理空间信息保障（GI&S）是对地表上任一位置的大地测量、地磁、影像、重力测量、航空、地形、水道测量、海岸测量、人文景观和地名资料等信息，实施精确地采集、提取、存储、分发和开发利用。美军的联合作战地理空间信息保障条令详细规定了上至国家，下至军种、联合司令部和下属联合部队内部的地理空间信息供应者和用户之间的角色和关系。这清楚地表明了地理空间信息在军事作战中扮演着重要的角色。地理空间信息为分层叠加所有其它战场信息并进而形成通用作战图提供了重要基础。在战场可视化方面，地理空间信息可帮助指挥官有效地计划和执行军事行动，提供导航和精确瞄准。无论平时还是战时，没有最新的地理空间信息，联合部队司令官就不可能有效地实施军事行动指挥。地理空间信息保障的目标是给指挥官提供关于战场的及时、完整和精确的信息。
美国地理空间情报局（NGA）是美国军方的最高测绘领导机构，主要任务是为国防部提供全球的地图、地理影像和空间数据产品。作为“国家地理空间情报系统”（NSGI）的职能管理部门，NGA管理着大到国家小至战术层面所用的国家地理空间信息资源。NGA是GIG中关键的组成部门之一，在GIG中主要生产和分发下列信息：
基础图像信息：包括全球基本设施和目标描述，对潜在的各种军事威胁，与威胁有关的研究、发展和采办活动的图像信息以及经济、政治图像信息。
地理空间基础数据：包括正射影像数据、大地控制点数据、地图数据，测绘学、地理和地球物理学知识及导航信息。
专题数据：支持具体任务的定制数据，包括空中作战、沿海作战和陆上作战任务等。
NGA建设的NSGI数字信息基础设施将把国家至战术一级的地理空间信息用户联系在一起。到2010年，与GIG相配套的全球地理空间基础框架数据库、基础地物数据库和控制图像库将建成并得以完善。以此为基础构建的通用地理空间信息作战平台和系统，将为上至国防部，下至单个士兵提供清晰的战场态势。这些通用平台和系统主要包括：“国防部信息基础设施通用操作环境”（DIICOE）及“通用地形操作环境”（CTOE）、“通用作战图”（COP）和“通用关联操作图”（CROP）等。它们不但可为各级作战指挥系统提供共享战场环境信息的平台，还可利用地理信息系统技术特有的环境分析功能辅助指挥官决策，从而实现知识优势和决策优势。
参考文献
1 Capstone Requirements Document Global Information Grid(GIG) .http://www.jfcom.mil//gigcrd.
2 Common Operational Picture (COP).http://jitc.fhu.disa.mil/cop/copinfo.htm.
3 总参作战部测绘局.美军测绘保障体系研究，2002,12.
4 总参测绘研究所情报资料研究室.NIMA地理空间信息顶层概念， 2003,2.
5 总参作战部测绘局.伊拉克战争测绘保障研究.北京：解放军出版社，2003,12.
6 Marilyn Kraus.COE Evolution/Implementation from a Global Information Grid Perspective.http://www.stconline.org/cdrom/cdrom2000/webpages/marikrau/
7 都志辉，陈渝，刘鹏.网格计算.北京：清华大学出版社，2002,10.
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