本文就在对物联网技术进行分析研究的基础上,

2019-10-17 15:38栏目:金沙国际登录网址

军事指挥中的无线传感器网络自动化系统分析

物联网技术在军事智能化指挥和训练领域的应用

指挥自动化系统是指军事指挥体系中,采用以计算机为核心的技术装备与指挥人员相结合,对部队和武器实施指挥和控制的“人-机”系统。指挥自动化系统以其快捷的反应速度、整体的作战功能、应用领域广泛和灵活的作战运用已经成为现代军事威慑理论和实战中最为重要的战略要素。指挥自动化系统是部队作战指挥的核心体系,经过多年的建设,极大提高了部队的作战能力。信息化战争的来临,对部队指挥自动化系统的安全提出了严峻的挑战。深入研究并解决部队信息安全和防护问题,将为军队的强大提供有力的保障和支持。军事指挥自动化系统是部队作战指挥、武器控制与通信网络的核心,是部队提高战斗力的“倍增器”,是战术级指挥自动化系统,其基本组成和结构如下页图1所示。该系统具有较高的一体化水平,对部队的作战指挥、辅助决策、装备维护、后勤补给、卫星定位、战场态势以及信息网络安全管理等各作战要素进行综合考虑,全部融入到系统中,实现了指挥功能、通信功能和人员、装备保障功能一体化,使指挥过程更流畅、更有效、更安全。系统在装备部队后极大的提高了指挥员对作战分队的指挥控制能力和部队的协同作战能力,使一些在传统方式下难以实现的作战指挥任务变得轻而易举。但是,目前军事指挥自动化系统还存在某些问题,一定程度上降低了系统信息的安全性和可靠性。

探讨军事指挥系统现状及其改革措施分析

在现阶段,我国的军事现代化建设正在如火如荼地进行中,军事指挥系统的自动化就成了现在军事领域建设的重要任务之一。军事指挥自动化能够有效地实现我国军事系统的信息技术发展,便于我国军事信息的收集、信息的传递以及信息的自动化处理等,上述信息的处理就是我国军事指挥实现自动化的重要前提。军事指挥自动化在军事领域的应用和发展在世界范围内已经有了近50年的发展历程,在我国的军事领域的发展也有了近40年的历史。为了有效地提升我国军事行动的高科技含量以及在军事联合作战能力以及信息作战能力,我国在军事领域必须实现军事指挥的自动化建设,应用无线传感器网络技术来对军事领域进行全面规划以及研究,将我国的军事系统发展成为功能完备的军事指挥系统、技术先进的军事指挥系统、协调配套的军事指挥系统以及安全保密的军事指挥系统。这一切未来的实现都是要依靠我国军事系统中的自动化系统建设,必须要依靠无线传感器的网络技术。
  1. 简要叙述我国军事自动化指挥系统的主要内容
  我国军事指挥自动化的实现基础是我国的指挥自动化系统技术的逐渐发展和成熟。军事指挥自动化系统主要包含了4部分内容:第一个内容是我国的军事指挥自动化必须在一种特定的军事作战理论的支持以及指导下进行;第二个内容是我国的军事指挥自动化必须要综合并且科学地应用现阶段的先进电子装备以及指挥技术;第三个内容是我国的军事指挥自动化必须要紧密联系实际的作战指挥人员;第四个内容是我国的军事指挥自动化必须要对部队的各个方面进行有效控制。军事指挥自动化是一项非常重要的工作,在我国的军事领域也非常关键。
  2. 简要叙述我国军事自动化指挥系统的发展需求
  为了解决“看得见”的问题,当前需要加强军事指挥自动化系统的战场感知能力,这样才能“知己知彼”,在军队作战中占有优势,掌握主动权。从而运筹帷幄,有效指挥信息空间的对抗。军队指挥自动化系统,应充分利用战区地理环境中有利的地形地物、天候气象等条件,合理进行隐蔽伪装,加强防敌信息侦察的能力。
  3. 简要叙述我国军事指挥中的无线传感器网络技术
  本文阐述的军事指挥自动化无线传感其网络主要有两个特点:第一个是无线传感器的网络技术有机地结合了先进的计算机技术;第二个是无线传感器的网络技术有机地结合了先进的通信技术。结合上述两种先进技术,我国无线传感器的网络技术已经逐渐发展成为一项新的通信技术,这种新型的通信技术在我国的军事领域尤其是我国的军事指挥领域有着非常广泛的应用和发展。作为我国军事技术的发展重点,无线传感器的网络技术已经可以代表我国军事指挥技术的一个制高点,对于我国军事领域的发展具有非常重要的意义。
  4. 简要叙述我国无线传感器的网络技术目前的发展现状
  关于我国无线传感器的网络技术目前的发展现状,本文主要从两个方面进行介绍:第一个方面是无线传感器的节点构成;第二个方面是无线传感器的网络内容。下面进行详细地分析以及阐述。
  4.1 简述无线传感器的网络技术中节点的构成
  无线传感器的网络技术中的节点主要有3个主要功能。第一个是能够有效地进行网络信息的收集;第二个是能够有效地进行收集数据的处理;第三个是能够实现无线通信。在实际的应用过程中无线传感器的节点具有较小体积、较低成本的特点,因此在我国的军事领域应用较为广泛。在无线传感器中,很多节点能够根据实际的需要情况来进行系统定位,电源再生以及单元移动。这些功能在实际的作战指挥过程中都非常重要,我们只需要进行相应节点的投放就能够详细地指导作战过程中的敌方具体位置。
  4.2 简述无线传感器的网络技术中的网络
  我国军事领域中使用的无线传感器为了有效节省电能,有两种控制形式:工作状态的形式以及睡眠状态的形式。在个别的恶劣情况下,无线传感器还可能面临故障而停止工作。无线传感器的网络节点发生位移以及其他形式的变化,都会通过一定的形式来改变无线传感器的网络拓扑系统。网络拓扑结构的改变对于我国的军事自动化应用是一个非常棘手的问题,需要给予进一步研究和处理。无线传感器的网络通信协议主要体现在两个方面:第一个方面是MAC通信协议,第二个方面是路由通信协议。现阶段我们基于IEEE802.11为协议基础,创造出了两种MAC通信协议:一种是基于竞争关系的MAC通信协议,一种是基于预约关系的MAC通信协议。为了有效地延长无线传感器的使用寿命,我们不仅仅要重视网络节点的节能问题,同时还要对于网络的整体能耗给予考量。
  5. 简要叙述无线传感器的网络技术在我国军事指挥过程中的自动化系统应用
  关于无线传感器的网络技术在我国军事指挥过程中的自动化系统应用的阐述以及分析,本文主要从3个方面进行论述。第一个方面是在军事侦测系统中的应用;第二个是军事火控以及制导系统中的应用;第三个是军事单兵作战系统中的应用。下面进行详细地分析以及论述。
  5.1 应用一:无线传本文由论文联盟
  现代战争主要是信息化的较量。在现代战争中,要想抢占先机,就要在信息的收集以及信息的传递,处理问题上进行研究。我国现阶段无线传感器的应用主要是采用空投的方式在敌区投放网络节点,这些网络节点被随机投放,用于战争过程中的侦测,是我国侦测系统非常重要的组成部分。但是由于网络节点的能耗问题,导致无线传感器的信息收集以及处理受到了一定的限制。因此我国的侦测系统采用网关节点的方式尽可能地延长网络节点的能耗利用,达到侦测的效果。

近年来随着物联网技术的不断发展,其也在军事领域中得到了较为广泛的应用。本文就在对物联网技术进行分析研究的基础上,对其在战场感知、目标跟踪定位、态势评估以及战场指挥这四个领域的应用效果与意义进行了分析与研究。
  一、战场感知
  战场感知指的是指挥员对于战场空间内敌我双方的兵力部署以及战场环境的动态掌握。一般用来权衡战场感知的因素主要有三个,分别是信息获取、精准信息控制以及一致性战场空间的认知。此外战场感知还需要在传统的侦查与监视这一基础上,来对各种收集到的数据进行有效的管理与控制。
  而随着灵巧传感器网络在战场中的广泛应用,使得战场传感器成为了现代化战争信息获取的灵魂。战场传感器通常是在战场范围内进行的一次能够数量传感器的设置,并借此来进行信息的收集以及传输工作。这些信息在传递到数据中心之后,借助于一定的信息融合技术就可以实现战场的信息全景图,并能够随时对指挥员们提供相应的访问机制。此外灵巧传感器网络还能够为指挥员们提供一个可以不断更新的动态收据库,并且能够对相关的作战人员提供多种战场信息。通过对这些信息的有效整合,也就能够取得感知战场实时信息这一效果,其也是能够帮助指挥员统揽全局提供足够的数据支撑。
  二、进行目标的跟踪以及定位
  目标的跟踪以及定位在本质上来将是对目标状态进行实时的跟踪,根据传感器来对目标的动态数据进行收集,并借助于合理的算法来对目标进行定位,并帮助指挥员们对战场的态势进行充分理解。而在现代化的军事指挥领域中,在对目标进行定位的过程中,还要求其拥有良好的精准性与可靠性。图1为GPS的定位效果:
  现阶段基于GPS的目标跟踪以及定位在军事领域中有着非常重要的意义,并能够对目标的位置、速度以及实践等信息进行实时与准确的提供。借助于GPS技术的合理应用,也就能够有效实现对运动目标的跟踪。比如在进行海上舰船的跟踪定位时,就需要分为以下几个步骤来进行:①进行目标模型的建立,运用GPS技术留对载体位置进行动态测量,并结合一定的手段来对目标的机动状态参数进行获取,然后将这些测量到的数据传输给地面监控站;②进行地面跟踪系统的架构,在对目标进行跟踪定位的过程中,其导航信号容易受到高大建筑物的影响,因此多将GPS与GSM两者结合进行工作,这样就能够有效提升GPS系统的可靠性以及实时性,并能够使该地面跟踪系统具备更大的容量;③电子地图显示系统:要想取得一个良好的跟踪定位效果,也就需要建立科学合理的电子地图显示系统,并方面指挥员在智能化领域中的相关指挥以及训练工作。④数字罗盘指示系统:该系统能够实时接收相应的GPS信息,并能够在屏幕上对罗盘指针的位置以及角度值进行实时刷新工作,并未相关指挥人员的航向的及时调整给予一定的数据支持。
  三、战场态势评估
  战场的态势评估指的是战场环境的实时情况以及双方的具体兵力分布状况与发展趋势。进行战场态势的评估指的是根据目标的实时数据以及相关情况,来对战场上的状态以及形势进行有效的评估与分析,并在经过相关指挥人员的分析与判断之后,来为后续的指挥决策提供足够的依旧。因此说战场态势的评估也是指挥人员能够对战场环境进行掌握的一个有效手段。
  现阶段在战场态势评估工作中,要想取得一个良好的评估效果,也就需要充分做好以下几点:①进行战场态势的信息感知,也就是运用各种传感器,来对目标可能发生的无线电波、气味以及音响等信息进行探测,并在此基础上来对各种战场数据进行有效的管理,而通过对各种传感器数据进行有效合理的融合,也就能够实现高效的态势评估。②进行敌情的侦查以及监视,现阶段在进行敌情的侦查与监视时,多采用空中与地面等多种侦查手段合理运用的侦查模式,并借此来实现侦查的高效与实时。③进行信息采集网络的构建,通过前线的传感器能够对战场中的各种信息进行有效的收集,而通过卫星群则能够对这些数据进行迅速的传授,并将其送至情报处理中心,在通过合理的融合手段之后就能够将这些情报信息直接以图像画面的形式反映到指挥中心中,并借此达到战场信息共享的效果。
  四、战场指挥系统
  进行集约化的战场指挥系统的构建关键在于一个具备覆盖全部战场空间,并能够实现指挥信息的实时共享以及相关数据实时传递的效果,通过该指挥系统能够让各个指挥要素有效融合在一起。因此说集约化的战场指挥系统,其本质就是对作战单元在多维战场中的侦查、打击、支援以及保障而进行的一系列指挥以及控制的最终目的,在现代化的战争中也发挥着非常重要的作用。
  借助于职能传感器以及物联网技术的合理应用,则能够让各种基础设施进行有机的融合,并且可以让军事网络的应用性得到进一步的扩展。而物联网技术的合理应用,则能够让与战场有关的信息收集以及通信水平得到进一步的提升,并能够将各型设备与信息平台连为一体的网络系统,并可以让指挥员们获取信息的速度与质量得到有效提升。通过集约化的战场指挥系统,能够帮助指挥员们实时获取到相

总的来看,当今军事指挥自动化系统在信息对抗中存在着以下缺陷和不安全的因素:严格的说,目前军事指挥自动化系统建设不十分完备,它虽能获取一些基础数据和信息,但对敌方侦察和监视能力有待加强。例如,对目标情报信息的获取和对打击目标效果情报信息的获取一般需要依靠战区联合指挥部的情报支持或者其它军兵种的情报支援。另外,与部队作战时部队部署分散的特点相一致,战时部队的指挥自动化系统部署分散,相互距离达到几百甚至几千公里,在接收战区对敌来袭兵器的预警信息时,由于中转的环节多,信息传递的效率较低,从而导致系统自身对战场态势的感知能力较弱,对敌方的威胁没有足够的快速反应能力。

摘 要:军事指挥自动化系统是部队作战指挥的核心体系,是敌军重点打击的对象。信息化战争的到来对部队指挥自动化系统的信息安全提出了严峻的挑战。针对该系统在未来战争中可能将面对的信息攻击,从战略上提出了解决的建议和意见,力图提高系统的信息安全性和可靠性,保障指挥自动化系统对部队的指挥控制能力。
关键词:C4ISR系统 指挥控制战
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军事指挥自动化系统基本上是与当前部队的指挥体制相适应的,属于典型的集中式指挥自动化系统。前面曾提到,该系统在地理上和形式上是分散的,但是,从目标信息的探测、敌方信息的收集、数据的处理,直到命令的发送,其传输网络的结构是树状的,是一种由上级发出信息、数据、指挥命令,下级进行接收、处理及执行,以根级主机为中心的作战指挥系统。对于这种集中式指挥自动化系统,当其中的中心节点或关键路由被毁时,作战部队将陷于瘫痪的境地。

引 言

應的情报,并能够让军事指挥的效果变得更加的高效以及灵活。
  结束语
  现代化的战争也是信息化的战争,而传统的军事指挥模式以及训练模式也已经难以充分满足我国现阶段军事领域发展的实际需求,这也就需要在军事的智能化指挥领域以及训练领域进行物联网技术的合理运用,并进一步提升战场信息的获取效率以及传递效率。通过物联网技术的合理运用,也能够帮助指挥人员对战场的态势进行准确的判断,并做出科学的决策,因此说物联网在我国的军事领域中有着非常重要的应用意义。

军事指挥自动化系统一般是由双工通信电台、交换设备、无线电网络管理设备、数据传输设备、信息存储与处理终端等大量电子设备组成,虽然具有一定的电子对抗能力,如发现噪声、发现干扰后,能够自动变频、数据转输路由选择、数据自动重发等。但由于很少配备专门的电子战系统和配套的电子战设备,因而难以应对敌方强大的电子攻击。在受敌电子战兵器干扰和压制时,很容易造成系统信息网络瘫痪,作战效能降低。同时,由于指挥自动化系统电子设备高度集中,电磁信号泄露情况。

指挥自动化系统是指军事指挥体系中,采用以计算机为核心的技术装备与指挥人员相结合,对部队和武器实施指挥和控制的“人-机”系统。指挥自动化系统以其快捷的反应速度、整体的作战功能、应用领域广泛和灵活的作战运用已经成为现代军事威慑理论和实战中最为重要的战略要素。指挥自动化系统是部队作战指挥的核心体系,经过多年的建设,极大提高了部队的作战能力。信息化战争的来临,对部队指挥自动化系统的安全提出了严峻的挑战。深入研究并解决部队信息安全和防护问题,将为军队的强大提供有力的保障和支持。

军事指挥自动化指挥系统是机动式作战自动化指挥系统,其信息网络的基础主要是由无线信道组成的传输链路。该系统信息网络虽采用了信息密文传输的方式,但是还缺乏有效防止敌方实施网络入侵、节点破坏的安全措施,从而可能被敌方以多种手段实施网络攻击,严重威胁系统网络信息的保密性、完整性、可用性和真实性。目前网络攻击的手段主要有邮件炸弹、逻辑炸弹、拒绝服务攻击、特洛伊木马、密码攻击、网络窃听、IP电子欺骗以及最有效的通过有线或无线方式注入计算机病毒和黑客入侵等。军事指挥自动化系统网络目前抵御这些威胁的能力较弱。在未来作战中,军事指挥自动化系统必将成为敌打击与破坏的重点目标,面临敌方综合电子杀伤、网络攻击、信息攻击等多方面的威胁,如何有效进行系统的信息防护,保证信息安全可靠,成为迫切需要解决的问题。

1 系统概况与存在的问题

我们认为,要有效提高军事自动化指挥系统的信息防护能力,必须做到五点,即“思想必重视,策略用高明,建设靠自己,人才是关键,法规作保障”,具体的说,要从以下的五个方面着手进行:江主席指出“人类战争经过徒手作战、冷兵器战争、热兵器战争、机械化战争后,正在进入信息化战争的阶段”。信息化战争的最大特点,就在于对抗的领域包括了陆、海、空、天、信(息)五维空间,而且信息空间对抗在其中的地位尤为重要,是联系其它空间的枢纽。信息空间的对抗整理提供,形式上说除了传统的情报、保密外,主要是包括电子对抗和网络对抗。军队应高度重视指挥自动化系统的电子对抗问题,使电子对抗的侦察、进攻、防御力量组成了一个相对完整的对抗体系。电子对抗分队通过与部队相结合,成为扰敌神经的“无形利剑”和抗敌干扰的“电磁长城”,有效保障作战分队遂行战役任务。同时,部队也应认识到信息系统网络对抗的重要性,需成立专门研究网络战的机构。部队指挥自动化系统网络对抗问题的解决,不能因为网络战尚未发展成熟而消极等待,也不能依靠于其它军兵种的网络支援,必须建立自己的网络信息对抗分队,并将之纳入到作战分队的编制中。为早日形成网络战斗力,可以走一条边研究、边组建、边训练、边摸索、边提高的路子。为了提高军事指挥自动化系统的多种信息防护能力,需研究高明的克敌制胜方略。面对指挥自动化系统获取信息能力需加强的现状,部队应集中力量,建立指挥作战所必需的侦察系统,解决部队“看得见”的问题,增强部队指挥自动化系统的战场态势感知能力,提高“知彼知己”的效率,从而运筹帷幄,有效指挥信息空间的对抗。提高指挥系统的电磁防护能力,一方面要完善指挥自动化系统电子对抗装备的配备,同时还要加强电磁频谱的管理,有效控制通信仪器、计算机等电子设备的电磁辐射,防止电磁泄露。尽量作到在平时,实行电磁监测,采取电磁屏蔽、抗辐射加固和频谱管制的措施;战前充分了解战场的电磁环境,制定周密的战场电磁频谱管理计划,将战场频率资源合理的指配给电台和电子设备;战时全面考虑频率使用和干扰问题,与电子对抗分队密切协同,采用灵活机动掌握通信设备的开机与发信时机、适时保持无线电静默,降低桅杆(偶极)天线高度、选择小功率发射、巧妙利用地形地物反射电磁信号等方法将电磁波的辐射时间、功率和范围严格控制在完成任务所必需的最低限度之内,有效提高电子防御能力。最好的防御就是进攻。努力提高电子对抗分队电子进攻的能力,对敌方部署对指挥系统危害最大的电子战目标,应集中部队电子对抗力量,可要求其它军兵种配合,尽力予以实施电子压制,必要时可进行硬摧毁。建立部队网络对抗分队,提高网络进攻的能力,重点研究与发展适于部队未来作战需要的“网络游击战”。军队指挥自动化系统,应充分利用战区地理环境中有利的地形地物、天候气象等条件,合理进行隐蔽伪装,加强防敌信息侦察的能力。或者通过巧妙佯动,适时机动、灵活变换指挥车辆的位置,或者设置假目标、释放大量假信息欺骗敌人等措施,也能提高系统信息安全,降低被敌方发现的概率,提高部队指挥系统生存能力。指挥自动化系统的网络信息安全涉及的层次较多,主要有计算机硬件与环境安全、操作系统安全、数据库系统安全和应用系统安全。计算机网络空间的信息防护,主要体现在保护计算机系统软件、网络系统软件和应用系统软件的安全可靠和可信地运行,防止对网络中各种数据的非授权的访问、修改和获取,并保持数据的完整性和完全性。提高指挥系统网络的防护能力,一方面可以通过采用多种网络安全技术,如网络环境与实体安全技术、用户代码身份验证与访问权限控制技术、传输数据加密与数据签名技术、病毒防范与查杀技术、网络安全审计与扫描监视技术、信息流量与内容过滤技术、防火墙技术以及软件安全技术,加强网络整体安全,完善网络防御体系;另一方面同时还要采用节点备份、信道冗余等措施,在网络遭受袭击后能够迅速恢复,提高系统重组能力,构建部队的高抗毁性指挥网络。要大力开展部队指挥系统的信息对抗研究,准确定位其信息对抗的目的、水平与任务,探讨其信息对抗的原则、途径和要求,建立满足部队作战要求的指挥自动化系统信息对抗理论。安全保障是买不来的,任何时候都不会买到的“绝对安全”的产品。部队指挥自动化系统所使用的计算机设备、应用操作系统及软件开发工具,大多数的核心技术和产品均依赖外国,为应对敌信息威胁留下了极大的隐患。据报道,美国Intel公司的Pen-tiumⅢ处理器就存在着安全问题,Microsoft公司WINDOWS系列操作系统的安全机制为美国安全局NSA留有“后门密码”。因此,要从根本上避免受制于人,就必须建立自主安全,研制开发、使用具有我国自主知识产权、国内力量开发的软硬件设备。开发信息作战兵器,要立足于自力更生,也要积极引进。引进要与吸收、创新相结合,最终目的是要为我所用。对于引进的软硬件设备,一是要吃透消化,二是要结合部队实际,以人之长补我之短。为了保证军用网络的安全,军用软件应当尽量立足于国内、军内力量开发,对已经应用于作战系统中的国外、商用软件,必须不怕困难,进行软件的源代码分析,深入细致的检测,补漏除患,作到放心使用。高素质信息人才是部队指挥自动化系统的信息安全的关键。无论是实施积极的信息进攻还进行有效的信息防御,都要涉及信息装备的研制开发、使用、指挥控制以及信息系统的维护和保障,所依靠的都是高素质信息人才。高素质信息人才是聚合了不同专业门类人员的一个巨大的人才群落,重点有四大类人才,即:①信息作战的指挥人才,能够准确把握灵活多变的信息对抗态势,快速组织有效的信息作战行动;②信息装备开发的技术人才,能够把握信息作战的发展趋势,具有设计、研制开发具有军队特点、技术前瞻性强的信息作战硬件设备和应用软件系统的能力;③信息网络的管理人才,这类人才对信息网络有深入的理解,熟练掌握了网络的维护、恢复技术,能在复杂的环境中保证网络系统始终处于良好的状态;④网络攻击人才,即通常所说的黑客,掌握了计算机硬件和软件核心的知识,能够找到计算机系统中的安全漏洞,并能利用这些漏洞实施网络入侵。针对部队指挥自动化系统信息防护的特点和要求,确立正确的人才培养思路,注重信息人才素质养成,使他们牢固树立信息制胜的观念,培养他们勇于创新的精神,激发他们的创造力。为了适应军事斗争准备的需要,尽快培养出部队作战所需要大量的高素质信息人才,一方面重视部队人才培养,立足于依靠军队院校的教育资源,提高人才培养效率;另一方面应拓宽人才的培养渠道,充分利用国民教育的资源优势,从地方不拘一格的招募信息人才,同时还应当大力促进军内与地方信息人才的交流。积极为信息人才创造良好的工作、生活环境,调动信息人才的主观能动性,充分发挥各类信息人才的聪明才智,为部队的信息防护建设作贡献。

1.1 系统概况

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