Cтатьи и комментарии

Реализация технологии сетецентрического управления в АСУ войсками и оружием на базе
ГИС "Карта 2011"

Реализация технологии сетецентрического управления в АСУ войсками и оружием на базе ГИС "Карта 2011"

Беленков О.В.
Главный конструктор ЗАО КБ "Панорама"

В сентябре 2009 года на территории России и Белоруссии были проведены оперативно-стратегические учения "Запад-2009". В интервью телеканалу "Звезда" начальник Генерального штаба ВС РФ Николай Макаров рассказал, что в ходе учений отрабатывается концепция сетецентрических войн.

В ходе подготовки и проведения учений для топогеодезического обеспечения войск, ведения дежурных карт, 3D моделирования оперативной обстановки активно применялась принятая на снабжение ВС РФ Геоинформационная система "Карта 2005", разработанная КБ "Панорама". 3D моделирование оперативной обстановки осуществлялось с использованием библиотеки трехмерных условных знаков, разработанной Центром Геоинформационного Обеспечения Топографической Службы ВС РФ (на фото в качестве фона 3D-модель из ГИС "Карта 2005"). ГИС "Карта 2005" принята на снабжение Вооруженных Сил РФ приказом Министра обороны РФ N 722 от 15 июля 2009 года.

Концепция сетецентрической войны предусматривает увеличение боевой мощи группировки объединенных сил за счет образования информационно-коммутационной сети, объединяющей источники информации (разведки), органы управления и средства поражения (подавления), обеспечивающая доведение до участников операций достоверной и полной информации об обстановке практически в реальном масштабе времени.

Примером сетецентрической системы управления является программа министерства обороны США Future Combat Systems (FCS). Она представляет собой многоуровневую систему сетецентрической интеграции стационарных и мобильных объектов разного назначения, оснащенных встроенным компьютерным интеллектом, в едином информационно-функциональном пространстве управления с их взаимодействием в реальном времени.

В приведенной схеме показаны основные компоненты функциональной схемы сетецентрической системы управления. Условно их можно назвать – "датчики", "приложения", "сервисы", "телекоммуникации" и "стандарты".

Важнейшим условием функционирования любой системы управления является наличие обратной связи с объектами управления. Система управления должна иметь оперативные данные о своих войсках, о противнике, о состоянии местности, климатических условиях и так далее.

Новая версия ГИС, разработанная в КБ "Панорама", - "Карта 2011" является специализированным приложением, которое в составе сетецентрической системы управления обеспечивает обработку данных из различных источников, которые могут быть отнесены к компоненту, называемому "датчики".

В частности, ГИС "Карта 2011" содержит:

  • средства обработки данных с навигационных приборов GPS и ГЛОНАСС; наиболее современное и высокоточное оборудование российской разработки может быть подключено с применением комплекса "GEO-RTK", разработанного "Российским институтом радионавигации и времени";
  • средства обработки данных с беспилотных летательных аппаратов; первичная обработка данных выполняется в комплексе Фотомод, разработанного компанией Ракурс;
  • данные с геодезических приборов различного назначения;
  • цифровые карты, снимки Земли, матрицы высот, размещенные на удаленных серверах пространственных данных под управлением ГИС Сервер (разработка КБ "Панорама";
  • Интернет-ресурсы карт, снимков, матриц публикуемых на сайтах Google, Yandex, Digital Globe, OpenStreet по специализированным http-протоколам;
  • цифровые карты, снимки Земли, матрицы высот доступные через web-сервисы по стандартам OGC WMS, WFS, WCS.

Сетецентрический подход построения информационной системы основан на создании равноправных территориально-распределенных узлов, выполняющих различные функции и предоставляющих пользователям возможность работы с приложениями и базами данных с помощью браузера из любого места и с любого устройства, подключенного к Интернет.

Узлы сети могут передавать данные, подготавливаемые различными службами и подразделениями – разведкой, РЭБ, инженерным обеспечением, топогеодезическим обеспечением, техническим и тыловым обеспечением и так далее. ГИС Сервер не только предоставляет доступ к данным, но и выполняет функции защиты данных. Операторы, работающие с ГИС "Карта 2011" могут одновременно подключаться к нескольким ГИС Серверам с разными правами на просмотр, редактирование и копирование данных.

Глобальная информационная система может быть представлена в виде совокупности территориально-распределенных узлов. Узлы должны иметь каналы связи между собой. Для реализации распределенной ГИС в составе каждого узла должен быть установлен ГИС Сервер на платформе Windows, Linux или Solaris на процессорах с 32 или 64-разрядной архитектурой. Программа ГИС Сервер обеспечивает связи между узлами для обмена пространственными данными. Каждый узел одновременно может выступать в качестве клиента и сервера. Передаваемые данные кэшируются на узлах, что существенно сокращает объем передаваемых данных. ГИС Сервер позволяет устанавливать любое число соединений. На компьютере с Windows XP и 4 Гб памяти обеспечивается одновременное подключение порядка 1 000 клиентов. Пространственные данные могут быть распределены по разным узлам с дублированием, что обеспечивает устойчивость функционирования при выходе из строя отдельных узлов и повышение скорости передачи данных за счет использования разных каналов передачи.

Обмен данными между территориально-распределенными узлами автоматизируется за счет применения web-сервисов, которые передают данные по единым стандартным протоколам.Стандартным транспортным протоколом обмена данными в сети Интернет является протокол TCP\IP.

Стандартными прикладными протоколами обмена геопространственными данными являются протоколы, разработанные международной организацией OGC и принятые в качестве международных стандартов серии ISO 19100:
Web Map Service (WMS) – спецификация интерфейса web-сервиса, выдающего клиентскому приложению растровые изображения местности.
Web Feature Service (WFS) – спецификация интерфейса web-сервиса, возвращающего набор векторных объектов. Это дает клиентскому приложению возможность выполнять редактирование объектов и их характеристик.
Web Coverage Service (WCS) – спецификация интерфейса web-сервиса ориентированная на передачу "покрытий" – сплошных распределений какого-либо признака в пространстве. Она позволяет дополнить изображения WMS слоями нового типа. Например, данными о рельефе, маскировочными свойствами местности, проходимости местности для различных видов техники, зонами видимости и так далее.

В КБ "Панорама" разработан комплект базовых программных продуктов, которые реализуют сетецентрический подход построения информационной системы на основе стандартных протоколов.

ГИС "Карта 2011" поддерживает стандартные протоколы OGC в качестве клиента и позволяет подключиться к ресурсам глобальных сетей типа Google, Yandex, Digital Globe. Для обеспечения надежной и защищенной работы с цифровыми картами, планами городов, данными оперативной обстановки, данными воздушной и космической съемки поддерживается коллективная работа в сети по протоколу TCP\IP через программу ГИС Сервер.

В ходе эксплуатации ГИС "Карта 2011" в составе региональных и корпоративных ГИС подтверждена высокая производительность ГИС Сервера при одновременной работе клиентов с тысячами снимков, матриц и векторных карт.

Обеспечивается поддержка двух видов клиентов – стационарных и мобильных. В качестве стационарных клиентов могут выступать пункты управления, на которых выполняется визуализация и обработка пространственных данных и принятие решений с участием личного состава (человека). Стационарные клиенты могут использовать компьютеры на платформах Windows или Linux (МС ВС и другие) и ГИС "Карта 2011". Мобильные клиенты могут использовать любые платформы, поддерживающие работу web-браузеров, либо работу Мобильной ГИС, работающей с картами в автономном режиме с передачей только навигационных данных.
Для поддержки работы мобильных клиентов на узлах размещаются программы GIS Web Service и ГИС WebServer. Программа ГИС WebServer предоставляет интерфейс пользователя для работы с пространственными данными в web-браузере. GIS Web Service поддерживает работу web-приложений через стандарты OGC.
Во многих случаях более эффективное применение пространственных данных обеспечивается при автономной работе Мобильной ГИС с цифровыми картами и матрицами при наличии связи для обмена навигационными данными и целеуказания. Это обеспечивает надежный обмен данными при сильных помехах и прерываниях связи за счет минимизации объема передаваемых данных и возможности многократного повтора передачи.

В состав ГИС "Карта 2011" входят средства формирования карт в компактном бортовом формате. Например, для бортового комплекса СУ-24МР цифровые карты на зону действия радиусом 500 км и матрицы высот записываются на флеш-карту объемом 100 Мбайт вместе с данными о средствах ПВО противника, оптимальных маршрутах подлета к цели и другой информацией (ОКР "Метроном"). Для персональных навигационных устройств, разработанных в ОКР "Карта" и ОКР "Перспектива-В" навигационные карты записываются на флеш-карту объемом 250 Мбайт с графом дорог, маршрутами, целевыми точками и другими данными (Более подробно – РИРВ).

ГИС "Карта 2011" обеспечивает автоматизированную обработку всех видов пространственных данных, в частности:

  • векторные карты и планы в различных проекциях и системах координат, включая морские карты, радионавигационные (воздушные), навигационные и другие;
  • данные ДЗЗ, включая космические снимки в оптическом диапазоне, мультиспектральные снимки, данные лазерного сканирования, данные эхолокации и другие;
  • регулярные матрицы высот, матрицы качественных характеристик (покрытия), TIN-модели;
  • 3D-модели.

Таким образом, комплект программ, разработанных ЗАО КБ "Панорама" позволяет организовать топогеодезическое обеспечение войск на основе принципов сетецентрического управления в перспективных АСУ войсками и оружием.