基于信息栅格技术的军事卫星通信问题研究

王东　王宁燕

摘要：栅格技术具有资源范围广、分布性强、异构性复杂的特点，已成为各军事强国军事网络建设的发展方向。该文介绍了信息栅格技术的基本概念，以及美军GIG的特点，针对我军信息栅格与卫星通信一体化发展提出一些建议。

关键词：信息栅格；卫星通信；GIG

中图分类号：TN927 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）35-0027-02

1 信息栅格技术的介绍

在1999年出版的《栅格：未来计算结构的蓝图》一书中，美国科学家伊恩·福斯特首次提出信息栅格的概念。该书对信息栅格的定义是：信息栅格是构筑在internet上的一组新技术，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，为用户提供更多资源、功能和交互。人们设想把自己的计算机插入信息栅格，像从电力栅格中获得电力资源一样获得所需各种信息资源，于是产生了栅格技术在信息领域的广泛应用。

信息栅格的特点是使可利用的资源范围广泛，且具有很强的分布性、更复杂的异构性；使体系对资源的共享更具有目的性；引入虚拟组织的概念，且组织的构建具有动态性和可伸缩性；强调协同解决问题（协同工作）的能力及服务的有序性和可控性。

2 信息栅格技术的军事应用

美军的C4ISR系统在指挥控制、预警探测、情报侦察、信息对抗与信息传输、保障等方面有着极大的优越性，但在最近的几场局部战争实战中，暴露出很多问题，如：无法实现全球网络联网，对现代战场上产生的大量信息的加工能力不足，在联合作战中无法实现诸作战力量、作战系统、作战单元之间的互连、互通、互操作。1999年，美军发布《国防信息基础设施主计划8.0版——实现GIG》，提出建设全球信息栅格（GIG，GLOBAL INFORMATION GRID），这是全球首个军事信息栅格的实例。为了保证美军能够在未来战争中始终保持信息优势、决策优势和全球作战优势，美军全力打造GIG。经过多年发展完善，GIG已经成为美军的军事信息系统基础平台，可实现美军在全球任意地点、不同需求用户之间应用程序的互联、互操作。

GIG主要有以下特点：

1）是具有全球化的信息获取能力。通过全球信息栅格互联成一体的传感器网，可在全球范围内进行信息采集，这种信息采集不会受到地域、天候、时间的限制，能够真正消除信息盲区。

2）是具有全维化的信息交换能力。由于栅格技术可把分布在陆海空天的传感器网、指挥控制网、火力打击网等有机地连接起来，建立沟通信息需求与信息生成之间的桥梁，因而可在全球范围内做到对信息的“即插即用”。

3）是具有智能化的信息处理能力。全球化信息栅格能够向作战人员提供易于使用的方法与技术，根据作战任务的不同，动态地向作战人员提供完成此任务所需的相关信息等。

四是具有兼容化的信息设施。这种兼容化不仅体现在互联异构的各种系统上，而且还能保证不同格式的信息与内容在整个系统内实时的传输与识别。

五是具有实时战场态势预测能力。情报收集系统与实时通信系统相连，大规模处理器与传感器网络相连，全方位保障指挥、决策，战斗人员能够实时地关注敌情，为全面提高其战场态势感知能力奠定了基础。

3 美军卫星通信与全球信息栅格一体化发展

与其他通信方式相比，卫星通信具有独特的优势，各国军事行动越来越依赖于卫星通信。在几次现代局部战争中，卫星通信发挥了越来越大的作用，甚至成为制胜的关键。在阿富汗战争中，卫星通信承担了78%以上的战区通信任务，在海湾战争中，90%以上的情报靠通信卫星传送，在伊拉克战争中，美军不仅使用军用卫星，也几乎用尽了商用卫星的可用资源。目前，美俄等国在叙利亚对极端组织IS的打击，更离不开卫星网络提供通信与情报支援。

近年，美军先后开发了基于流的路由器以代替传统的IP路由器，美国国防部高级项目研究局开展的军事组网协议项目，还有包括认知无线电、动态频谱分配等技术，这些新技术极大地促进了GIG的组网能力及服务效能。

此外，美军大力促进卫星通信和全球信息栅格的一体化发展，不断进行二者的整合。一是为终端设备定义新的接口以提高系统联合能力；二是定义故障排除、性能分析、参数配置、安全管理等操作进程；三是努力实现标准卫星通信OSS架构与初步能力文档开发CCV接口之间的开发计划，开发新的综合网络接入请求进程，打通卫星通信资源和全球信息栅的；四是成立GIG管理工作组，为卫星通信和GIG一体化的作战和管理系统建立新作战文件。

4 对我军的启示

近年来，我军也引入信息栅格技术，加快进行我军的栅格化信息网络建设，并提出“栅格化组网”概念。狭义上，“栅格化组网”是指通信网络的栅格化，即综合运用各种通信传输手段，打破通信资源的使用界限，构建一个无处不在、即插即用，能够对通信资源进行动态分配调度的“栅格化网络”或“栅格网”，实现不同通信网系之间的无缝融合，形成陆海空大一体化、扁平化网络，为各类军事应用系统提供公共信息传送平台。

《中国人民解放军军语》中对于栅格化信息网的定义是：采用信息栅格技术和面向服务的体系架构，集多种通信传输手段、计算存储资源和信息共享机制为一体的新型网络基础设施，时指挥信息系统的基本依托。

我军在卫星通信系统建设方面，与美军成体系的计划相比差距较大。因此，我们应该从天基综合信息网的高度统筹规划，积极稳妥地走高起点、跨越式的发展的道路。

1）在现有技术体系上建立栅格化信息网

现阶段的我军的信息化平台标准还不统一，存在多种通信体制，无法完全实现各军兵种指挥信息系统实时高效地互联互通。可通过以下途径，建立栅格化信息网，实现全军统一的指挥信息化系统平台。一是采用SOA（面向服务的体系结构）技术，整合现有基于卫星的各个专用网组成形成栅格；二是研制大容量通信卫星作，作为空间节点，将网络覆盖到每个作战单元，并对现有网络进行升级、扩容；三利用卫星通信系统实现战场态势实时感知，提供可靠的军事信息栅格服务。

2）深入开展卫星通信与信息栅格一体化发展研究

实战环境下，大量战场实时数据从地面、空中汇聚到卫星网络，因而必须采用更为可靠的手段保证数据流传输的高效性和时效性。一种行之有效的手段就是利用卫星通信与信息栅格一体化发展，借此可高效获取战场实时态势信息，确保“打得赢”。

3）开展卫星通信与信息栅格一体化的实战应用研究

在“非接触、非线性、非对称”的新型战争样式中，多兵种联合作，多种通信手段综合运用，为确保通信、情报信息可靠及时传输，卫星通新处于主导地位。卫星通信与栅格化信息网的一体化发展，将整合现有的各种信息传输手段，包括陆基、海基、空基等各种战术系统。从实战需求出发，必然要开展卫星通信与信息栅格技术一体化的实战应用研究，实现从概念提出、初步作战能力形成、部署并具有完全作战能力周期规划和管理。其中最为关键的是整合环境感知信息获取和网络规划、监视、和控制能力方面的研究。

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