美陆军“同一个世界”系统建设特点、实战运用及趋势分析

贾玉茹

2013年以来，美陆军为强化地理空间系统对作战训练支撑能力，迭代开发“同一个世界”系统（以下简称OWT系统），旨在通过高精度全球三维地形数据库构建仿真战场环境，为美陆军开展“沉浸式”军事训练提供格式统一、访问便捷、随需更新的亚米级分辨率全球三维地形图。截至目前，OWT系统功能已趋于完善，其应用范围从军事训练领域逐步拓展到实战应用，在实战规划与演习演训中发挥了重要作用。

建设特点

美陆军20世纪90年代开发的训练系统是传统的烟囱式垂直体系结构，各系统由不同项目组独立规划、设计、构建，不能共享资源、互相访问，形成了资源孤岛和信息孤岛，更新升级效率低下，难以适应快速变化的战场需求，总体成本高。OWT系统作为美陆军合成训练环境系统核心组成，打破互不共享的信息壁垒，将实战、仿真与三维建模有机结合，通过构建近真实训练环境，为美军实战训练提供辅助支撑。其主要有三个显著特点。

在数据格式上，强化标准统一、突破信息壁垒。着眼解决传统训练系统格式无法兼容、数据无法通用、资源无法共享的矛盾问题，根据美军未来战备训练需求，OWT系统将原有的不同训练系统整合，以通用统一标准取代50余种地形格式，共用统一基础地形数据库，大幅降低美军军事训练系统中地形数据采集量及开发维护成本，缩短了场景构建及训练准备周期。

2020年8月11日至9月18日，在亚利桑那州尤马试验场，技术人员在测试中使用地形数据

在数据采集上，强化商业应用、突破传统壁垒。美陆军原有训练系统更新维护及迭代升级效率低、成本高，通常来讲，构建一座大中型城市模型约需一年时间，造价高达数百万美元，且地形缺乏真实感和多样性，难以适应快速变化的战场需求。OWT系统通过商业运营模式，加速产品迭代速率，依托先进三维图像处理技术，可快速调取高分辨率商业卫星影像或使用无人平台巡飞目标点位获取实时地理空间信息，在几天或更短时间内即可完成三维模型构建，并投入训练使用。目前，装载OWT三维地形采集工具的无人机已在美陆军、海军陆战队和特种作战部队部署应用，美军分队可远程操控无人机自动采集训练区域地形数据。

在数据更新上，强化多域融合、突破运用壁垒。OWT系统在多类型遥感卫星构建任务区域地面数据层的基础上，依托无人系统、有人飞机、地面车辆，获取0.02至0.15米高分辨率实时数据，对分辨率较低区域及时打上高清“补丁”，有效保证了地形数据的精准性和时效性。同时，为提供更真实的训练体验，OWT数据库中还加入地形特征属性，区分不同路基材质对于重型装备的承载力和通过性，评估武器系统对不同建筑材质的打击效果，结合虚拟现实、增强和混合现实技术，提升陆军集成视觉增强系统互操作性，打造沉浸式训练体验。

作战运用

OWT系统建设初期旨在辅助美陆军开展基础模拟训练，后续功能不断迭代完善，逐步运用于演习演训、模拟推演和实战行动。

在演习训练中，通过与其他系统融合运用，不断提升保障效能。在“融合计划2020”演练中，OWT系统进行了初步试用，将厘米级数据自动采集到DCGS-A情报大数据系统，以辅助确定威胁区域，展示了联合任务规划和辅助情报分析3D地形测绘保障能力。在“融合计划2021”演练中，OWT系统作为可视化系统和任务规划工具，在美陆军基础信息系统中得到融合应用，还在机动任务指挥系统中为无人地面战车提供地形数据支持。“融合计划2022”演练于2022年10月至11月举行，旨在推进未来作战环境中的联合及多国部队互操作性。OWT系统计划与综合指挥等36套系统进行融合运用，支持高分辨率地理空间情报应急生产，在远程火力打击、情报监视侦察、无人驾驶航空系统、自主战斗车辆和集成视觉增强系统等领域发挥重要作用，并在技术测试评估中改进三维地形功能。

在实战保障中，美军尝试使用OWT系统开展地形分析及任务筹划，并逐步扩大运用范围。2021年8月，陆军第82空降师部署到阿富汗喀布尔协助人员撤离时，运用OWT系统中的哈米德·卡尔扎伊国际机场三维地形数据进行任务规划与地形评估，准确详细地掌握了机场内部及周边环境特点，在撤离行动中发挥重要作用。驻印太地区和阿富汗美军利用配发无人机对任务地域展开探测，通过OWT系统配套软件迅速处理地形数据，并录入数据库，利用虚拟战场环境开展任务筹划及行动推演。美军还利用OWT系统开展前进作战基地战法研究，以确定部署位置、开展任务推演。

趋势分析

美陆军通过OWT系统构建全球仿真作战环境，为美军不同作战环境下的跨要素联合演练，提供了实战化、高精度、全要素、近实时的战场环境场景保障，后续将在拓展场景维度、丰富要素细节、提供替代PNT方案方面进一步发展研究。

为全球一体化作战提供统一协同的全域立体虚拟战场空间。利用人工智能技术，从物联网、互联网浩瀚无穷的信息中自主识别、搜集、拓展包含战场环境及其属性信息的数据源，快速选取、清洗、融合光学成像卫星、合成孔径雷达、射频遥感、智能手机、无人机、监控、社交、图纸等多源信息中的地理空间要素，提升虚拟战场基础构建效率及迭代更新频率。

将全球地形数据库由地表扩展至空中、地下、海底、临近空间甚至太空，打造全域立体虚拟战场空间，满足高空、海域、地下、太空作战需求，有力支撑多域战、联合全域作战理念。并将OWT系统尝试应用于更多武器装备平台和其他军种作战训练，容纳、整合虚拟战场空间不同标准、体系，为美军全球一体化作战体系能力培养提供统一规范、可互操作、协同性强的战场空间环境。

为作战能力生成打造无限真实的全要素虚拟战场空间。美军利用OWT系统保障模拟训练及指挥决策，以其丰富的属性细节更贴近现实战场、贴近实战。后续，将持续加强全球任务区域战场环境特点分析，深度融合战场环境各要素作用机理，为作战能力生成打造无限真实的全要素虚拟战场环境。

陆军合成训练环境实验室演示OWT开发进程

在OWT地形三维数据库中补充完善地形要素与作战部队、武器装备交互影响属性信息，如承重力、通过性、打击效果、损耗程度等。在此基础上，进一步将地理地形与气象、地质、水文、电磁、重力、大气和空间环境等战场环境要素深度融合，在系统中融入各要素相互作用机理，如不同天气条件下地形环境对作战单元的通过性、损耗程度如何变化，特殊地质构造对地形承重力有何影响，地震、海啸、洪水等环境灾害对地形地貌的重塑和属性信息变动，重磁场变化对武器装备机动、打击影响规律，并将关联变化因素进行细致量化，精准指导战场空间环境模拟，提升其真实性和现实感。辅助作战人员战前适应作战目标点地形及气候特点，保证作战训练效果和战斗力生成。

为GPS拒止、隐蔽作战条件提供替代PNT解决方案。近年来，GPS系统易受干扰和屏蔽的脆弱性及局限性受到广泛关注，美军意识到卫星导航信号干扰与反干扰的重大军事价值，加紧研究导航战战法及替代PNT解决方案。随着OWT系统在军事训练及实战规划应用初见成效，美军开始探索高精度三维地形模型战场攻防应用新方向，旨在为卫星信号屏蔽条件下导航对抗能力建设提供替代PNT方案。

在飞机、地面车辆或武器装备导航系统中预置高精度地形数据，通过搭载的视觉传感器，实时获取当前位置图像，自动计算出高精度定位及路径规划信息。因内置地形数据，无需与卫星或地面站进行数据传输或信号交换，可在GPS拒止、电磁干扰等情况下提供精确定位导航保障，有效降低部署成本，系统稳定性和抗干扰性更强。同时，减少与外界数据交换能极大提高作战单元隐蔽性，提高战斗力。