李成 张岩 于淼 刘明溢 向传龙

【摘  要】战场态势感知系统是现代战争快速了解战场态势、做出军事决策的有效途径。本文首先对战场态势感知的信息融合、信息存储、信息可视化和数据安全性保障等关键技术进行了全面的分析，预测出其未来的发展趋势。

【关键词】战场态势;感知系统

1.战场信息融合

对于同一目标，传感器采集的信息存在重复、误差较大等问题，不利于指挥员快速进行军事决策。因此，高效的数据融合处理在短时间内提供真实、有效的战场信息非常必要，文献[1]提出基于云边融合的指挥信息系统，边缘域负责收集众多节点的数据并进行基本处理，并将结果反馈给终端。云中心将边缘域的数据进行融合处理后，再进行数据分析，在云中心遭受攻击时，终端仍能收到指令，提高了系统的抗毁性，并通过减轻云中心计算量的方法提高了数据处理的效率。

但敌军发动机、雷达、通讯等辐射源不易进行融合，难以实现关联匹配。文献[2]提出基于绝对灰度的多元数据融合方法，主要针对雷达信息，将采集的数据进行预处理并筛选，计算关联度，采用分治的思想进行关联度匹配。该方法可有效消除虚假信息，提高信息关联准确性。

2.战场信息可视化

现代战场通常会部署大量传感器设备来监控战场态势。但由于传感器数量大、种类多，指挥员难以直接采用其数据进行作战安排。战场信息可视化技术可以使指挥员快速了解战场，准确做出决策。

指揮人员通常利用战场态势图来了解战场环境，但在小区域内出现多个目标时，态势图常常出现重叠、遮挡等情况，为此，李亚钊等人提出基于Web的目标态势可视化，将军事目标进行分类，按类别分层显示，根据需求选择显示内容，另外，此方法还可以将某个目标的多种位置和时序等数据融合，依据地理位置进行可视化显示，该设计有效解决了态势图标号重叠的问题。

二维地图在战场态势可视化方面有着十分广泛的应用，可以展示各军事目标在战场的平面分布，但无法真实地显示作战区域的地形，对于指挥规划有一定的困难。文献[4]提出了一种二三维地图联动的态势系统，利用三维系统直观显示战场地形，两者之间进行联动，在对任一个地图进行操作时，可以获取两个地图一致的数据。该设计将二维地图的完整性、便于查询等特点和三维地图直观、真实的特点结合，使态势图更具有操作性。

战场态势热力图以高亮的颜色显示战场重点区域，但是战场态势瞬息万变，指挥员认知负载很大，难以迅速找到关键点。对此，文献[5]提出了一种基于关注势的战场态势热力图，引入时间衰减函数，提出了W-KDE算法，可有效帮助指挥员抓住战场热点。

战场态势可视化是指挥人员了解战场态势的重要环节，指挥人员需要通过此环节及时抓住战场热点态势做出决策分析。该环节直接影响作战命令的发布，是打赢现代战争的关键。

3.数据的存储与管理

现代战场态势感知系统数据包括情报、作战和后勤等多种数据来源，使得战场信息数据具有海量非结构化异构的特点，一方面，传统的集群式数据库系统无法实现高效的海量异构数据的存储与管理，另一方面，战场信息数据量呈指数式增长，传统的存储方式扩展性差，很难实海量数据的存储，因此也就衍生出了存储空间弹性化的需求。

近年来各军事强国将大数据、云计算等技术用于解决战场感知系统在数据储存中的问题。早在2012年美国国防部高级研究计划局（DARPA）提出了以 XDATA 项目为核心的美军大数据研发计划，这其中要解决关键的问题其中之一就是实海量异构数据的高效存储与无缝管理以及提高数据存储、管理的可配置性，提升存储空间和数据管理的灵活性，该项目的研究极大的推动了大数据存储管理技术在军事领域的应用。2021年1月北约与法国泰雷兹集团签订“防御云”项目合同，其中云存储技术的研究将改变以往的数据存储介质与管理模式，将云计算与人工智能技术融入到战场信息数据的管理与储存当中，进一步提成了海量异构数据存储与管理能力，打开了军事数据存储管理研究的新大门。

4.数据安全性保障

现代战争中最重要的莫过于数据，大数据的应用是未来战场感知系统发展不可避免的趋势，罗荣等提出利用包括身份认证、访问控制、异常检测、补丁管理、数据备份以及系统恢复等在内的大数据安全防护技术进行数据安全性保障的任务，可较为有效的保障战场感知系统所捕获海量数据的安全。另外，李大亮等利用OODA环理论对信息化战场的数据安全保障进行了分析与研究，研究表明，随着时间的推移，数据安全保障效能会随OODA环周期的减小而大幅提升。

许多研究人员已对战场感知系统的安全性保障进行过多方面的研究。但是依然面临着很大的问题：战场态势感知目前广泛应用的是单兵态势，各个单兵战场分别通过汇聚节点与指挥所相连，如果系统某一节点信息遭到敌方篡改，指挥中心难以验证其数据的准确性，很可能会落入敌方设下的圈套。如何在某个单一节点遭到攻击时而不影响决策系统的正常判断，是保障战场感知系统数据安全性的关键。

5.结语

随着区块链、大数据、云计算、量子通信等多方面技术的深入发展，战场态势感知系统包括的数据融合处理、信息可视化、数据安全保障等几项关键技术将会不断更新，实现对未来战场多方面、全方位的态势感知，从而以极低的代价打赢未来战争。

参考文献

[1]张洪瑞，王青海，杜家兴.基于云边融合的指挥信息系统探讨[J].信息技术与信息化，2020（09）：14-17.

[2]胡星烨，张蔚，徐晶.基于绝对灰度的多源数据关联融合方法[J].电子信息对抗技术，2020，35（05）：37-41.

[3]李亚钊，郭婉，李彭伟，黄翔.基于Web的目标态势可视化设计与实现[J].指挥信息系统与技术，2020，11（02）：49-54.

[4]员建厦，刘伟强，李文静，王杰.二三维联动态势系统的设计与实现[J].计算机与网络，2020，46（22）：67-70.

[5]董浩洋，张东戈，齐宁，禹明刚，牛彦杰.基于关注势的战场态势热力图构建方法[J].系统工程与电子技术，2021，43（01）：121-129.

[6]王珩，王海宁，刘畅，张新建.大数据技术在指挥信息系统中的应用与发展[J].指挥信息系统与技术，2015，6（02）：5-9.

[7]雷晗.海量异构数据存储关键技术研究综述[J].信息通信，2018（11）：78-79.

[8]罗荣，肖玉杰，王亮，盛亮.大数据在海战场指挥信息系统中的应用研究[J].舰船电子工程，2019（3）：1-5.

[9]李大亮，王付明，高志同.基于OODA环的信息化战场信息安全保障SD建模分析[J].指挥控制与仿真，2016，38（03）：33-38.

作者简介：李成（2000.6-），男，河北邢台人，本科，研究方向为电气工程及其及自动化。

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