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亚太地区的全球定位系统和地理信息系统技术

  随着亚洲各国期待提高其防御能力,它们开始采购现代化的、先进的指挥和控制系统以协调其武装部队。在这种不断演变的故事中,有一个问题往往被忽视,那就是亚洲各国如何获得必要的技术和服务以支持这些系统。

  随着亚洲各国期待提高其防御能力,它们开始采购现代化的、先进的指挥和控制系统以协调其武装部队。在这种不断演变的故事中,有一个问题往往被忽视,那就是亚洲各国如何获得必要的技术和服务以支持这些系统。因为为了优化这样的系统,还需要有正确的输入,包括全球定位数据和地理空间信息。

  然而,这将导致亚洲地区的许多武装部队进退两难。全球定位系统(GPS)继续由美国军方拥有和运行,尽管它被许多军队和平民以相同的方式使用,但是世界各国有一种担忧始终无法释怀——如果为了维护美国至关重要的利益,那么全球定位系统在某些地区可能会被降级或关闭。对于那些希望部署先进的网络和武器的军队,这将是一个重大的问题。

  所面临的挑战

  那些在该地区与美国结盟的国家很可能愿意冒险“赌上一把”,但像中国这样的国家,可能会通过自主发展去挑战美国军队,而不是考虑参与这种赌博。就像20世纪80年代当时的前苏联希望为全球定位系统制造一个竞争对手一样,现在中国正寻求开发自己的全球定位技术应用于军事领域,在未来,这一技术还有可能应用于民用基础设施。

  即使是美国的盟国,对于全球定位系统的有效性也深感担忧。在该地区像朝鲜这样的国家已经具备了在有限区域内干扰全球定位系统的能力,这可能会导致重大的难题,这些国家要么选择远离全球定位系统的使用,要么考虑对抗这种干扰技术。

  同样,地理空间信息的专卖权大多被西方国家所占有,这些国家有足够的财富和必要的资金资助卫星的发展,从而能够以适当的保真度提供必要的信息。然而,地理空间信息不像全球定位系统那样需要在美军那里冒极大的风险,在提供最初的防御能力后,愿意并能够以较高的价格提供地理空间信息服务的商业公司数量一直在增长。

  亚洲军队要么选择购买这些服务,要么选择建立自己的能力。后者是一条漫长而艰难的道路,其中最困难的因素可能是一个可行的本土太空计划。对于那些无力负担大型空间计划的国家,另一种可能性是走微型卫星路线。亚太国家在全球定位和地理信息竞争领域面临一些重要决定,因为它们希望发展自己的能力。这些决策点许多是在地平线上,该地区一些技术更成熟的经济体已经启动了项目去修复已经确定的缺陷和漏洞。

  全球定位系统需求

  对于来自成熟市场的全球定位系统技术需求依然强劲。10月,埃尔比特系统公司电子战和信号情报子公司——艾利斯拉电子系统有限公司(Elisra)宣布,它为亚太地区一家不愿意透露姓名的客户提供了名为“iSNS”的全球定位系统抗干扰系统,作为军用侦察飞机项目的组成部分。

  iSNS系统是一种有效的全球定位系统电子反对抗(Electronic Counter-Countermeasure,ECCM)系统,能够确保全球定位系统可靠的、不间断的运行。它为广泛地理区域的多个卫星频道提供反干扰能力并能应对多种干扰信号和/或并发频率干扰器。它采用多转向原则并能够实现即时、有效和不间断的通信,为所有类型的全球定位系统提供广泛的抗干扰保护,即使没有全球定位系统卫星位置的先验知识。

  在亚太地区,韩国也许是继美国之后最积极发展反全球定位系统干扰技术的国家,因为自2010年以来,它一直受到越来越多朝鲜全球定位系统干扰技术的攻击,并且这些攻击的成功率越来越高。2013年4月,韩国政府在欧洲导航会议(European Navigation Conference)上发布了增强型“罗兰”(eLoran)系统计划,作为辅助导航和授时系统。

  目前的时间表计划在2016年至2017年之间测试系统,并在2018年之前完成安装,陆基远距离无线电导航系统将作为全球定位系统的一个补充,为全球定位系统和其他天基卫星导航系统提供备份和替代系统。韩国延世大学(Yonsei University)集成技术学院助理教授徐智元(Jiwon Seo)正在关于韩国增强型“罗兰”系统计划与韩国海洋与渔业部紧密合作,根据徐智元的报告,韩国海洋与渔业部海事设施办公室副主任、韩国增强型“罗兰”系统项目负责人金明澈(Mincheol Kim)说:“韩国政府最近已完成韩国增强型‘罗兰’系统的设计开发和施工文件。”

  韩国增强型“罗兰”系统的目的是在全国各地提供精度优于20米(65英尺)的定位和导航能力。最终,韩国政府希望与俄罗斯和中国紧密合作,将增强型“罗兰”的覆盖范围扩大到整个东北亚地区。

  该报告说,随着日本的低频率“罗兰-C”系统的停止使用——时间定为2014年12月——以及俄罗斯乌苏里斯克(Ussuriysk)新站运行之前,该地区将缺少足够的发射器来提供“罗兰-C”服务。目前,韩国在浦项(Pohang)和光州(Kwangju)有2座“罗兰-C”发射站,2014年这两座发射站将成为增强型“罗兰”发射站,这将减少该国对国际控制链的依赖,韩国目前依赖日本和俄罗斯的发射站。韩国还将在国内新建其他增强型“罗兰”发射站,为了提供增强型“罗兰”差分服务,韩国还将在境内部署43座增强型“罗兰”差分站,其中一部分将使用现有的全球定位系统差分站,为韩国全境提供无线电导航服务。增强型“罗兰”系统将通过国际竞争性招标程序采购。

  澳大利亚政府也通过“联合项目5408”(Joint Project 5408)为澳大利亚国防军(ADF)和澳大利亚国防军导航战(NAVWAR)能力提供了全球定位系统导航战防护能力。项目的第一阶段是定义研究于2002年交付,目的是确定目前全球定位系统所需的增强和更换范围。

  根据项目的第二阶段-B(已经批准)和第三阶段,澳大利亚国防军计划通过提供防护或者冗余功能,对澳大利亚国防军传统平台上的全球定位系统装备逐步实现更新,从而对全球定位系统拒止行动进行响应。澳大利亚国防部的目标通过提供这样的系统确保精选的澳大利亚国防军能力和重要平台在导航战环境中正常开展业务。

  本土发展

  随着中国“北斗”(Beidou)卫星导航系统的顺利发展,亚太国家从2020年起将有可能选择本地开发的全球定位系统替代产品。中国政府在2004年批准实施“北斗”计划,2011年该系统的试用版投入使用,在亚太地区提供定位和导航。中国政府计划该系统在2020年将提供覆盖全球的商业和军事应用。

  “北斗”卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站、监测站。用户端包括“北斗”系统的终端。

  “北斗”卫星导航系统将使中国从美国控制的全球定位系统能力中独立出来,为其军事和国家安全带来全世界只有很少国家具备的、一定程度的自主权。它也可能吸引该地区的国家选择非美国全球定位系统能力,无论是出于政治原因还是预算原因。根据报告,除了中国,泰国、老挝、文莱和巴基斯坦已经使用或计划采用该系统。

  地理空间需求

  地理空间情报(GEOINT)集成图像和地理空间数据以及其他情报以创造出新的情报产品,这些产品对于国家安全、国家情报和国防至关重要,地理空间情报通常结合先前分离领域的地图产品、地理信息系统和图像分析。

  从图像和地理空间信息的开发和分析中获得情报是一种重要的能力,通过增强态势感知和决策行动并链接导航系统、指挥支持系统、监控系统、武器平台、任务规划系统、战争游戏、模拟器和设施/远程管理系统可以增强战斗力。

  这种基础能力的发展在很大程度上依赖于国家之间的合作和区域测绘机构的使用,例如,澳大利亚的防务图像和地理空间组织(Defence Imagery and Geospatial Organisation,DIGO),这有助于“跨国地理空间合作生产计划”(Multinational Geospatial Co-Production programme,MGCP)的实施。目前这项计划涉及32个国家,旨在按照1:50000或者1:100000生产出整个世界的地理空间数据。“跨国地理空间合作生产计划”成员国将贡献数据到中央数据库,并可以实时、无限制地访问所有项目的数据,从而在减少重复劳动的同时提高地理空间数据的可用性。

  澳大利亚认为,地理空间信息和技术的共享将成为有效的网络中心行动的基石,并计划采取一种“企业”的方式以实现其地理空间战略。

  谈及在美国举行的国际防务地理信息系统专家年会,美国环境系统研究所公司(Esri)下属的澳大利亚防务公司经理西蒙•希尔(Simon Hill)说,一种“企业”方式的地理空间信息对于澳大利亚国防军满足战略中概述的期望是至关重要的。

  希尔说:“该战略包含了一系列地理空间目标,专注于通过跨越国防部各个部门(包括军队)协调信息收集和分析的能力。实现这些目标的关键是国家的陆军、海军和空军转型为网络部队——我们是指作为一种“企业级”地理信息系统的方式。”

  这种方式将从多个系统和平台链接数据,并提供具有“独立真实性来源”的数据。它将确保澳大利亚军队能够更好地处理各种各样的可用信息,更容易在联盟环境中与其他国家分享地理空间情报。

  除了使用地理空间信息系统监视陆地,中国也把它们看作其区域海洋领域霸主地位的一个组成部分。说起今年早期的海上监视研讨会,新加坡拉惹勒南国际研究所的中国问题专家陈艾琳(Irene Chan)说,北京在中国南海的政策是非常矛盾的,因为有高达17家民间机构参与海上监视。这其中包括致力于利用地理空间信息系统和控制一些卫星的机构。

  陈艾琳接着解释说:“北京正在寻求制定完整的海洋态势感知计划,该国的能力已经超过了其东亚邻国。”

  印度尼西亚由超过7000座地形复杂的岛屿组成,也是希望改善其地理空间信息能力的国家之一。印尼军队正在与该国的地理空间信息局(Badan Informasi Geospatial)密切合作,以提高其能力。2013年8月,印尼陆军地理情报负责人伊迪•阿德里亚(Dedy Hadria)上校在访问该机构期间告诉当地媒体,该机构将为陆军提供能力建设研讨会,以提高决策者在减少灾害风险、解决冲突和边境保护等关键领域作出反应的能力。

  此外,在日本最近发布的2014年预算请求中,日本防卫省宣布将寻求额外的资金来“扩大恐怖袭击可能性增加地区目前的地理空间情报基本数据发展工作,尤其是北非。”为了实现这一点,日本防卫省说,它将寻求研究和发展道路,确保“高效的开发和利用国防情报总部的地理空间情报。”

  随着地理空间情报也为响应人道主义、环境研究、海洋管理和边境管理行动提供了重要的信息,这些能力的应用远远超出了防御领域。因此,越来越多的国家正在疏导进入这个领域的投资,无论是在国内还是通过协作,大力发展这一重要资源。

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