信息栅格

军事卫星通信论文(2)军事卫星通信论文篇二《基于信息栅格技术的军事卫星通信问题研究》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;GIG1 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。

信息栅格：改变联合作战国防动员发展方向全球信息栅格简称GIG，是美军为陆海军士兵、飞行员、陆战队员和决策层，提供数据的保密及非保密计算机网络连接而成的全球性信息网。

信息栅格技术的运用，对信息化条件下联合作战国防动员产生了深远影响。

动员指挥效能更加稳定作战指挥领域是受信息技术影响最大、最直接的领域。

首先，指挥人员不必集中于一个固定的物理场所，而是可以根据具体作战规模、作战样式和战场空间范围的实际情况，动态分布在战场任何地点，通过网络随时随地实施作战指挥。

其次，以往战争中仅依靠指挥人员决策的模式，将被“专家会诊”和“面对面”的指挥模式所取代。

另外，依托网格的可视功能，对战场各个局部临时出现的情况，上级指挥员还可以直接对部属进行面对面的“现场”指导，大大提高指挥决策反应速度。

不仅如此，在未来战场上，依托信息栅格，战场最高指挥员在任何指挥节点上都可以动用大型信息库来“观察敌人”，并获得定下决心所需要的各种信息。

同时，也可随时接收本部队及友邻部队发回的信息，并根据综合所有信息自动生成的战场态势图定下作战决心，使指挥效能更加稳定可靠。

动员模式更加快速高效信息栅格的建立及其所具有的系统集成功能、智能化信息处理功能、分布计算功能等，将使对作战力量的调用更加科学、准确和高效，实现“优中选优”。

一方面它可以根据作战需要和战场环境情况，从全军范围内选调精锐部队和高技术兵器参加联合作战，形成力量构成的基本优势；另一方面使参战的军兵种部队在数量、质量、作战能力上相匹配，形成力量结构的优势，以满足联合作战力量需求。

未来战场上，任何部位的作战力量或作战单元，甚至是每一个单兵、每一件武器，都可以通过覆盖和渗透于整个战场空间的信息栅格，实时获取情报、受领作战任务、快速进行机动、灵活实施打击、申请作战支援、进行协同作战等，从而实现诸军兵种作战行动的实时一体化。

这将从根本上改变以往作战力量预先编组、集中配置、呈线式规则部署的方式，而采取非线式的动态部署形式。

智慧城市信息栅格操作系统设计方案智慧城市信息栅格操作系统是一个综合性的城市管理系统，通过利用网络技术和大数据分析，对城市内各类数据进行整合、管理和分析，以提供实时的城市运行状态和相关决策支持。

下面是我为智慧城市信息栅格操作系统设计的方案。

一、系统架构智慧城市信息栅格操作系统的整体架构主要分为四个层次：硬件层、数据层、分析层和应用层。

1. 硬件层：包括城市中的各类传感器、设备和通信设施，用于采集和传输各类城市数据。

2. 数据层：包括数据采集、存储和处理等相关技术，用于对采集到的各类数据进行整合、存储和管理。

3. 分析层：通过利用大数据分析技术和人工智能等算法，对存储在数据层的数据进行分析和挖掘，以提供城市运行状态和问题分析等相关信息。

4. 应用层：基于分析层的结果，提供各类城市管理和决策支持的应用，包括交通管理、环境监测、能源管理等。

二、功能设计基于以上系统架构，智慧城市信息栅格操作系统具备以下核心功能。

1. 数据采集和存储：通过城市中的传感器和设备，实时采集和存储各类城市数据，包括气象数据、交通数据、环境数据等。

2. 数据整合和管理：对采集到的各类数据进行整合和管理，包括数据归档、数据清洗和数据备份等。

3. 数据分析和挖掘：通过大数据分析和挖掘技术，对存储在数据层的数据进行分析，以提供实时的城市运行状态和问题分析等相关信息。

4. 智能决策支持：基于数据分析的结果，提供智能化的决策支持，包括交通调度、环境监测和能源管理等。

5. 数据可视化展示：通过数据可视化技术，将分析结果以可视化的形式呈现给城市管理者和公众，以便更好地理解城市运行状态和问题分析等相关信息。

三、技术支持在智慧城市信息栅格操作系统的设计中，主要需要应用以下关键技术。

1. 云计算：利用云计算技术，进行数据存储、计算和分析等相关工作，以提高系统的灵活性、可扩展性和计算能力。

2. 大数据分析：利用大数据分析技术，对城市中的各类数据进行分析和挖掘，以提供实时的城市运行状态和问题分析等相关信息。

美军全球信息栅格体系现状及发展趋势摘要：全球范围内,当今以信息技术为核心的高新技术的发展,极大地改变了人们的生产、生活方式和国际经济、政治关系，也有力地促进了世界新军事变革的发展，使得人类战争模式正由机械化向信息化转变.美军正在大力推进的军事变革——或称“国防部转型”。

被军事学术界公认为代表了当今世界新军事变革的最高水平和发展趋势。

关键词:全球信息栅格体系（GIG）、现状、发展趋势。

一、GIG简介1.1 GIG的概念美军网络中心战最终要使作战部队达成一体化的指挥控制、精确的火力打击和实时的态势感知和情报共享,而促使这种目标实现的方法就是全球信息栅格（GIG）。

全球信息栅格是实现网络中心战的物质基础，是赢得信息优势的关键所在。

全球信息栅格的目标就是获取一体化水平及联合程度更高的指挥、控制、通信和计算机能力。

全球信息栅格能使作战人员在全球范围内安全地获取信息，可使得使用该栅格的人员更方便地获取所要的信息，从过去自己到信息库中获取变为由系统自主检索再返回所要的信息，从被动的信息获取变成主动的态势感知。

这种变化是质的变化，是网络中心战中对信息优势和决策优势核心要求的物质基础，是实现部队联合一体化的关键所在。

全球信息栅格将通过形成可用的互操作的、安全的网络集成来连接从传感器和卫星到展开的陆、海、空、士兵等一切要素，能在全球各个运作点提供服务，并提供其它用户及系统的接口，可以预言,全球信息栅格的接口标准将成为下一代美军武器、传感器、指挥控制系统等接口标准.1.2 GIG产生的背景要问及GIG的产生，首先要从C4ISR说起。

C4ISR的发展，一直为世界各国兵家所瞩目。

它使得军事信息技术和信息化战争中至关重要的指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察等各大领域能够实现有机地整合，从而使战斗力水平产生巨大的飞跃。

如今,这一技术在美国等一些发达国家已形成了相当的规模，并成为世界众多国家军队竞相追踪发展的目标。

尽管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、保障等方面独领风骚，但在几次较大的实战中美军已发现,现有的C4ISR系统存在严重的先天不足.(1)信息网的建设并没有实现全球网络化国际互联网已经链接了全球各个领域、千家万户，成为人们生产生活不可或缺的手段和工具，但C4ISR系统却无法达到这样的程度。

地理信息系统（GIS）是一种用于管理和分析地理信息的系统，它通过栅格数据的形式存储和处理地理信息。

栅格数据是一种将地理空间分成网格的方式，每个网格被赋予一个数值来表示该区域的地物属性。

布尔逻辑运算是在栅格数据中执行的一种操作，它通过对多个栅格数据进行比较和组合，生成新的栅格数据。

在地理信息系统中，布尔逻辑运算通常用于对栅格数据进行空间分析和过滤。

常见的布尔逻辑运算包括并集（UNION）、交集（INTERSECT）、差集（SUBTRACT）和排除（EXCEPT）等。

这些运算可以根据特定的条件对栅格数据进行筛选和组合，从而生成新的栅格数据集。

并集运算表示两个或多个栅格数据集的交集，即它们共同包含的区域。

执行并集运算后，将生成一个新的栅格数据集，其中包含所有在所有输入栅格数据中都存在的区域。

这种运算常用于查找共享特征或区域的情况。

交集运算则是指两个或多个栅格数据集中完全相同的区域。

执行交集运算后，将生成一个新的栅格数据集，其中只包含在所有输入栅格数据中都存在的相同区域。

这种运算常用于确定特定特征或区域的重复出现情况。

差集运算表示从第一个栅格数据集中排除第二个栅格数据集中的区域。

执行差集运算后，将生成一个新的栅格数据集，其中只包含在第一个栅格数据集中存在但不在第二个栅格数据中存在的区域。

这种运算常用于查找差异或排除特定特征的情况。

排除运算则是指从第一个栅格数据集中排除指定区域。

执行排除运算后，将生成一个新的栅格数据集，其中不包含在指定区域内的任何栅格。

这种运算常用于排除不需要考虑的区域或特征的情况。

在地理信息系统中，布尔逻辑运算的应用非常广泛，可以应用于各种不同的场景。

例如，在进行土地利用规划时，可以使用布尔逻辑运算来筛选出适合不同用途的区域；在进行环境监测时，可以使用布尔逻辑运算是确定污染源的位置；在进行城市规划时，可以使用布尔逻辑运算来分析不同区域的可达性。

总之，地理信息系统中栅格数据的布尔逻辑运算是实现空间分析和过滤的重要手段之一，可以帮助用户更好地理解和利用地理空间数据。