美军全球信息栅格体系现状及发展趋势

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。美军出于全球战略的需要，于1992年提出了“武士C4I计划”，并经过多年努力建起了用于军事行动需要的信息网络体系，但却不能把信息网的触角延伸到每一个节点，无法实现全球范围的联网。究其原因：一是C4ISR系统本身的保密性，制约了其在全球范围内向军民共用、整体互联的方向发展；二是军事行动的高度机动性和野战化对C4ISR系统提出了较高的要求。(2) C4ISR系统还没有实现对大量战场信息的有效加工面对信息化战争和信息作战的形态，近年来，各国军队都在致力于夺取战场上的信息优势。美军提出，要谋求“全时、全维的信息优势”，实现在任意时间、任意地点、将任意形式的信息送到任意人手中，从而消除“战场迷雾”。但实战却证明：战时官兵获得的信息并非越多越好，并不是战场上的所有信息都要共享，目前的系统也还缺少战场信息转化能力。(3)C4ISR系统无法实现设备兼容目前，各国军队军兵种之间对C4ISR系统大多是各自分立开发的“烟囱式结构”，技术体制不统一，互联互通能力差。特别是C4ISR系统只能链接和处理通过计算机通信联网的信息，而对其它设备的数字化信息，比如战场前端的传感器、作战要素的火器、射击系统等仍不具备兼容共享的能力。为了克服C4ISR系统的“先天不足”，美军于1999年首次提出了建立“全球信息栅格”的倡议，并于2000年3月，联合参谋部向国会正式提交了启动GIG项目的报告。然而，信息时代军事需求在不断扩大，军事科技在迅猛发展，军事变革在加速深化，在新的理念、新的目标催生作用下，“全球信息栅格”系统应运而生。二、全球信息栅格（GIG）的体系结构所谓全球信息栅格，就是由可以链接到全球任意两点或多点的信息传输能力、实现相关软件和对信息进行传输处理的操作使用人员组成栅格化的信息综合体。从体系结构上看，GIG一改大多数C4ISR系统纵向一条线或组网一个面的链接模式，按照联合作战体系结构，科学地联接成一体化的系统，建立栅格状的信息网系，以便从结构上为实现全球任意点、不同需求之间的信息沟通提供环境条件。2.1 系统组成GIG将系统分为基础、通信、计算、全球应用和使用人员五个层次。基础层次包括体系结构、频谱分配、法规标准、管理措施等；通信层次包括光纤、卫星、无线通信以及国防基础信息系统网、远程接入点、移动用户管理业务；计算层次包括网络服务、软件管理、各类数据库和电子邮件；全球应用层次包括全球指挥控制系统、全球战斗支持系统、日常事务处理程序以及医疗保障系统等；使用人员层次包括陆、海、空、天军及特种部队等。2.2 技术体制GIG包括了多种专用或租借的通信计算机系统和设备、各种软件和数据，安全服务设备，以及有助于谋求信息优势的其他相关技术。2.3 处理程序GIG可区分处理各类信息的优先级等。美军认为，信息交换需求应分为几个不同的部分，在GIG中，信息交换的需求量依次为武器控制(约占1/3)，指挥控制(约占1/5)，非战争的军事行动(约占1/5)，战场防护，情报、侦察与监视，通信与全球信息栅格体系结构计算以及勤务保障等。三、全球信息栅格的研究现状为了确保在未来信息战中信息优势，甚至决策优势的获取，美军正加速GIG的发展。为了确保其发展研究在正确的道路上前进，美军主要做了如下工作：3.1 建立了GIG顶层需求文件顶层需求文件CRD融合了参联会主席的GIG构想、GIG的系统参考模型和体系结构及国防部关于GIG的定义，它从顶层描述了GIG的信息能力，并将用于指导国防部和情报部门制定新系统的任务要求规定MNS或作战需求文件ORD，用于指导对未来信息技术的投资或对传统系统的升级。这些系统不论是属于哪个采办类别ACCT的，只要与GIG有关，其任务要求规定、作战需求文件都应与GIG的顶层需求文件相一致。顶层需求文件共分4部分：作战能力概述、威胁分析、任务领域及现有系统的缺陷、能力需求。在作战能力概述中，CRD将GIG的功能分为4个方面7个要点，即计算、通信、呈现、网络运行。3.2 确立了GIG的初步体系结构GIG涉及到作战指挥、战场支援和事务处理IT等方方面面，因此，构建全面支撑GIG的体系结构是一件困难的任务。当前存在多种形式的体系结构，GIG采取的办法是兼收并蓄各种已有的或正在开发中的体系结构，并将它们归于3类：即联合作战体系结构、战场支持和事务处理领域体系结构、通信和计算系统体系结构。这些体系结构为当前和不久的将来规划、配置GIG的各种资源，制定规则和明确各方面的关系提供了蓝图。目前正在开发的面向任务使命的、逻辑上相互关联的至3个体系结构视图是：作战视图，系统视图，技术视图。为了实现GIG系统的兼容性、灵活性和互操作性，各组成要素组织在一个即插即用的工具箱中，从中组装出所需的系统配置。这种蓝图是十分重要的，并有一定的灵活性，以适应用户不同的需求或技术的进步，但还是一种粗线条，它不能刻画所有细节。3.3 实施概况(1)从2000年3月到2001年4月，美国防部连续制定了全球信息栅格的顶层政策及支撑性的政策，这些政策对于指导GIG的顶层设计、网络运行与评估、信息管理、软件采办、安全保证等具有重要的参考价值。在顶层政策的指导下，美军又先后制定了关于网络结构、网络运行、信息管理、信息保证、商用软件采办、电子商务计划、信息处理等7个支撑政策。美联合参谋部负责人强调指出，建设、部署GIG是一项战略性的、而不是战术性的决策。(2)美军还十分重视GIG使用模式的研究，着力解决基于GIG的各种设计工具和应用软件。在2004至2005年期间，将会开发出GIG的重要技术标准。GIG要求所有的系统在可用性和适用性方面，应达到公共操作环境规定的6级，以提高GIG的信息共享、互操作能力和软件重用能力，最终目标是达到最高等级8级。美军已明确表示，将依靠现有的国防信息基础设施向GIG过渡。国防信息基础设施是美军在1993年正式提出和实施的，它分为传输和计算两大部分。目前国防信息系统网为GIG提供了绝大多数的远程数据传输任务，到2020年将承担全部的数据传输任务，所以国防信息系统网是GIG的重要组成。这些网络应该根据国防部联合技术体系结构最新版本中的标准执行。在向GIG迁移的过程中，美国防部根据互操作试验测试指令，对这些网络逐一进行审查，以确定它们能否接入GIG。四、GIG体系结构的发展趋势GIG体系结构1.0版在实际开发过程中，负责GIG体系结构开发的系统集成小组基于7个作战需求，即：火力运用(Employ Fires，约占总需求的13)、指挥与控制(C2，约占总需求的14)、非战争军事运用(Conduct Peace Ops)以及通信计算机环境、情报监视与侦察、后勤一全球作战支持系统和部队保护，来综合、集成体系结构产品。GIG体系结构2.0版适用于基础设施和目标作战概念以及系统与企业结构，是GIG体系结构1.0版的延续和扩充，比1.0版更易于管理和实施。它综合了现有各种专用体系结构，如信息保证、指挥控制、联合战区防空与导弹防御办公室、联合攻击机等相关部分，增加了部署调遣、核指挥控制、近空支援友军跟踪、多国联合作战等新的体系结构，几乎涵盖了所有联合任务域。GIG体系结构2.0版还将利用各司令部、各军兵种、各机构的体系结构，如陆军未来作战系统、海军部队网、国防部转型通信系统和事务企业体系结构等为自己服务。五、全球信息栅格（GIG）的作用与意义5.1 GIG引发信息平台的变革GIG的设想和发展，能根据作战人员、决策人员和保障人员的需求，适时地收集、处理、存储、分发和管理各种信息，这样就使原有的信息网络和C4ISR系统发生了革命性的改变。(1)信息获取全球化GIG是国防信息系统网的延伸和发展，是覆盖全球的军事行动信息采集和发布，不受地域、天候、时间的限制，真正可以实现“哪里有信息，哪里就能上网”，“谁获取信息，谁就能上网”。(2)信息交换全维化据有关报道，美国著名思想库兰德公司受美空军委托于2001年提出了一份研究报告，即“全球信息栅格：做什么？谁来用？”，提出了“局部提供，全球共享”的思想。GIG可以把这种“全球共享”，通过全维、立体、多频谱、多节点的栅格化信息交换来实现，大大拓展了C4ISR的功能。(3)信息处理智能化GIG能最大限度地实现由“谋求信息优势”向“谋求决策优势”转化，变“四个任意”为“四个正确”，即：在正确的时间，将正确的信息以正确的形式传递到正确的接收者手中，同时压制敌方谋求同样能力的企图，从而将信息获取能力最大限度地转化为科学决策能力和作战能力。(4)信息设施兼容化GIG与C4ISR的重要差异还在于，C4ISR主要是计算机与通信设施的联网，而GIG中既包含计算机网络、通信网络栅格，也包含传感器栅格和武器平台栅格，强调从传感器到射击器的全程信息一体化兼容，实现任何能发送和接收“0”、“1”数字信号的设备均能与GIG相联，从而提升整体战斗力水平。(5)信息防护保密化安全性是GIG实施过程中不可忽视的环节，也是GIG关注的主要内容。GIG采用纵深防护、多层设置，在网络、链路、计算机环境和基础设施等每一个环节、每一个维向都建立一套最低限度的防护能力。据有关报道，五角大楼正在考虑对全球信息栅格提供更加有效的安全保障。5.2 GIG成为新型战争的“大脑”GIG能把计算机网、传感器网和武器平台网联为一体，能根据用户的需求“推荐”信息和作战知识“全球信息栅格”是新型战争的“大脑”。为打“网络中心战”，美军已开始了实实在在的准备。美国国防部在“网络中心战”倡议中提出，将太空、信息和情报作为“网络中心战”的3大制高点。倡议认为，太空、信息和情报领域里的进步正加快作战行动的速度，减少信息周转的时间。美国各军种也在以“网络中心战”理念进行试验。例如，海军正在实施“21世纪信息技