Современное состояние геоинформационных систем

Изменение характера вооруженной борьбы в XXI веке не могло не повлиять на управление воинскими формированиями при подготовке и ведении военных действий. Вооруженные силы ведущих зарубежных стран, в первую очередь США, не отказываясь от системы обеспечения топографическими картами, развивают и совершенствуют ГИС ВН на основе данных геопространственной разведки.

Подготовка и ведение военных действий включает множество составляющих, в том числе добывание, сбор, обработку, изучение, обобщение, анализ, оценку и отображение разнородных геоинформационных данных, обеспечивающих существенное повышение эффективности принятия управленческих решений. Перечисленные мероприятия (процедуры) выполняются с использованием ГИС ВН и данных геопространственной разведки. Главным принципом эффективного использования геоинформационных систем является непрерывность добывания геоинформации, ее обобщение, анализ и доведение до войск (сил) как в мирное время, так и в период непосредственной угрозы (агрессии), при подготовке и в ходе военных действий.

В настоящее время достижения науки и техники нашли отображение в способах ведения военных действий, в том числе за счет широкого внедрения геоинформационной поддержки на всех этапах управления, что сократило сроки от обнаружения цели до ее поражения. Необходимость непрерывной работы системы геоинформационного обеспечения требует организации сбора соответствующей информации, которая в зависимости от доступности должна быть получена из всех возможных открытых и/или закрытых источников.

О значимости получения и обеспечения войск актуальной геопространственной информацией говорит тот факт, что затраты американского правительства на покупку изображений, получаемых средствами дистанционного зондирования Земли, в начале 2000-х годов составляли до 300 миллионов долларов в год. Всего же на реализацию программы «Интеллектуальный подход к решению задач обработки, использования и обеспечения потребителей геоинформацией» выделялась сумма до двух миллиардов долларов, причем 75 % этой суммы вкладывалось в коммерческие проекты частных фирм. В 2021 году затраты геопространственной разведки составили 87 % от всех структур разведывательного сообщества США (17 подразделений), в то время как на все разведсообщество выделялось около 80 миллиардов долларов. Мощное инвестирование позволяет заблаговременно накапливать огромные массивы информации обо всем земном шаре, что в значительной степени при использовании этой информации повышает эффективность применения вооруженных сил США. Начиная с марта 2013 года Национальное агентство геопространственной разведки (англ. National Geospatial-Intelligence Agency, NGA) Соединенных Штатов приступило к реализации, а к 2018 году реализовало проект по созданию еженедельно обновляемой цифровой карты мира. Ее наличие резко повысило боевые возможности ВС США.

Опыт современного вооруженного противоборства показывает, что значимость традиционного топогеодезического обеспечения как одного из видов боевого обеспечения существенно понижается и уже является недостаточным для топогеодезического и навигационного обеспечения подразделений Вооруженных Сил РФ. Тем не менее в специальной военной операции (СВО) на Украине были созданы предпосылки для расширения сферы топогеодезического обеспечения войск, в том числе с использованием новой системы геоинформационного обеспечения военных действий. С начала 2000-х годов используется, а в 2021 году закреплен в Концепции формирования и развития единого геоинформационного пространства ВС РФ термин «геоинформационное обеспечение», как комплекс мероприятий проводимых топографической службой по формированию и развитию единого геоинформационного пространства Вооруженных Сил, показана необходимость его организации на основе интеграции географического, топографического, картографического, геодезического, навигационного, гравиметрического, метеорологического, геофизического и экологического обеспечения. Однако до настоящего времени по различным причинам облик, функционал, нормативный статус геоинформационного обеспечения военных действий окончательно не сформирован. Как следствие, тенденции и динамика его развития в последние 15 лет не позволили достичь требуемого для современных войск уровня и ограничились только созданием его отдельных компонентов. Для решения существующих и постепенно накапливающихся проблем реализуются положения Концепции формирования и развития единого геоинформационного пространства ВС РФ, которые уже в настоящее время корректируются с учетом особенностей использования геопространственной информации в зоне проведения СВО. В Вооруженных Силах РФ система обеспечения цифровыми и электронными картами стала активно использоваться с 2004 года, когда на снабжение была принята ГИС «Интеграция». Именно с этого момента стали использоваться не только бумажные, но и электронные карты. Опыт использования функционала ГИС «Интеграция» для решения все более расширяющегося круга задач привел к принятию на снабжение Вооруженных Сил РФ в августе 2013 года более совершенной геоинформационной системы военного назначения «Оператор».

ГИС ВН «Оператор» имеет определенный функционал, реализованный в виде программных модулей (групп режимов) основных и дополнительных панелей диалогового меню, которое постоянно расширяется, совершенствуется и развивается. Широкий спектр различных видов геопространственной информации, таких как электронные карты местности, ортофотопланы, матрицы плановых изображений, фотопланы, фотосхемы, фото- и видеоматериалы, матрицы высот и другая информация, в настоящее время активно используются органами управления Вооруженных Сил для оценки обстановки и местности, изменений, текущего состояния объектов гражданского и военного назначения. ГИС ВН «Оператор» позволяет обрабатывать данные, полученные из открытых источников, для последующего их использования как дополнительного источника геоданных при подготовке документов топогеодезического и навигационного обеспечения.

Однако перечень геопространственной информации, разрешенный к использованию в ВС РФ, достаточно ограничен и зависит от разрешающей способности полученных снимков/ортофотопланов и их точности, которая определяет точность и разрешающую способность конечных материалов, разрабатываемых подразделениями Топографической службы, другими подразделениями ВС РФ и предприятиями оборонной промышленности. Чаще всего эти материалы имеют соответствующий гриф или пометку «Для служебного пользования» (Приказ Министра обороны Российской Федерации от 17 января 2022 г. № 22), что ограничивает и затрудняет возможности по расширению области их применения в повседневной и другой деятельности войск, особенно в тактическом звене.

Следует отметить, что с 2014 года на Украине различными группами волонтеров, энтузиастами и IT-компаниями ведется работа по созданию и модернизации специального программного обеспечения для тактических подразделений вооруженных сил. Основу данных программ составляет ГИС-ядро, разработанное в основном под операционную систему Android для работы на мобильных устройствах (планшетах, смартфонах). Наиболее популярными и распространенными являются приложения «ГИС АРТА», «Укроп» и «Кропива». Специальное программное обеспечение (СПО) «ГИС АРТА» представляет собой ГИС-ядро с web-интерфейсом американской разработки, доработанное украинскими IT-компаниями Breeze Software и «Гео-Софт», которое работает на различных типах компьютерных платформ, от централизованных серверов до отдельных (или связанных сетью) компьютеров, планшетов, смартфонов на базе ОС Windows (Android), обеспечивающих возможность работы ГИС как с информацией из общедоступных источников (Google Maps, Bing, Yandex Maps и т.д.), так и с информацией ограниченного («корпоративного») доступа (ESRI ArcGIS). Использование такого рода ГИС дополняется различными типами средств связи, что обеспечивает стабильную постоянную работу и коммуникацию всех составляющих ее элементов.

Средства телекоммуникации не имеют конкретного технического решения, физически могут быть реализованы исходя из важности решаемых задач по различным вариантам, например по средствам американской тактической связи Harris 3G радиостанциями из семейства Falcon III (TCA AN/PRC-152A, RF-7800H-MP), обеспечивающими полевой интернет, а также различных марок радиостанций Турции (в частности, Aselsan PRC-9651 компании Aselsan Elektronik Sanayi) и Израиля, способных работать в условиях радиоэлектронного подавления через спутниковый, тактический или проводной интернет.

Возможности СПО позволяют отображать обстановку на геопространственной основе с использованием классификатора условных знаков (включая систему условных знаков стран НАТО), наблюдать полет БпЛА в виде перемещения условного знака с отображением маршрута, сохранять изменение обстановки, получать изображение с БпЛА, выполнять их обработку. Специализированные модули СПО позволяют производить автоматизированную подготовку данных для стрельбы артиллерии с одновременной передачей данных на командно-наблюдательные пункты и огневые позиции. Программное обеспечение «Кропива» предназначено для использования электронных карт, снимков, планирования, выполнения различных расчетных задач. Система используется противником в боевых условиях и получила множество одобрительных отзывов. Разработка и интеграция системы «Кропива» началась как волонтерский проект в 2014 году, когда группа украинских патриотов из «Армии SOS» начала поставлять в армию планшеты. А уже в 2018 году его разработчики из конструкторского бюро «Логика» безвозмездно передали в вооруженные силы Украины тысячи планшетов с системой «Кропива».

Система «Кропива» объединяет средства разведки, управления и огневого поражения в единую информационную сеть. Фактически запрос на огонь артиллерии украинские военнослужащие могут подавать с обычного планшета. Она использует коротковолновые цифровые радиостанции, спутниковые, оптоволоконные каналы связи и протоколы передачи данных, совместимые со стандартами NATO. При этом система объединяет все технические средства, начиная от артиллерийских орудий, заканчивая разведывательными и ударными БпЛА. Система «Кропива» позволяет автоматизировать управление на уровне батальона (дивизиона), роты (батареи), взвода, отдельной единицы техники и т. д. Фактически она помогает объединять средства разведки, управления и огневого поражения в единое информационное поле. Система управления тактического звена «Кропива» имеет ряд технологических преимуществ: — доступ к электронной карте местности с отображением собственного положения; — обмен данными с другими абонентами системы (данные в целом содержат позиции соседних подразделений, координаты обнаруженных целей и краткие текстовые сообщения); — решение отдельных расчетных задач, таких как расчет марша, зоны огневого поражения, артиллерийские поправки и т. д.; — обеспечение взаимодействия и передачи данных от средств разведки — БпЛА, радарными и звукометрическими комплексами — в автоматическом режиме. «Кропива» позволяет сократить время развертывания средств артиллерийской батареи фактически в пять раз. При этом время на поражение незапланированной цели сокращается втрое, а время на открытие контрбатарейного огня — в десять раз. В целом система «Кропива» достаточно проста в использовании. Все, что нужно, — планшет или смартфон, на которые устанавливают соответствующее программное обеспечение, средства связи или доступ к интернету. После этого видна карта местности с пребыванием на ней пользователя. Также у программы есть функция, позволяющая снимать данные из общего прогноза погоды, портативных метеостанций или с приборов, входящих в состав отдельных снайперских комплексов. Для работы с «Кропивой» нужно знать координаты целей и местоположений своей артиллерийской батареи, метеоусловия. Данные вводятся в планшет, затем автоматически происходит расчет направления стрельбы и расстояние до цели.

Функционал «Кропивы» обеспечивает работу с радиостанциями, использует данные с дальномеров, БпЛА, от других пользователей в сети, разведданные и т.д. Помимо приложений «ГИС АРТА» и «Кропива», подразделения вооруженных сил Украины используют специальное приложение «Укроп» разработки компании «УКРОПСОФТ», реализующее схожие с «Кропивой» функции.

Что касается Российской Федерации, то официально в Вооруженных Силах РФ стационарных и мобильных комплексов, позволяющих в режиме реального (близкого к реальному) времени получать, анализировать, обрабатывать и доводить результаты обработки геопространственной информации из открытых источников, нет. В то же время в ГИС ВН «Оператор» начиная с 12-й версии удобно и понятно реализован интерфейс работы с различными геопорталами для получения геопространственных данных. Имеется возможность при подключении к сети Internet получать метео- и другие данные с ресурса «Сервис ВЕГА».

Также с использованием ГИС ВН «Оператор» можно получать и обрабатывать из открытых источников следующие виды геопространственной информации: — отображение температуры воздуха в районе планируемых боевых действий; — метеоданные Google на текущую дату; — результат подбора параметров для растровой карты на фоне геопортала Google; — навигационные данные при подключении ГЛОНАСС/ GPS-приемников; — снимки и матрицы высот Банка геопространственных данных КБ «Панорама» через геопортал и т. д. В частности, в интересах проведения занятий и учений с курсантами и слушателями Михайловской военной артиллерийской академии, обеспечения повседневной деятельности широко используется геопространственная информация с ресурсов Google, Yandex Maps и ESRI в части создания привязанных растров на отдельные участки местности в достаточно качественном разрешении. ГИС ВН «Оператор» позволяет автоматически с достаточной точностью трансформировать растры из системы координат WGS-84 в СК-42 и получать актуализированную информацию на необходимые районы.

Анализ современных военных конфликтов, а также опыт СВО показывает, что усиление роли и эффективности огневого поражения противника происходит за счет привлечения к решению разведывательных задач БпЛА (комплексов), планирование полетов которых и последующую обработку информации осуществляют с использованием ГИС-приложений, в частности это возможно и при помощи ГИС ВН «Оператор». Кроме того, имеется программа автоматической обработки материалов воздушного фотографирования «Панорама Фото», материалы которой являются входными данными для использования ГИС ВН «Оператор». Это и ортофотопланы, и матрицы высот, и трех мерные модели. Так, ортофотопланы, полученные в программе «Панорама Фото», могут быть совмещены с данными оперативной обстановки в ГИС ВН «Оператор». Если данные аэрофотосъемки и видеосъемки получены не только при помощи принятых на снабжение Вооруженных Сил РФ комплексов с БпЛА, но и с помощью БпЛА гражданского назначения, то их можно считать данными, полученными из открытых источников. Качество, разрешение и точностные характеристики будут зависеть, в частности, от типов применяемой полезной нагрузки.

Таким образом, перечень видов геопространственной информации, получаемых и обрабатываемых ГИС ВН «Оператор» из открытых отечественных и зарубежных источников, достаточно широк и важен для использования в интересах Вооруженных Сил Российской Федерации, в том числе для обеспечения действий РВиА. Однако есть и «минусы» при использовании ГИС ВН «Оператор»: 1. Для эффективной работы программного обеспечения требуются компьютеры с высокими техническими характеристиками. 2. Личный состав должен обладать твердыми и уверенными навыками работы с интерфейсом программы. 3. Программа должна устанавливаться на стационарные или мобильные персональные электронно-вычислительные машины с операционными системами Windows и Linux, что ограничивает ее применение на тактическом уровне в звене дивизион — батарея — взвод — орудийный расчет. Решить данную проблему можно оснащением данного звена мобильными устройствами типа планшет/смартфон с предустановленным специальным программным обеспечением, использующим отечественную мобильную операционную систему или очищенную и оптимизированную зарубежную. В зоне СВО уже с начала операции пользуются различными мобильными приложениями, работающими в операционной системе Android. Наибольшей популярностью пользуется приложение корпоративной зарубежной разработки AlpineQuest.

В то же время актуальность и необходимость использования данных приложений для решения задач навигации, привязки, ведения разведки с использованием БпЛА, обеспечения стрельбы инициировала разработку отечественными энтузиастами мобильных приложений для операционной системы Android, в частности приложений «Топогеодезия СК-42», «Ветерок», «ZOV Карты» и других. Группой компаний «Калашников» в 2021 году представлено мобильное приложение ПК «ЛИС Мобильный». Геопространственная информация для таких приложений готовится из открытых источников (ресурсов Google, ESRI, Yandex, Bing maps, EATLAS, Yahoo, Nokia, Mail, Here).

Дополнительные модули «Топогеодезия СК-42» позволяют считать прямую и обратную геодезические задачи, переводить координаты из WGS-84 в СК-42 и обратно, из UTM в СК-42 и обратно, пересчитывать координаты в смежную зону, осуществлять засечку сопряженным наблюдением, привязку неориентированным дальномером, привязку обратной засечкой по измеренным углам, привязку по данным GPS, осуществлять астрономическое ориентирование, определять сближение меридианов, осуществлять засечку секундомером. В «Ветерке» можно наносить на геопространственную основу цели и разрывы, определять их координаты и по средствам связи передавать во взаимодействующие приложения. Мобильный программный комплекс геоинформационной поддержки «ZOV Карты» предназначен для геоинформационной поддержки при выполнении специальных задач подразделениями видов и родов войск (сил) Вооруженных Сил РФ. Представляет собой мобильное приложение на базе операционной системы Android (c 6-й версии) с аппаратной поддержкой (опционально). «ZOV Карты» позволяет осуществлять: навигацию, отображение картографической информации (карты, спутниковые и картографические снимки, справочная и тематическая информация и др.), нанесение, редактирование, прием и передачу оперативно-тактической обстановки, пересчет координат между картографическими системами, пересчет координат из зоны в зону, выполнение специальных расчетных задач видов и родов войск (сил). ПК «ЛИС Мобильный» обеспечивает автономное применение в двухмерном режиме разнотипных геопространственных данных о местности, реализацию основных расчетов по ней с возможностью нанесения графических объектов и присоединения к ним фото, видео, голосовых и текстовых файлов.

Таким образом, существующее состояние геоинформационных систем военного назначения, использование подразделениями для решения актуальных задач зарубежных и отечественных сертифицированных и несертифицированных ГИС-приложений вызывает необходимость уточнения концепции и направлений развития топогеодезического и навигационного обеспечения войск (сил) ВС РФ, в том числе РВиА. В этих целях целесообразно сформировать экспертную группу Вооруженных Сил РФ, которая должна решить следующие задачи с последующим оформлением решений в руководящих документах: 1. Определить источники геопространственной информации, которые могут использоваться в Вооруженных Силах РФ. 2. Установить перечень и форматы геопространственной информации из открытых источников, разрешенные к применению в Вооруженных Силах РФ. 3. Обобщить опыт применения подразделениями ВС РФ различных ГИС-приложений в ходе СВО, при проведении учений, в повседневной деятельности, осуществить выбор этих программ для дальнейшей доработки и сертификации тех, которые показали наибольшую эффективность и эргономичность в использовании. 4. Разработать перечень специализированного программного обеспечения (ГИС-программ, ГИС-приложений, специализированных графических редакторов), возможно, в том числе и зарубежного, разрешенного к применению в Вооруженных Силах РФ, для обработки геопространственной информации из открытых/закрытых источников. 5. Определить: порядок передачи геопространственных данных по проводным и беспроводным каналам и сетям связи, стандарты и протоколы передачи данных, средства связи и передачи данных.

Все вышеперечисленное свидетельствует о необходимости срочного принятия решения по разработке/доработке в интересах Вооруженных Сил РФ военных ГИС-приложений для мобильных устройств, используя в качестве операционной системы в том числе и Android.

Д. Катанцев

Источник: журнал «Армейский сборник» № 9 2023