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【摘要】指挥自动化系统作为现代军队的神经中枢，其网络对抗模式日益受到各国政府和军队的重视，做好军队指挥自动化网络安全防护具有十分重要的军事意义。
【关键词】无线传感器网络；指挥自动化系统；应用【中图分类号】TP212.9；E072
【文献标识码】A
【文章编号】1672-5158（2012）10-0010-02
1 引言
在现代条件下，军队指挥自动化建设已经成为我军现代化建设的中心任务，实现以现代信息技术为核心的军事信息收集、传递、处理自动化，是实现军队指挥自动化的先决条件。
无线传感器网络是传感器技术，通信网络技术和计算机技术有机结合在一起新型通信技术，在军事领域有着广阔的应用前景，如军事侦察、火控制导等，成为信息技术的一个新的应用领域。研究无线传感器网络在军队指挥自动化建设中的应用，对于我军在未来信息战中抢占技术制高点，具有十分重要的意义。
1.1 指挥自动化系统
指挥自动化系统作为指挥自动化手段的技术实现，是在特定作战理论指导下，综合运用现代电子指挥技术和设备，与作战指挥人员紧密结合，对部队和武器实施指挥和控制的“人-机”系统。
指挥自动化系统的建设作为军队现代化建设的一个重要方面，在世界上已有半个世纪的发展历程。为了提高我军在高技术条件下的联合作战指挥能力和信息作战能力，我国也必须对指挥自动化和指挥自动化系统进行全面规划、研究，发展并建设一体化的、功能完备、技术先进、协调配套、稳定可靠、安全保密的指挥自动化系统
1.1.1 发展需求
为了解决“看得见”的问题，当前需要加强军事指挥自动化系统的战场感知能力，这样才能“知己知彼”，在军队作战中占有优势，掌握主动权。从而运筹帷幄，有效指挥信息空间的对抗。军队指挥自动化系统，应充分利用战区地理环境中有利的地形地物、天候气象等条件，合理进行隐蔽伪装，加强防敌信息侦察的能力。军事指挥自动化系统的信息获取和信息安全问题，直接关系到部队作战的成败，这很可能会影响战争的进程甚至战争的胜负，因此必须引起高度重视并完善相关技术问题。
1.2 无线传感器网络
无线传感器网络技术结合了计算机技术和通信技术的特点，是一种新型通信技术。这种技术在军事领域的应用十分广泛，如军事侦察，火控制导等。无线传感器技术的发展对于军队在信息站中能否抢占技术制高点具有十分重要的意义。
2 无线传感器网络技术的发展现状
无线传感器网络是由大量的部署在被监测区域内的微型传感器节点组成的。这些节点通过无线的方式组成一个网络系统，每一个节点既是信息采集节点又是信息中转节点，经过多次的跳转，所采集的信息最终通过网关传入互联网。最后通过网络上的任务管理节点对信息进行处理，以便提供给用户使用。
2.1 节点的组成
传感器节点的功能包括信息采集、数据处理、无线通讯等，具有体积小、成本低的特点。某些节点根据情况还可能包含定位系统、电源再生单元和移动单元等。部分节点具有定位系统，其它节点可以通过局部定位法计算其自身与具有定位系统节点之间的相对位置，从而得出各自的具体位置。
2.2 无线传感器网络
传感器为了节约电能，会在工作状态和睡眠状态之间切换，由于环境因素等原因，部分传感器还可能因为故障而停止工作，传感器节点发生移动或者有新的传感器节点加入到网络中，这些都会导致当前传感器网络拓扑结构的改变。网络拓扑结构的改变，对网络各种算法和协议提出了挑战。
传感器网络的通信协议主要集中在MAC协议和路由协议两方面上，以IEEE802.11的MAC协议为基础，研究人员提出了基于竞争和基于预约的两种MAC协议。为了延长传感器网络的生命周期，路由协议既要考虑到单节点的节能，有要考虑整个网络的能源消耗。路由协议必须以提高单节点信息处理能力和减少能源消耗为目标，包括平面路由协议算法中的泛洪法、闲聊法、信息协商传感器协议、连续分配路由协议、定向扩散等；分级路由协议算法中的低能自适应聚类体系、门限敏感的传感器网络节能协议、多层聚类算法等，但是针对传感器网络在指挥控制系统中的应用特点，各种算法本身各自存在一定的问题，提出一种较好的拓扑发现技术和路由算法仍需要大量的研究工作。
3 无线传感器网络在军事指挥自动化系统中的应用
早在1978年，卡内基·梅隆大学的分布式传感器网络工作组在美国国防高级研究项目署的资助下成立。这个工作组专门研究以无线传感器网络为基础的用于军事的信息战地采集系统。传感器网络系统在军事上的应用十分广泛，从侦测系统、单兵作战系统到火控和制导系统，甚至能够应用在基于WSN的通信对抗。
3.1 用于侦测系统
现代战争是信息化的战争，谁想获得战争的主动权，就必须要在信息的采集、传输和处理上占据优势。
利用空投等手段将大量无线传感器节点散布在所要侦测范围内，传感器节点会自动启动，并采集其附近的情报信息。由于节能等原因，传感器的设计功率很低，它的信息传递范围有限，只能靠散布在其附近的网关节点作为中继器来进行信号的传递。网关节点会通过计算、去除冗余和压缩等手段处理附近普通节点发送过来的信息，这些信息通过网关节点所连接的外部网络传送至军事指挥中心。
无线传感器网络侦测系统具有体积小、功耗低、自组织和无线通讯等特点，可以实现战场情况感知，监控敌人活动情况。
3.2 用于火控和制导系统
美国国防高技研究计划局主导了一个网络嵌入式系统技术战场应用试验，该试验利用了最新的传感器融合算法、自定位技术等，使用了大量的微型传感器能够准确定位敌方狙击手的具体位置。
这种技术利用了大量散布于特定区域、检查站、建筑物和护卫车队等地点的传感器节点，协同音频传感器对敌方隐蔽射手进行准确定位。传感器网络通过测定子弹产生的冲击波，子弹发射时产生声震和枪震时间，判断子弹发射源。 类似的无线网络传感器技术还有美国的“沙地直线”等，其通过散布的电子绊网探测运动的金属含量高的目标，例如坦克等。为己方的制导导弹等武器提供目标位置信息，以便精确打击敌方装备。
3.3 用于单兵作战系统
无线传感器网络技术的应用，使每一名士兵既能独立作战又能协调作战，成为有效的火力攻击单位。全面加强了单兵的火力、机动、观瞄和防护能力，提高了单兵作战效能。
其中生命子系统可以对单兵所在周围环境信息、单兵自身生命体征信息进行采集，单兵计算机通过分析这些数据，得出分析结论。指挥员通过分析结论可以判断单兵目前状态，比如是否受伤，伤情如何；是否疲劳、恐惧等。这给对单兵提供及时救助或给养提供了客观依据，也能使指挥人员对部队战斗力有所判断。
4 无线传感器网络在军事指挥自动化系统应用中亟待解决的问题
随着对无线传感器网络越来越深入的研究，其面临的问题也越来越引起业内的关注。首要问题是能源问题，无线传感器能源有限，而利用如太阳能等产生能量的方法由于环境的限制在大多数情况下是不可行的。所以可将研究重点放在减少通信开销上，研究表明，lbit数据传送100m的距离所用的能量可以计算3000条指令，所以减少通信开销十分必要。
为了减少能耗，大部分时间里传感器节点是休眠的状态。为了使通信同步，通信节点双方要同时唤醒。而且只是通信双方简单的同步是不行的，必须要做到全网或某范围内通信节点的同步，这样才能使整个网络工作在有效状态。
应用GPS定位并不适合我国国情，文献[6]提出了—种基于“北斗一号”定位系统的一种定位机制，但是“北斗一号”定位系统存在着不足，第一、它的定位终端是有源终端，终端定位时发出电磁信号，这样就使得定位节点在战场上容易暴露。第二、在终端定位过程中，需要终端和地面控制中心进行通信，受信道限制，能够同时定位的终端数量有限（百台级），这使得无线传感器定位节点不可能在战场上大规模应用。我国军事领域中节点的定位技术仍然需要更进一步的研究。
5 结论
无线传感器网络在军事领域的应用十分广泛，在信息战争时代，信息的获取至关重要，为了在现代战争中占有优势，必须大力发展和改进无线传感器网络技术。信息不能有效获取，就不能进行合理的指挥，这是非常可怕的。本文讨论了现今无线传感器网络技术在军事上的应用，并提出了一些急需解决的问题。
参考文献
[1] 信息战一原理和应用[M].信息产业部电子第二十八研究所，2001
[2] 孙利民，李建中，陈渝，无线传感器网络[M].北京：清华大学出版社，2005
[3] 朱近康.无线传感器网络技术[J].中兴通信技术，2004，10（SO）：14～15
[4] 樊凌涛.基于无线传感器网络的通信对抗技术[J].电子对抗，2005（1）：14～19
[5] 周正.无线传感器网络的节点自定位技术[J].中兴通信技术，2005（4）：51～56
[6] 任丰原，黄海宁，林闯，无线传感器网络[J].软件学报，2003，14（7）：1282-1291
【关键词】无线传感器网络；指挥自动化系统；应用【中图分类号】TP212.9；E072
【文献标识码】A
【文章编号】1672-5158（2012）10-0010-02
1 引言
在现代条件下，军队指挥自动化建设已经成为我军现代化建设的中心任务，实现以现代信息技术为核心的军事信息收集、传递、处理自动化，是实现军队指挥自动化的先决条件。
无线传感器网络是传感器技术，通信网络技术和计算机技术有机结合在一起新型通信技术，在军事领域有着广阔的应用前景，如军事侦察、火控制导等，成为信息技术的一个新的应用领域。研究无线传感器网络在军队指挥自动化建设中的应用，对于我军在未来信息战中抢占技术制高点，具有十分重要的意义。
1.1 指挥自动化系统
指挥自动化系统作为指挥自动化手段的技术实现，是在特定作战理论指导下，综合运用现代电子指挥技术和设备，与作战指挥人员紧密结合，对部队和武器实施指挥和控制的“人-机”系统。
指挥自动化系统的建设作为军队现代化建设的一个重要方面，在世界上已有半个世纪的发展历程。为了提高我军在高技术条件下的联合作战指挥能力和信息作战能力，我国也必须对指挥自动化和指挥自动化系统进行全面规划、研究，发展并建设一体化的、功能完备、技术先进、协调配套、稳定可靠、安全保密的指挥自动化系统
1.1.1 发展需求
为了解决“看得见”的问题，当前需要加强军事指挥自动化系统的战场感知能力，这样才能“知己知彼”，在军队作战中占有优势，掌握主动权。从而运筹帷幄，有效指挥信息空间的对抗。军队指挥自动化系统，应充分利用战区地理环境中有利的地形地物、天候气象等条件，合理进行隐蔽伪装，加强防敌信息侦察的能力。军事指挥自动化系统的信息获取和信息安全问题，直接关系到部队作战的成败，这很可能会影响战争的进程甚至战争的胜负，因此必须引起高度重视并完善相关技术问题。
1.2 无线传感器网络
无线传感器网络技术结合了计算机技术和通信技术的特点，是一种新型通信技术。这种技术在军事领域的应用十分广泛，如军事侦察，火控制导等。无线传感器技术的发展对于军队在信息站中能否抢占技术制高点具有十分重要的意义。
2 无线传感器网络技术的发展现状
无线传感器网络是由大量的部署在被监测区域内的微型传感器节点组成的。这些节点通过无线的方式组成一个网络系统，每一个节点既是信息采集节点又是信息中转节点，经过多次的跳转，所采集的信息最终通过网关传入互联网。最后通过网络上的任务管理节点对信息进行处理，以便提供给用户使用。
2.1 节点的组成
传感器节点的功能包括信息采集、数据处理、无线通讯等，具有体积小、成本低的特点。某些节点根据情况还可能包含定位系统、电源再生单元和移动单元等。部分节点具有定位系统，其它节点可以通过局部定位法计算其自身与具有定位系统节点之间的相对位置，从而得出各自的具体位置。
2.2 无线传感器网络
传感器为了节约电能，会在工作状态和睡眠状态之间切换，由于环境因素等原因，部分传感器还可能因为故障而停止工作，传感器节点发生移动或者有新的传感器节点加入到网络中，这些都会导致当前传感器网络拓扑结构的改变。网络拓扑结构的改变，对网络各种算法和协议提出了挑战。
传感器网络的通信协议主要集中在MAC协议和路由协议两方面上，以IEEE802.11的MAC协议为基础，研究人员提出了基于竞争和基于预约的两种MAC协议。为了延长传感器网络的生命周期，路由协议既要考虑到单节点的节能，有要考虑整个网络的能源消耗。路由协议必须以提高单节点信息处理能力和减少能源消耗为目标，包括平面路由协议算法中的泛洪法、闲聊法、信息协商传感器协议、连续分配路由协议、定向扩散等；分级路由协议算法中的低能自适应聚类体系、门限敏感的传感器网络节能协议、多层聚类算法等，但是针对传感器网络在指挥控制系统中的应用特点，各种算法本身各自存在一定的问题，提出一种较好的拓扑发现技术和路由算法仍需要大量的研究工作。
3 无线传感器网络在军事指挥自动化系统中的应用
早在1978年，卡内基·梅隆大学的分布式传感器网络工作组在美国国防高级研究项目署的资助下成立。这个工作组专门研究以无线传感器网络为基础的用于军事的信息战地采集系统。传感器网络系统在军事上的应用十分广泛，从侦测系统、单兵作战系统到火控和制导系统，甚至能够应用在基于WSN的通信对抗。
3.1 用于侦测系统
现代战争是信息化的战争，谁想获得战争的主动权，就必须要在信息的采集、传输和处理上占据优势。
利用空投等手段将大量无线传感器节点散布在所要侦测范围内，传感器节点会自动启动，并采集其附近的情报信息。由于节能等原因，传感器的设计功率很低，它的信息传递范围有限，只能靠散布在其附近的网关节点作为中继器来进行信号的传递。网关节点会通过计算、去除冗余和压缩等手段处理附近普通节点发送过来的信息，这些信息通过网关节点所连接的外部网络传送至军事指挥中心。
无线传感器网络侦测系统具有体积小、功耗低、自组织和无线通讯等特点，可以实现战场情况感知，监控敌人活动情况。
3.2 用于火控和制导系统
美国国防高技研究计划局主导了一个网络嵌入式系统技术战场应用试验，该试验利用了最新的传感器融合算法、自定位技术等，使用了大量的微型传感器能够准确定位敌方狙击手的具体位置。
这种技术利用了大量散布于特定区域、检查站、建筑物和护卫车队等地点的传感器节点，协同音频传感器对敌方隐蔽射手进行准确定位。传感器网络通过测定子弹产生的冲击波，子弹发射时产生声震和枪震时间，判断子弹发射源。 类似的无线网络传感器技术还有美国的“沙地直线”等，其通过散布的电子绊网探测运动的金属含量高的目标，例如坦克等。为己方的制导导弹等武器提供目标位置信息，以便精确打击敌方装备。
3.3 用于单兵作战系统
无线传感器网络技术的应用，使每一名士兵既能独立作战又能协调作战，成为有效的火力攻击单位。全面加强了单兵的火力、机动、观瞄和防护能力，提高了单兵作战效能。
其中生命子系统可以对单兵所在周围环境信息、单兵自身生命体征信息进行采集，单兵计算机通过分析这些数据，得出分析结论。指挥员通过分析结论可以判断单兵目前状态，比如是否受伤，伤情如何；是否疲劳、恐惧等。这给对单兵提供及时救助或给养提供了客观依据，也能使指挥人员对部队战斗力有所判断。
4 无线传感器网络在军事指挥自动化系统应用中亟待解决的问题
随着对无线传感器网络越来越深入的研究，其面临的问题也越来越引起业内的关注。首要问题是能源问题，无线传感器能源有限，而利用如太阳能等产生能量的方法由于环境的限制在大多数情况下是不可行的。所以可将研究重点放在减少通信开销上，研究表明，lbit数据传送100m的距离所用的能量可以计算3000条指令，所以减少通信开销十分必要。
为了减少能耗，大部分时间里传感器节点是休眠的状态。为了使通信同步，通信节点双方要同时唤醒。而且只是通信双方简单的同步是不行的，必须要做到全网或某范围内通信节点的同步，这样才能使整个网络工作在有效状态。
应用GPS定位并不适合我国国情，文献[6]提出了—种基于“北斗一号”定位系统的一种定位机制，但是“北斗一号”定位系统存在着不足，第一、它的定位终端是有源终端，终端定位时发出电磁信号，这样就使得定位节点在战场上容易暴露。第二、在终端定位过程中，需要终端和地面控制中心进行通信，受信道限制，能够同时定位的终端数量有限（百台级），这使得无线传感器定位节点不可能在战场上大规模应用。我国军事领域中节点的定位技术仍然需要更进一步的研究。
5 结论
无线传感器网络在军事领域的应用十分广泛，在信息战争时代，信息的获取至关重要，为了在现代战争中占有优势，必须大力发展和改进无线传感器网络技术。信息不能有效获取，就不能进行合理的指挥，这是非常可怕的。本文讨论了现今无线传感器网络技术在军事上的应用，并提出了一些急需解决的问题。
参考文献
[1] 信息战一原理和应用[M].信息产业部电子第二十八研究所，2001
[2] 孙利民，李建中，陈渝，无线传感器网络[M].北京：清华大学出版社，2005
[3] 朱近康.无线传感器网络技术[J].中兴通信技术，2004，10（SO）：14～15
[4] 樊凌涛.基于无线传感器网络的通信对抗技术[J].电子对抗，2005（1）：14～19
[5] 周正.无线传感器网络的节点自定位技术[J].中兴通信技术，2005（4）：51～56
[6] 任丰原，黄海宁，林闯，无线传感器网络[J].软件学报，2003，14（7）：1282-1291