Материал опубликован в журнале «Арсенал Отечества» № 2 (58) за 2022 г.

Николай Разроев, Игорь Рутько, Виктор Седов

Становление и перспективы развития

История свидетельствует, что в XX веке формирование и уточнение основных положений топографического и топогеодезического обеспечения войск (сил) выполнялось, прежде всего, по итоговым результатам войн: Русско-японской 1904–1905 гг., Первой мировой 1914–1918 гг., Второй мировой 1939–1945 гг., локальных войн и вооруженных конфликтов.

В период 1945–1950 гг. были собраны и систематизированы 12 томов материалов о деятельности топографических служб фронтов, 6 томов рукописи «Записки Военно-топографической службы за годы Великой Отечественной войны 1941–1945 гг.», издано (по терминологии тех лет) «Наставление по топографическому обеспечению боевых действий войск».
В конце 1950-х гг. создаются Ракетные войска стратегического назначения. Соответственно перед Военно-топографической службой Вооруженных Сил (ВС) возникли новые требования к задачам топографического обеспечения. «Топографическое обеспечение» преобразовывается в «топогеодезическое обеспечение», в войска поступает в новой редакции «Наставление по топогеодезическому обеспечению ВС СССР».
К началу 1980-х гг. топогеодезическое обеспечение (ТГО) ВС можно было бы представить в виде двух направлений «геодезическое обеспечение» и «картографическое (топографическое) обеспечение», а также связанных с ними трех структурных элементов по созданию и доведению:

• исходных астрономо-геодезических и гравиметрических данных;
• топографических карт, макетов местности;
• специальных карт и фотодокументов местности.

С появлением геоинформационных технологий в топографической службе Вооруженных Сил (ТС ВС) получило развитие автоматизированное (цифровое) картографирование, нацеленное на удовлетворение потребностей автоматизированных систем управления (АСУ) войсками, высокоточным оружием, разведкой и материально-техническим обеспечением.
Это новое научное направление стало использоваться в ТС ВС для автоматизации технологических процессов создания цифровой информации о местности, включая электронные (цифровые) карты и планы городов; цифровые (цифровые пространственные) модели местности; электронные карты аномалий силы тяжести, уклонений отвесной линии, высот квазигеоида и др.
Кроме того, были разработаны и получили развитие географические информационные системы (ГИС), предназначенные для предметного анализа картографических изображений, создания пространственных моделей местности.

В результате внедрения инновационных разработок ТГО Вооруженных Сил претерпело существенные изменения. В структурном виде «картографическое обеспечение» сформированы элементы по созданию и доведению «цифровой информации о местности» и «аналоговых топографических, специальных карт и фотодокументов». Вместе с тем в рамках геодезического обеспечения неизменным остался структурный элемент создания и доведения «исходных астрономо-геодезических и гравиметрических данных».
В XXI веке c принятием в эксплуатацию Единой автоматизированной системы обеспечения войск (сил) (ЕАСО) геопространственной информацией (ГПИ) формируется новый структурный элемент, получивший название «обеспечение геопространственной информацией и данными». Для этой компоненты в основном используются средства топогеодезической информации (ТГИ), а именно — информация о составе местности и данные об объектах, расположенных на поверхности Земли. Однако создание и доведение исходных астрономо-геодезических и гравиметрических данных по-прежнему остается неизменной и значимой составляющей.
В итоге можно сделать вывод, что сферой интересов топогеодезического обеспечения в информационно-географическом пространстве служит земная поверхность, а само топогеодезическое обеспечение следует считать односферным.
Действующее на современном этапе топогеодезическое и навигационное обеспечение (ТГНО) ВС РФ, созданное путем интеграционной модернизации ТГО, отличается от него более сложной организацией в научно-технологическом и военно-практическом отношении.
Основные виды организационно-технических мероприятий системы ТГНО можно разделить на три разнообразные по своему предназначению категории: геоинформационную, координирующую и прикладную.
Геоинформационные мероприятия ТГНО позволяют сформировать систему средств топогеодезической и навигационной информации (ТГНИ), отвечающую современным потребностям систем военного управления и образцов вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ).
Координационные мероприятия нацелены на согласование выполнения различных видов работ, сопоставление результатов наблюдений и измерений в единой системе. Они обеспечивают использование адекватных результатов с позиций масштабирования и комплексного системного подхода к созданию, доведению и применению средств ТГНИ.
Прикладные мероприятия охватывают дальнейшее функциональное развитие геоинформационных сервисов военного назначения, служащих для обработки данных о пространственных отношениях между изучаемыми объектами и явлениями на поверхности Земли. Причем многообразие видов применения ТГНИ требует систематизации большого комплекса прикладных задач, например, по следующим важным направлениям: наземные наблюдения, поддержка управления, большие данные наземных, подземных, водных, подводных и воздушных пространств Земли, пространственно-временное моделирование, географические знания, системный пространственный анализ и др.
Перечисленные аспекты свидетельствуют, что обеспечение интегрированной информацией об окружающем пространстве в пределах заданной территории (и сферы действия) переходит на новый уровень деятельности ТС ВС, который в последние годы получил устойчивое наименование «геоинформационное обеспечение Вооруженных Сил Российской Федерации».

На современном этапе возникает также вопрос: чем будут отличаться войны будущего и вооруженные конфликты, к чему следует готовиться уже сегодня? В середине XX века военные действия представляли собой фронтальные столкновения войск, а уже с конца прошлого столетия в обиход прочно вошло понятие «высокотехнологичные войны». В них акцент применяемых методов вооруженной борьбы все чаще смещается в сторону комплексного применения «невоенных» мер, реализуемых с опорой на военную силу. Это так называемые гибридные методы, использующие бесконтактные способы. При этом побеждает тот, кто имеет о противнике высокоточную и актуальную информацию, начиная от цифрового описания его территории, расположения войск и жизненно важных объектов до климатических и погодных условий районов проведения боевых операций. При этом главной задачей военных действий становится достижение высокой точности поражения в результате дистанционного воздействия на противника средствами, имеющими большой радиус поражения, путем их массированного применения с воздуха, моря или из космоса. Это направление переживает период форсированного развития, однако оно приближается к логическому завершению в недалекой перспективе.
В ближайшие годы на новый уровень выйдет соперничество за геопространство, отражающее объектовую сущность окружающего нас мира и являющееся составной частью географически формализованного представления отношений и связей в пространствах нашей планеты. Уже идут приготовления к будущим схваткам за Антарктиду и к милитаризации космоса, не прекращается борьба за контроль над морскими просторами, континентальным шельфом. Военные эксперты считают, что в ближайшем будущем резко возрастут масштабы подготовки в технической, технологической, геоинформационной, финансовой и правовой сферах для завоевания основных плацдармов в таком противостоянии.
Для перспективной системы геоинформационного обеспечения Вооруженных Сил России наиболее существенны следующие направления развития:

• расширение диапазона выполняемых работ от сбора и анализа ТГИ до выработки проектов пространственно-ориентированных военных решений, причем с передачей функции обработки от человека к компьютеру, но с контролем человека;
• формирование на выходе преимущественно цифровых геоинформационных продуктов, причем частично они могут оставаться аналоговыми, но в значительной степени увеличенными как по номенклатуре, так и объемно;
• сохранение ключевой роли специализированной ТГИ как основной составляющей интегрированных геоинформационных ресурсов;
• использование инструментария наземного навигационного обеспечения в качестве неотъемлемого элемента, который будет служить динамическим контуром организации боевых действий войск;
• проведение когнитивного мониторинга ландшафта местности и состава пространственных объектов с использованием аналитических средств искусственного интеллекта;
• изучение характеристик окружающей среды и создание системы приобретения онтологических знаний для повышения интеллектуализации географической экспертной системы;
• расширение сферы применения пространственных данных при ситуационной оценке объектно-территориальных изменений оперативно-тактической обстановки;
• создание топогеодезических, георазведывательных, гидрометеорологических, навигационно-временных, навигационно-гидрографических, магнитометрических, гравитационных, инженерно-геологических, других видов пространственных данных на акваторию и территорию Земли, подводное, подземное и околоземное пространство;
• формирование фонда пространственных данных Министерства обороны Российской Федерации на основе объектно-ориентированных баз данных.

Современная топографическая служба ВС РФ призвана осуществлять мероприятия ТГНО для Сухопутных войск, Ракетных войск стратегического назначения, Воздушно-космических сил, Воздушно-десантных войск. Причем для видов и родов войск ВС РФ, основу применения которых составляют сухопутные операции, навигационное обеспечение является нововведением.
На флоте и в авиации навигационное обеспечение практикуется многие десятилетия и включает в себя навигационно-гидрографическое обеспечение Военно-Морского Флота, а также штурманское обеспечение авиации ВКС и морской авиации ВМФ. При этом накоплен богатый опыт в части использования навигационного инструментария.
Поскольку средства и методы наземной навигации, относящиеся к базовым элементам геоинформационного обеспечения, находятся в стадии формирования, они требуют дальнейшей глубокой проработки с учетом специфики боевой деятельности.
Актуальность исследований подтверждает тот факт, что наземную навигацию войск и ВВСТ следует отнести к элементам, имеющим особую ценность. Ведь для мобильных образцов ВВСТ необходимо создавать благоприятные геоинформационные возможности, позволяющие определять пространственные параметры для конкретного местоположения, включая значения координатных определений, азимутальные направления и в целом оптимальные маршруты самостоятельного перемещения или передвижения в составе группировки.
Именно средства наземной навигации определяют динамический характер военных действий, позволяя объективно формировать пространственно-временные модели для вариантов развития ситуаций тактической обстановки на конкретных участках местности.
Также следует особо отметить, что наземные навигационные мероприятия должны реализовываться с учетом специфики следующих принципов развития базовых элементов геоинформационного обеспечения высокотехнологичной армии: «географической конкретности», «многоканальности», «модульности», «универсальности», «системной иерархичности», «совместимости», геоинформационной синергетики», «глобальности».
Общепринято, что ведущая роль отводится глобальной навигационной спутниковой системе (ГНСС) ГЛОНАСС. Ее преимущество в точности, оперативности и глобальности действия неоспоримо. Однако опыт применения ГНСС в последних военных конфликтах показал, что в ее работе возможны сбои из-за радиопомех, метеоусловий, рельефа местности и антропогенных изменений.
Альтернативное геопозиционирование мобильных образцов ВВСТ в условиях плохого приема или полного отсутствия сигналов ГНСС, а также в случае выведения из строя ГЛОНАСС могут предоставить локальные навигационные системы воздушного или наземного базирования, обеспечивающие высокоточное определение координат движущихся объектов.
В целом высокую эксплуатационную надежность наземной навигации ВВСТ с нужными потребительскими характеристиками по точности, доступности, целостности, конфиденциальности, помехоустойчивости, достоверности сможет предоставить радиотехническая система, в зоне действия которой возможно совместное комплексное использование:

• ГНСС с функциональными дополнениями;
• альтернативных локальных систем навигации с воздушными или наземными ретрансляторами высокоточных координат (без использования спутниковых группировок);
• актуальных цифровых (электронных) карт и моделей местности;
• геоинформационных платформ, скомплексированных с инерциальными навигационными системами, одометрами и гироскопами, средствами технического зрения.

На основании экспертных исследований, проведенных на Международном военно-техническом форуме «Армия-2021», установлено, что к базовым требованиям, предъявляемым войсками к наземной навигации, следует отнести:

• устойчивость в условиях огневого и радиоэлектронного противодействия, сложной гидрометеорологической обстановки на протяжении заданного промежутка времени (достигается за счет резервирования и пространственного распределения источников навигационной информации);
• непрерывность в установленных границах пространства и времени, обеспечиваемую посредством планирования, дооборудования и комплексного использования различных средств автономной навигации;
• оперативность изменения направлений и характеристик потоков навигационной информации, реализуемую благодаря сосредоточению сил и средств на избранных направлениях, смены дислокации навигационного оборудования, характеристик навигационных сигналов (коды доступа и т. п.);
• скрытность в выявлении противником данных о местоположении и ТТХ источников и потребителей навигационной информации (путем использования средств автономной навигации, пассивных (беззапросных) методов определения координат места потребителя, исключением демаскирующих излучений и несанкционированного доступа, скрытым размещением навигационной инфраструктуры и радиомаскировкой под шумы);
• достоверность доведения и правильного восприятия данных в части требуемой точности и полноты (за счет увязки со временем выработки, сопоставления данных, полученных из различных источников, своевременного выявления дезинформации).

В 2021 году утверждена Концепция формирования и развития Единого геоинформационного пространства ВС РФ (ЕГИП ВС РФ), разработанная как система взглядов, отражающих цели, основные задачи, принципы, направления и мероприятия ЕГИП ВС РФ. Концепция нацелена на повышение оперативности управления Вооруженными Силами и эффективности применения оружия на основе геоинформационного обеспечения разнородными данными (актуальной и достоверной геопространственной информацией) в близком к реальному времени. Основным инфраструктурным компонентом ЕГИП ВС РФ будет служить действующий образец ЕАСО ГПИ, модернизированный под перспективные требования войск (сил).
ЕГИП ВС РФ является разновидностью информационно-географического пространства, которое характеризуется протяженностью, динамичностью, структурностью и непрерывностью. Такое пространство может быть реальным или умозрительным (виртуальным).
Предполагается, что со временем геоинформационное обеспечение ВС РФ расширит охват своих действий, распространяя на следующие предметные области информационно-географического пространства:

• околоземное космическое пространство — на высоту космического пространства, исследуемого при помощи искусственных спутников Земли и межпланетных станций;
  стратосферу — на высоту до 100 км (линия Кармана, характеризующая границу между) атмосферой Земли и космосом;
• географическую оболочку Земли — на территориальный охват планеты, полушарий, континентов или океанов, групп государств, стран и т. д.;
• гидросферу — на воды Мирового океана и суши на заданную глубину;
• литосферу — наземную кору и верхнюю часть подстилающей ее верхней мантии на заданную глубину.

В границах наземного информационно-географического пространства могут быть сформированы, интегрированы и задействованы следующие ресурсы, предназначенные для геоинформационного обеспечения разноаспектного и многофакторного анализа ситуационной обстановки:

• классические информационные ресурсы (тексты, базы данных, информационные технологии, программное обеспечение и т. д.);
• специальные геоинформационные ресурсы (цифровые изображения воздушной и космической съемки, электронные карты, цифровые модели местности, базы геоданных, геоинформационные технологии и т. д.);
• сетевые ресурсы (геопорталы, ГИС-серверы, инфраструктуры пространственных данных, специальные модели для Интернет, сетевые технологии и т. д.);
  глобальные данные ДЗЗ (системы наблюдения суши Земли, климата, океанов, система мониторинга стихийных бедствий). Сегментами систем наблюдения Земли являются международные и национальные аппараты и комплексы, включая космические (навигационные, картографические, метеорологические, радиолокационные и др.), авиационные (самолетные, вертолетные, БпЛА), наземные, морские, подводные средства;
• интегрированные базы опорных данных, включающие следующие виды ГПИ: топогеодезические, георазведывательные, гидрометеорологические, навигационно-временные, навигационно-гидрографические, гравиметрические, инженерно-геологические, магнитометрические и др.

В перспективе геоинформационное обеспечение станет многосферным, разноаспектным и многофакторным.
Таким образом, ГИО ВС РФ, предназначенное для создания, доведения (в цифровой или аналоговой формах) и проведения анализа актуальной ГПИ в различных операционных сферах, может стать эффективным видом целенаправленного изучения состояния природных объектов, явлений и процессов земного (географического) пространства.
Многосферное, разноаспектное и многофакторное ГИО ВС РФ, включающее все структурные элементы модернизированного ТГНО (от организации проведения первичных наблюдений до выдачи проблемно-ориентированных вариантов решений) и дополняющее, но не заменяющее другие существующие виды информационного обеспечения и мероприятия органов военного управления, позволит охватить все процессы глубокой обработки актуальных исходных данных.
Кроме того, дальнейшее развитие ГИО ВС РФ позволит сформировать концептуально-организованную новую структуру топографической службы ВС РФ, способную эффективно реализовывать мероприятия всего жизненного цикла, связанного с созданием единой интегрированной базы объектно-ориентированных пространственных данных, а также регулировать доступ к ГПИ организаций и руководителей. 

Авторы:
Николай Разроев, ведущий научный сотрудник НИЦ (ТГНО) ФГБУ «27 ЦНИИ» Минобороны России, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, полковник в отставке
Игорь Рутько, начальник НИЦ (ТГНО) ФГБУ «27 ЦНИИ» Минобороны России, кандидат технических наук, полковник
Виктор Седов, старший научный сотрудник НИЦ (ТГНО) ФГБУ «27 ЦНИИ» Минобороны России, полковник в отставке