高精度GPS测绘技术在城市作战中的应用研究

摘要：随着城市化进程的加速和战争形态的转变，城市作战已成为现代军事行动的重要组成部分，高精度GPS测绘技术以其高精度、全天候、实时性等优势，在城市作战中发挥着越来越重要的作用，本文在探讨高精度GPS测绘技术在城市作战中的应用，分析其原理、特点、优势以及面临的挑战，并提出相应的解决策略，为城市作战提供有力的技术支撑。

关键词：高精度GPS；测绘技术；城市作战；目标定位；战场监控

引言：城市作战环境复杂多变，建筑物密集、街道狭窄、人口众多，给军事行动带来了极大的挑战，传统的测绘技术往往难以满足城市作战对高精度、实时性地理空间信息的需求，而高精度GPS测绘技术以其独特的优势，为城市作战提供了全新的解决方案。本文将从高精度GPS测绘技术的原理出发，深入探讨其在城市作战中的应用，并分析其未来发展趋势。

一、高精度GPS测绘技术概述

（一）高精度GPS测绘技术原理

高精度GPS测绘技术是基于全球定位系统（GPS）的一种现代测绘手段，GPS系统由空间卫星、地面监控系统和用户接收设备三部分组成，空间卫星负责发送导航信号，地面监控系统负责监测和控制卫星的运行状态，用户接收设备则负责接收和处理卫星信号，从而确定自身的位置和时间信息，高精度GPS测绘技术通过采用差分GPS（DGPS）、实时动态差分定位（RTK）等技术手段，将定位精度从米级提高到厘米级甚至毫米级，满足城市作战对高精度地理空间信息的需求。

（二）高精度GPS测绘技术特点

1. 高精度：高精度GPS测绘技术能够实现厘米级甚至毫米级的定位精度，为城市作战提供了精确的目标定位和战场监控能力。

2. 全天候：GPS卫星信号具有全天候、全天时的特点，不受天气、光照等自然条件的影响，确保城市作战中测绘工作的连续性和稳定性。

3. 实时性：高精度GPS测绘技术能够实现实时定位和数据传输，为指挥员提供实时的战场态势和目标信息，有助于快速做出决策。

4. 自动化：随着技术的不断发展，高精度GPS接收机已经实现了高度自动化和智能化，降低了操作难度和人力成本。

二、高精度GPS测绘技术在城市作战中的应用

（一）目标定位与追踪

在城市作战环境中精确的目标定位是实现精确打击和有效指挥的关键所在，高精度GPS测绘技术凭借其卓越的定位精度和实时性，成为城市作战中不可或缺的技术手段，通过部署装备有GPS接收机的无人机、地面车辆或其他作战装备，可以实时获取敌方目标、友军部队以及关键地形的精确位置、速度和运动轨迹等信息，这些信息对于指挥员来说至关重要，因为它们能够直接反映战场态势，为作战决策提供科学依据。

具体而言高精度GPS测绘技术在目标定位与追踪中的应用体现在以下几个方面：

1. 实时目标定位：通过GPS接收机接收到的卫星信号，可以计算出目标的精确位置，误差范围可控制在厘米级甚至毫米级，这种高精度的定位能力使得指挥员能够准确掌握敌方目标的动态，为精确打击提供有力支持。

2. 动态目标追踪：除了静态定位外，高精度GPS测绘技术还能实现对目标的动态追踪，通过连续接收目标位置的卫星信号，可以绘制出目标的运动轨迹，为指挥员提供目标的移动方向和速度等信息，这对于预测敌方行动、调整战术部署具有重要意义。

3. 多目标协同追踪：在城市作战中往往需要同时追踪多个目标，高精度GPS测绘技术通过部署多个GPS接收机，可以实现对多个目标的协同追踪，指挥员可以通过指挥信息系统实时查看各个目标的位置和运动状态，为协同作战提供有力支持。

此外结合地理信息系统（GIS）和遥感技术，高精度GPS测绘技术还可以实现对战场环境的实时监控和动态更新，通过GIS提供的地形地貌、道路网络等信息，指挥员可以更加直观地了解战场环境为作战决策提供科学依据，同时遥感技术可以提供战场的实时图像信息，帮助指挥员及时发现敌方动向和部署情况，为调整战术部署提供有力支持。

（二）战场监控与态势感知

战场监控与态势感知是城市作战中的重要环节，高精度GPS测绘技术结合无人机、地面传感器等装备，可以实现对战场的全方位、实时监控，这种实时监控能力有助于指挥员及时掌握战场动态，调整战术部署，提高作战效能。

无人机作为战场监控的重要工具之一，通过搭载GPS接收机和相机等传感器，可以获取战场的高清图像和实时位置信息，这些信息通过无线通信网络传输到指挥中心后，指挥员可以直观地了解战场态势，无人机的高机动性和灵活性使得它能够快速抵达作战区域，为指挥员提供实时的战场监控信息。

除了无人机外地面传感器也是战场监控的重要手段之一，地面传感器可以部署在敌方可能经过的路线或关键地形上，通过监测敌方的动向和部署情况，将数据传输到指挥中心，结合GPS定位技术，指挥员可以准确掌握敌方的位置和行动轨迹，为制定作战计划提供有力支持。

高精度GPS测绘技术在战场监控与态势感知中的应用还体现在以下几个方面：

1. 实时数据传输：通过无线通信网络将无人机和地面传感器获取的数据实时传输到指挥中心，确保指挥员能够及时了解战场动态。

2. 数据融合与分析：将无人机、地面传感器等装备获取的数据进行融合和分析，形成全面的战场态势图，有助于指挥员更加准确地判断敌方意图和行动趋势，为制定作战计划提供科学依据。

3. 态势预测与预警：基于历史数据和实时数据，利用大数据分析等技术手段对战场态势进行预测和预警，这有助于指挥员提前发现潜在威胁和风险，及时采取措施应对。

（三）路径规划与导航

在城市作战中复杂的道路网络和建筑物布局给部队行进和作战行动带来了很大困难，高精度GPS测绘技术结合地理信息系统（GIS）和路径规划算法，可以为部队提供最优的行进路线和作战路径，有助于部队避开敌方火力覆盖区域和危险地段，提高行进速度和安全性，确保作战行动的顺利进行。

1. 地形地貌分析：通过GIS提供的地形地貌信息，可以对作战区域的地形进行详细分析。这有助于指挥员了解地形的起伏、坡度、植被覆盖等情况，为路径规划提供科学依据。

2. 道路网络优化：结合GIS提供的道路网络信息，可以计算出最优的行进路线。这包括选择最短的路径、避开交通拥堵区域、选择路况较好的道路等，通过优化道路网络可以提高部队的行进速度和安全性。

3. 动态路径调整：在作战过程中由于敌方行动和战场态势的变化，可能需要动态调整行进路线，高精度GPS测绘技术可以实时获取部队的位置和目标位置信息，结合路径规划算法计算出新的最优路径，有助于部队快速适应战场变化确保作战行动的顺利进行。

此外高精度GPS测绘技术还可以为部队提供精确的导航服务，通过GPS接收机接收到的卫星信号，可以计算出部队当前的位置和方向信息，结合GIS提供的地图信息可以为部队提供直观的导航指引，有助于部队在复杂的城市环境中快速找到目标位置并完成任务。

（四）火力支援与打击效果评估

高精度GPS测绘技术在火力支援和打击效果评估方面也发挥着重要作用，通过GPS定位技术确定敌方目标的位置信息，结合火炮、导弹等武器装备的射程和精度参数，可以计算出最优的射击诸元，实现精确打击，同时通过GPS接收机接收的卫星信号和地面控制站的数据处理，还可以对打击效果进行实时评估和调整，有助于提高火力支援的精确性和有效性，减少误伤和附带损伤，提高作战效能。

1. 精确打击：通过GPS定位技术确定敌方目标的位置信息后，结合武器装备的射程和精度参数可以计算出最优的射击诸元，这包括射击角度、射击距离、射击速度等参数，通过精确打击可以最大程度地减少误伤和附带损伤提高作战效能。

2. 实时评估：在火力支援过程中通过GPS接收机接收的卫星信号和地面控制站的数据处理可以对打击效果进行实时评估，这包括目标的毁伤程度、是否命中目标等信息，通过实时评估可以及时调整火力支援方案提高打击效果。

3. 动态调整：在作战过程中由于敌方行动和战场态势的变化可能需要动态调整火力支援方案，高精度GPS测绘技术可以实时获取敌方目标的位置信息和运动状态结合指挥信息系统的数据分析功能可以计算出新的最优火力支援方案，这有助于部队快速适应战场变化确保火力支援的有效性。

（五）作战指挥与协同作战

高精度GPS测绘技术结合通信网络、指挥信息系统等装备可以实现对作战行动的实时指挥和控制，通过GPS定位技术确定各部队的位置信息结合通信网络实现信息的实时传输和共享指挥员可以全面了解战场态势和各部队的行动情况，这有助于指挥员及时调整战术部署协调各部队的行动提高作战效能。

1. 实时信息共享：通过通信网络将各部队的位置信息、作战计划等信息实时传输到指挥中心实现信息的共享和协同。这有助于指挥员全面了解战场态势和各部队的行动情况为制定作战计划提供科学依据。

2. 协同作战指挥：结合高精度GPS测绘技术和指挥信息系统可以实现多军兵种之间的协同作战指挥，通过实时获取各部队的位置信息和行动状态指挥员可以协调各部队的行动形成整体作战优势，有助于提高作战效能和减少误伤风险。

3. 作战模拟与预测分析：利用高精度GPS测绘技术提供的数据和指挥信息系统的数据分析功能可以进行作战模拟和预测分析，通过模拟不同作战方案的效果和预测敌方可能的行动趋势指挥员可以制定出更加科学合理的作战计划提高作战胜算。

此外高精度GPS测绘技术还有助于实现作战指挥的自动化和智能化，通过集成人工智能、大数据等技术手段可以对高精度GPS测绘数据进行智能化处理和分析提高作战指挥的效率和准确性，降低人力成本和提高作战效能为现代战争的胜利贡献力量。

三、高精度GPS测绘技术在城市作战中的优势与挑战

（一）优势

1. 提高作战效能：高精度GPS测绘技术为城市作战提供了精确、实时的地理空间信息，有助于指挥员快速做出决策，提高作战效能。

2. 降低作战风险：通过精确的目标定位和战场监控能力，高精度GPS测绘技术有助于降低误伤和附带损伤的风险，保护平民和友军安全。

3. 增强协同作战能力：高精度GPS测绘技术有助于实现多军兵种之间的协同作战，提高整体作战能力。

（二）挑战

1. 信号遮挡与干扰：城市环境中建筑物密集、信号遮挡严重，可能影响GPS信号的接收和定位精度，同时敌方可能采取电子干扰措施破坏GPS信号传输。

2. 数据安全与保密：高精度GPS测绘技术涉及大量敏感信息和数据传输安全问题，如何确保数据安全和保密成为亟待解决的问题。

3. 装备依赖与可靠性：高精度GPS测绘技术依赖于先进的装备和技术支持，如何确保装备的稳定性和可靠性成为实际应用中的挑战之一。

四、应对策略与发展趋势

（一）应对策略

1. 增强信号接收能力：采用多路径效应抑制技术、差分GPS技术等手段增强GPS接收机的信号接收能力，优化天线设计和布局提高信号接收的稳定性和可靠性。

2. 提高数据安全与保密性：采用加密传输、访问控制等技术手段确保数据传输过程中的安全性和保密性，建立严格的数据管理制度和应急响应机制应对数据泄露等安全风险。

3. 加强装备维护与升级：建立完善的装备维护和升级机制确保装备的稳定性和可靠性；加强技术研发和创新推动高精度GPS测绘技术的不断发展和完善。

（二）发展趋势

1. 集成化与智能化：高精度GPS测绘技术将与其他传感器、定位技术、通信技术等进行深度融合和集成形成更加完善、高效的作战指挥系统，利用人工智能、大数据等技术手段对高精度GPS测绘数据进行智能化处理和分析提高作战指挥的智能化水平。

2. 网络化与自主化：构建基于高精度GPS测绘技术的网络化作战指挥体系实现各部队之间、各系统之间的互联互通和信息共享形成协同作战的整体优势，发展基于高精度GPS测绘技术的自主作战系统提高部队在城市作战中的自主作战能力。

3. 高精度与全天候：随着技术的不断进步和应用需求的日益增长高精度GPS测绘技术将不断提高定位精度和稳定性实现更高精度的地理空间信息获取，同时保持全天候、全天时的作业能力满足城市作战对连续、稳定地理空间信息的需求。

结束语：高精度GPS测绘技术在城市作战中具有广阔的应用前景和重要的战略意义，通过精确的目标定位、全面的战场监控、科学的路径规划、精准的火力支援和高效的作战指挥高精度GPS测绘技术为城市作战提供了强有力的技术支撑，未来随着技术的不断进步和应用需求的日益增长高精度GPS测绘技术在城市作战中的应用将更加广泛和深入。同时我们也需要关注其面临的挑战和问题并采取有效的对策和措施加以解决，相信在不久的将来高精度GPS测绘技术将在城市作战中发挥更加重要的作用为现代战争的胜利贡献力量。

参考文献：

[1] 李天文，吴琳，李家权.GPS技术在滑坡监测中的应用[J].山地学报， 2004， 22（6）：6.

[2] 陈晓梅，刘颖.GPS技术在土地测绘中的应用[J].科技信息：科学教研， 2007（29）：36.

[3] 康宗道.工程测绘中GPS测绘技术的应用探析[J].河南科技， 2014（3）：1.

[4] 吴开翼.工程测绘中GPSRTK测绘技术的运用阐述[J].城镇建设， 2020（7）：250-250.

[5] 陈晓，陈超.GPS-RTK技术在高速公路测量中的应用[J].交通建设与管理， 2021， 000（002）：P.98-99，103.

[6] 简陈晨.论矿区地质测绘中高精度GPS动态测量及质量控制[J].世界有色金属， 2024（5）：139-141.

[7] 宁亚平，郭俊逸.GPS测绘技术在土木工程中的应用探析[J].建筑工程技术与设计， 2024， 12（28）：31-33.