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1、信息技术在军事上的应用IT与国防现代化ITIT与国防现代化与国防现代化 2基本概念基本概念IT：Information TechnologyInformation：信息，情报信息，情报,通知,报告,消息,知识,见闻,资料,起诉Information Technology：信息技术。信息技术。主要指以电子技术、软件等为技术手段，对有关信息进行收集、识别、提取、变换、存贮、传递、处理、检索、检测、分析和利用等的技术IT与国防现代化信息技术在军事上的应用6国防现代化：国防现代化：modernization of national defence以现代最先进的科学技术武装国家的防御体系。中国的国防现代
2、化包括武装力量、人民防空、国防科研、国防工业等的现代化。多国家进行军事装备现代化，导致军备竞赛，就会有大的研究投入、创造良好的研究条件和很多的研究机会。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用7最古老的军事通信最古老的军事通信-烽火台的狼烟烽火台的狼烟 早在商朝就有了烽火 台-这个中国历史上最早的军事通信网。狼烟就是信号，它包含的信息就是敌人来犯，信源是烽火台，信宿是诸侯们，信道是空气，故称之为人类历史上最古老的应急通信。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用烽火戏诸侯IT与国防现代化信息技术在军事上的应用9 周幽王有个爱妃叫褒姒，但是此美女有个特点-从来不笑。周幽王很郁闷，为了博得美人一笑，周
3、幽王决然地点燃了烽火台的狼烟，诸侯们看见狼烟以为皇帝出事了，有敌人进犯了，赶紧往京城赶。到了一看，皇帝拥着笑吟吟的褒姒我逗你玩，诸侯很生气，后果很严重。后来真来了敌人，诸侯看见烽火台的狼烟也不去京城救驾了，总是逗着玩，还去干嘛。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用10 周幽王估计肠子都悔青了，西周灭亡了，江山丢了，美女也没了，早知道真应该找个会笑的美女此事件告诉人们：西周的烽火军事通信网已经成形。通信（特别是应急通信）有风险，使用需谨慎！IT与国防现代化信息技术在军事上的应用11中国古代历史上最早的女间谍中国古代历史上最早的女间谍 与夏朝同时期，有一个小国叫有施国，有施国有一位很有胆识的美女
4、叫姝喜，她曾帮助商灭掉了夏，是我国有史以来第一位女间谍。主要从事破坏和离间活动，刺探夏的机密，调查中原地形，及时通风报信等。最后连同夏桀一道被流放到南巢。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用12信息技术对新军事变革的影响信息技术对新军事变革的影响IT与国防现代化信息技术在军事上的应用13 信息技术包括搜集、处理、储存、传输、显示、分发、使用信息的技术。包括获取、组织和管理数据；处理和操纵数据；信息储存和恢复；人机接口；信息保障和安全等几个功能领域。具体信息技术包括：微电子装置、高性能和独特的计算装置、数据存储技术、电信技术、探测和成像技术、IT与国防现代化信息技术在军事上的应用14 软件（镶
5、嵌式和自主式系统软件）、机器人、网络化（包括无线网络）、人机接口（包括认识神经生理学）、芯片上的系统和微机电系统、光电子技术、信息保障、生物信息学等。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用15微电子装置微电子装置 信息技术的核心是以极高的速度和精度处理大量数据的微电子电路芯片。自1970年以来，微电子技术一直以指数规律，即所谓摩尔定律发展，存储芯片和处理器的功能，或者芯片上的晶体管的数量（集成度）每18个月提高一倍。微电子学的这种革命性发展使得电子装置和武器平台的尺寸和成本大幅度下降，出现了实时计算、先进导航和电光装置、自主能力、高精度武器。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用16 但是，以
6、硅为基础的处理器，即将达到物理法则的极限。根据量子理论，当微处理器上面的晶体管尺寸小到0.1微米时，晶体管中携带信息的电子就可能穿透只有几个原子的距离，破坏了开、关原则。据估计，到20152020年，摩尔定律可能不再成立。即使在这以前，微型芯片的加工制造生产线的费用也已经从1968年的1.2万美元大幅度上升到2000年的1200万美元。经济现实可能限制技术的进步，这就是摩尔第二定律。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用17计算机计算机 将来可能出现新式计算机：以有机物分子和碳纳米管或其它纳米级元件为基础的纳米计算机；用原子作为携带信息元件的量子计算机；以核糖核酸或人造神经系统为基础的生物计算
7、机；DNA计算与装置：在基质上可控制的DNA计算；IT与国防现代化信息技术在军事上的应用18算法自组装，层次、结构（结晶、分子电子学）；DNA基因控制电路的门和一体化逻辑；存储和数据库；以色列已经研制出DNA和酶构成的微型生物计算机，它使用两种酶为计算机硬件，DNA为软件，输入和输出的数据都是DNA，它相当于早期电子计算机的使用的数据纸带。用光子代替电子工作的光计算机。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用19 IT与国防现代化信息技术在军事上的应用 光电计算机是由基础部件空间光调制器和纳米电浆子元件构成，它是一种纳米级别金属构件的主要组成部件，这种特制的元件能够以一种高度控制的方式和光进行相
8、互作用，并采用光内连技术，在运算部分与存储部分之间进行光连接，运算部分可直接对存储部分进行并行存取。从而靠激光束进入由反射镜和透镜组成的阵列中来对信息进行处理。20IT与国防现代化信息技术在军事上的应用目前计算机使用的硅芯片即将到达其物理极限，体积无法太小，通电和断电的频率无法再提高，耗电量也无法再减少。科学家认为，解决这个问题的途径是研制“纳米晶体管”，并用这种纳米晶体管来制作“纳米计算机”。他们估计纳米计算机的运算速度将是现在的硅芯片计算机的15万倍，而且耗费的能量也要减少很多。21通信通信 在未来的10年中，信息的数量和传输速度都将增加，要求有线和无线传输技术有很大提高。在军事领域，机载
9、平台将发展多功能、模块化、可大可小的通信载荷（机载通信节点）。现在的战场通信节点较大，只能装在大型飞机上，而且这些节点只能支持有限IT与国防现代化信息技术在军事上的应用22 数量（约4个）窄波段信道，不能支援不同的无线电互操作。机载通信节点的关键技术挑战是消除电磁干涉，要求将许多信道（多达20个低频信道）封装到天线数量最少的小型装置中。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用23IT与国防现代化信息技术在军事上的应用随着视频通信与机器人、士兵、无人机的一体化，网络中心战成为美国作战的组织原则，前线带宽需求迅速增长。转型通信卫星(TSAT)系统就是美国军方解决这一需求的众多努力中的一部分。美国全球
10、通信战略24IT与国防现代化信息技术在军事上的应用25IT与国防现代化信息技术在军事上的应用美国全球鹰无人侦察机长13.4米，翼展35.5米，最大起飞重量11610kg,最大载油量6577kg，有效载荷900kg。最大飞行速度740km/h，巡航速度635km/h，航程26000km，续航时间42h。机上载有合成孔径雷达、电视摄像机、红外探测器三种侦查设备，以及防御性电子对抗设备和数字通信设备。26IT与国防现代化信息技术在军事上的应用 全球鹰上的红外传感器形成的图片右上角的C-130刚刚离开跑道，但它的阴影使得地面温度降低，因此在红外照片上留下了一个影子。27焦面阵列焦面阵列 焦平面探测器的
11、焦平面上排列着感光元件阵列，从无限远处发射的红外线经过光学系统成像在系统焦平面的这些感光元件上，探测器将接受到光信号转换为电信号并进行积分放大、采样保持，通过输出缓冲和多路传输系统，最终送达监视系统形成图像。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用28IT与国防现代化信息技术在军事上的应用法国中距空对空导弹“米卡”这种导弹采用两种可互换的导引头，一种是主动雷达导引头，另一种是被动红外导引头。由于它射程远，机动性好，制导精度高，既可用于中距拦射，也可用于近距格斗。“米卡”的主动雷达型采用捷联式惯性系统和主动雷达制导。其主动雷达的探测距离约为20千米。“米卡”的红外制导型采用红外成像焦平面阵列电荷耦
12、合器件，分辨力高，抗干扰能力强。该弹长3.10米，弹径0.16米，翼展0.61米，弹重l10千克，射程5060千米。29夜视器材夜视器材 包括微光夜视仪和热成像仪。它们用作步兵武器瞄准具、坦克驾驶仪、直升机对地攻击瞄准具、舰艇桅杆上安装的探测装置等。前视线外探测装置已经发展了三代，第一代和第二代前视红外采用碲镉汞做敏感元件，分别探测812和810.5微米远红外，第三代前视红外采用锑化铟作敏感元件，敏感0.5-5微米红外，第四代前视红外仍采用碲镉汞做敏感元件，但增加了先进信号处理技术，可以覆盖可见光（0.40.7微米）、近到中红外（0.55微米）和远红外。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用3
13、0IT与国防现代化信息技术在军事上的应用美国ATN微光夜视仪NVG-7 NVM-14准三代独占鳌头美军红外热成像仪 OTIS-1031软件软件 软件包括算法、功能或逻辑、参数的应用，以及使计算机执行这些应用的密码。近期可能的进展是更先进的面向目标的软件，自然语言处理和图形识别软件。软件中期的发展是修复大规模数据的增强软件、具有成像和三维表达等先进计算能力的软件。从远期来看，期望软件能发展成计算机智能。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用32虚拟现实虚拟现实 虚拟现实技术（简称VR）又称灵境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒
14、体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用33 虚拟现实在军事上产生重大效应：一是改变教育训练器材。在几周到数月时间内完成原来需几个月或几年才能完成的任务。二是仿真。每件东西，包括新装置、工业复合体、航空母舰，只有经过了虚拟设计、仿真、试验后才能开始建造。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用34网络网络 网络和分布式系统技术包括主动网络、机动网络、下代因特网、治安法官、探测装置信息技术、网络建模和模拟。网
15、络防护技术网络防护技术 武器系统、网络、指挥控制链路、通信节点、情报侦察监视装备全都依赖于坚实、实时的信息，必须在所有时间保护它们不受攻击。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用35 信息安全和保障战略是纵深防御。纵深防御由人、操作、技术三个部队组成。信息生存和保障技术包括堵塞网络、信息系统保障、探测入侵三个领域的关键技术。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用36信息技术在军事上的几种典型应用信息技术在军事上的几种典型应用IT与国防现代化信息技术在军事上的应用37 这种微型机器人只有苍蝇般大小，可以像昆虫那样成群活动，并在监管、微型制造以及军事等方面进行数据收集。这些机器人尽管只有不到4平方
16、毫米大，却装有移动、通讯、收集数据所需的所有设备，它们甚至能通过太阳能电池板来产生自身活动所需的能量。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用38IT与国防现代化信息技术在军事上的应用 美国“龙腾”是一种鞋盒大小的无线电操纵的无人地面车辆，可通过对战术目标和周围危险环境的观测，在城市作战中为部队提供支援。39IT与国防现代化信息技术在军事上的应用 高1.2米，重约800千克，成本15万美元。上面装备着日/夜摄像机，能够24小时对目标进行侦察与监视；此外它还装备着一套生化武器探测系统。“角斗士”的武器包括7.62毫米口径的中型机枪、9毫米口径的“乌兹”冲锋枪。陆战队还准备在它上面装备一套“狙击手发
17、现/还击系统”。美国海军陆战队的“角斗士”战术无人车40多屏显示技术在军事领域应用多屏显示技术在军事领域应用 大屏拼接墙控制器，采用基于matrox的多屏显示技术以及视频、图像采集技术集成，应用最新的图形处理技术，确保视频及来自计算机的RGB采集信号能完美地再现于大屏拼接墙，全屏任意叠加、拖动、全屏播放。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用41IT与国防现代化信息技术在军事上的应用 Hyperwall-2（巨幅幕墙-2号）在128块显示器上展开，同时有多种用途，比如显示NASA斯皮策太空望远镜（Spitzer Space Telescope）的图像。正如这里展示的，2.5亿像素、128块屏幕
18、、23英尺宽的LCD（液晶显示器）阵列是世界上分辨率最高的显示系统。42IT与国防现代化信息技术在军事上的应用美国华盛顿号航母指挥室大屏幕43虚拟现实在军事领域的应用虚拟现实在军事领域的应用虚拟战场环境 采用虚现实技术使受训者在视觉和听觉上真实体验战场环境、熟悉行将作战区域的环境特征。用户通过必要的设备可与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生“沉浸”于等同真实环境的感受和体验。IT与国防现代化信息技术在军事上的应用44IT与国防现代化信息技术在军事上的应用u训练指挥员训练指挥员u美军使用作战虚拟仿真系统训美军使用作战虚拟仿真系统训练士兵练士兵45IT与国防现代化信息技术在军事上的应
19、用英国研制跳伞模拟器虚拟现实训练46IT与国防现代化信息技术在军事上的应用军事多点触摸电子沙盘系统可实现多种军事多点触摸电子沙盘系统可实现多种功能：功能：1.多点触摸交互操作：可以支持双手触摸，利用双手触摸进行缩放，指挥员任意拖拽，放大局部2.标注功能：可以提供手指在屏幕上标注、画图、书写、擦除，标注颜色可选3.小组协同工作4.三维模拟作战环境的情况，作战情况实时展示给指挥员，指挥员做出部署，向联合军演单位发出作战命令。5.可考虑增加单兵模拟训练与评判部分，便于作战单位单个战斗单元的参与者做出或选择相应的战术动作，输入不同的处置方案，体验不同的作战效果。47IT与国防现代化信息技术在军事上的应用虚拟现实沙盘48