建設(shè)天基信息實(shí)時(shí)服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)想

李德仁

空天是我們的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。國(guó)家安全的概念在戰(zhàn)略上已經(jīng)延伸至遠(yuǎn)海、深空。美國(guó)將發(fā)展天基信息網(wǎng)絡(luò)與海陸空裝備列到同等重要的位置。海洋權(quán)益需要我們保護(hù)，尤其要在應(yīng)急救援環(huán)節(jié)維護(hù)國(guó)土安全。目前美國(guó)從發(fā)現(xiàn)敏感目標(biāo)到做出反應(yīng)的時(shí)間控制在分鐘級(jí)，而我們要追求的目標(biāo)是在最短時(shí)間內(nèi)把解放軍每個(gè)軍種、每個(gè)部隊(duì)需要的信息“秒傳”過(guò)去。同樣的道理，我們的空天信息系統(tǒng)是要把老百姓衣食住行所需要的信息實(shí)時(shí)傳送到他們的手機(jī)上。總而言之，近年來(lái)，美國(guó)、歐洲等航天大國(guó)相繼發(fā)展一體化空間網(wǎng)絡(luò)，中國(guó)未來(lái)在這方面有必要且有可能很快提升。2015年，衛(wèi)星研制、航空航天領(lǐng)域向民間資本開放，依靠國(guó)家力量和民間資本力量共同推進(jìn)空天信息智能實(shí)時(shí)服務(wù)事業(yè)。這方面美國(guó)雖然走在前面，但也尚未建成實(shí)用服務(wù)系統(tǒng)，所以我們不能落后，我們要學(xué)習(xí)貫徹習(xí)主席的指示精神，到2030年左右，中國(guó)航天要躋身世界一流行列，引領(lǐng)世界航天的發(fā)展，這就是航天人要交給國(guó)家的答卷。盡管現(xiàn)在各國(guó)都在建設(shè)空天一體化網(wǎng)絡(luò)，但還沒(méi)有一個(gè)國(guó)家能夠把空天信息實(shí)時(shí)輸送到老百姓的手機(jī)上，發(fā)展機(jī)遇就擺在我們面前。我國(guó)現(xiàn)有的通信、導(dǎo)航、遙感衛(wèi)星系統(tǒng)自成體系，孤立的運(yùn)行和服務(wù)方式難以滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求，也難以實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化和國(guó)際化。要實(shí)現(xiàn)天基信息全天時(shí)、全天候、全地域服務(wù)，亟需構(gòu)建與地面網(wǎng)絡(luò)深度耦合的集成化天基信息實(shí)時(shí)服務(wù)系統(tǒng)。

建設(shè)天基信息實(shí)時(shí)服務(wù)系統(tǒng)，是落實(shí)習(xí)主席軍民深度融合戰(zhàn)略要求的有力舉措，能夠支撐我軍未來(lái)在全球范圍內(nèi)“能打仗”“打勝仗”。占領(lǐng)天基信息服務(wù)這一新型領(lǐng)域的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，能夠推動(dòng)我國(guó)衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的集成創(chuàng)新發(fā)展。這一系統(tǒng)將有望帶動(dòng)數(shù)千億元規(guī)模的服務(wù)產(chǎn)業(yè)。未來(lái)，“互聯(lián)網(wǎng)+天基信息實(shí)時(shí)服務(wù)系統(tǒng)”的發(fā)展目標(biāo)是0.5米空間分辨率、全球目標(biāo)優(yōu)于30分鐘的時(shí)間分辨率、米級(jí)/分米級(jí)地面實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位精度、覆蓋全球的語(yǔ)音視頻和圖像通信的天基移動(dòng)通信。該系統(tǒng)有望實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星通信與地面互聯(lián)網(wǎng)的集成服務(wù)，支持全球用戶在任何地方、任何時(shí)候的信息獲取、高精度定位與多媒體通信服務(wù)，并構(gòu)成我國(guó)北斗衛(wèi)星的低軌移動(dòng)增強(qiáng)系統(tǒng)，建立我國(guó)全新的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的全球增強(qiáng)系統(tǒng)，從而破解美國(guó)阻擾我國(guó)在海外建立地基北斗增強(qiáng)系統(tǒng)的難題。而這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，要體現(xiàn)在國(guó)家支持下的市場(chǎng)化。國(guó)家科技計(jì)劃采取“后補(bǔ)助方式”，能有效鼓勵(lì)民間企業(yè)的積極性，保證老百姓的錢花到點(diǎn)子上。

利用低軌衛(wèi)星上搭載星載GNSS接收機(jī)連續(xù)觀測(cè)記錄，結(jié)合激光測(cè)距等手段和現(xiàn)有地基增強(qiáng)系統(tǒng)，提升北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。需要解決網(wǎng)絡(luò)通信問(wèn)題，滿足多源影像（視頻）信息傳輸、增強(qiáng)導(dǎo)航以及地面移動(dòng)通信需求。針對(duì)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)量大以及星上數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理與傳輸?shù)膯?wèn)題，需要研究一個(gè)手機(jī)外殼上的便攜式智能終端，這樣系統(tǒng)除向?qū)I(yè)用戶提供服務(wù)外，還能夠向軍民移動(dòng)終端提供定制化的智能天基信息服務(wù)。相應(yīng)地，衛(wèi)星也要進(jìn)行基于多載荷的智能衛(wèi)星平臺(tái)一體化設(shè)計(jì)。

相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備良好，比如基于長(zhǎng)城背景字典的衛(wèi)星視頻編碼技術(shù)，再如已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的從遙感影像大數(shù)據(jù)中自動(dòng)搜索目標(biāo)、對(duì)海洋時(shí)敏目標(biāo)衛(wèi)星實(shí)時(shí)檢測(cè)定位和自動(dòng)變帶寬低軌靈巧通信衛(wèi)星技術(shù)等，都預(yù)示著實(shí)現(xiàn)天地信息的組網(wǎng)有了很大可能性。國(guó)家的政策環(huán)境也在完善，國(guó)家出臺(tái)政策鼓勵(lì)民間資本參與國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，鼓勵(lì)民間資本研制、發(fā)射和運(yùn)營(yíng)商業(yè)遙感衛(wèi)星，引導(dǎo)民間資本參與衛(wèi)星導(dǎo)航地面應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)。在人才隊(duì)伍方面，武漢大學(xué)已在三年前牽頭成立“地球空間信息技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心”，與清華、北航和航天科技集團(tuán)等共同合作，由我擔(dān)任主任，帶領(lǐng)著兩三百人的強(qiáng)大科研團(tuán)隊(duì)一起攻堅(jiān)。

從當(dāng)前國(guó)家需求和國(guó)際高科技發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，建設(shè)我國(guó)自主的天基信息實(shí)時(shí)服務(wù)系統(tǒng)，是實(shí)踐軍民深度融合戰(zhàn)略的重要途徑，也是落實(shí)《國(guó)務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》要求的有力舉措。鑒于西方國(guó)家尚未形成這樣的實(shí)用服務(wù)系統(tǒng)，我國(guó)應(yīng)該抓住機(jī)遇，群力攻關(guān)，率先做出原創(chuàng)性的科技創(chuàng)新。

責(zé)編/張虹 楊鵬峰 美編/李祥峰 李智