關于衛星應用發展的幾點思考

文 | 蘇光 王華 余驍 冷艷麗 中國空間技術研究院

一、衛星應用發展現狀及前景

50年來，我國應用衛星得到快速發展，截至2018年底，在軌應用衛星超過200顆，包括對地觀測衛星、導航衛星、通信衛星等，基本構成了應用衛星體系，為航天技術應用和發展奠定了良好的基礎。

1.獲取豐富信息，促進經濟、社會發展

各類應用衛星，具有信息獲取面廣、獲取同步、獲取頻次高和傳輸迅速等優勢，是國家信息基礎設施不可或缺的重要組成部分，在國家信息高速公路、數字中國、智慧城市建設以及服務人民生產、生活，促進傳統產業向信息化轉型上發揮了重要作用。

建設全國地理信息數據庫：原國家測繪地理信息局實施了西部測圖工程、1：5萬地理信息數據庫更新工程。兩大國家級測繪工程成果在信息化建設、基礎設施建設、防災減災和災后重建、城鄉規劃、資源調查與開發、交通運輸、生態建設與環境保護、國防建設、人民生活等多個領域得到了廣泛的應用。

數字化地球和信息化社會建設：高分辨率衛星數據與導航信息、地理信息相結合，通過衛星通信等傳輸手段，建設數字地球、數字中國、智慧城市等；構建智能交通信息體系，使人們出行快捷、休閑娛樂舒適。

2.改造傳統產業，帶動戰略性新興產業發展

衛星應用在傳統產業中推廣與融合，促進了傳統產業轉型升級。

精細農業：將衛星導航、衛星遙感和地理信息系統相結合的3S技術引入農業生產管理，使傳統農業升級改造成精耕細作的精細農業。

航天育種：為農業育種提供了新的技術手段，進行了幾十次空間搭載，并發射了專用的育種衛星。培育并通過國家或省級鑒定的百余項新品種。培育出眾多航天生物保健制品。

現代物流：衛星導航定位技術和衛星通信技術促進了基于位置服務的發展，并進一步促進了物聯網的發展，使得車輛指揮調度、出行路線規劃、危險品運輸監控、貨物定位與調配等更加科學、合理、高效，物流業發展進入新時代。

3.服務國家重點工程建設

衛星遙感應用在大型重點工程建設，如三峽工程選址與環境監測、南水北調、西氣東輸、青藏鐵路選線等，以其廣域覆蓋的優勢，從全局高度進行工程地質穩定性評價和生態環境評估，保障工程的穩定性， 提高工程效益。

三峽工程監測：利用衛星遙感影像，對三峽工程進行基礎地質調查、工程穩定性評價，并對蓄水后進行環境影響評估（見圖1）。

圖1 三峽水庫衛星影像

南水北調工程：利用中巴資源衛星數據制作了南水北調工程沿線三維立體衛星影像圖，為決策提供依據。

4.防災減災，提高應急響應和保障能力

在重大災害發生時，天基衛星系統成為災害應急響應的重要甚至是唯一手段。導航衛星可以及時確定災害發生位置和范圍；衛星通信可以及時報告受災信息并進行救災指揮；對地觀測衛星能夠對災害進行大范圍、全天候、全天時動態監測，為緊急救援、災后救助及恢復重建和環境保護工作提供依據。

支撐國家減災系統建設：集衛星遙感、導航和通信及地理空間信息系統于一體，支撐中央、省、地、縣 “四級減災” 體系建設。

國家公用應急寬帶VSAT通信網建設：利用寬帶VSAT通信的國家應急通信網，在我國局部地區遭受到嚴重自然災害或發生重大突發事件時，能夠快速布署、及時建立衛星鏈路，以保障地面通信鏈路嚴重受損情況下的信息暢通，滿足國家應急體系的通信需求。

臺風等災害性天氣的監測與預警預報：風云系列氣象衛星，采用靜止軌道和極軌兩種軌道，實現全球全天候氣象觀測，大大提高了氣象預報的準確性和時效性，對災害性天氣如臺風、暴雨等可實施連續監測，減少了人民生命、財產的損失。

旱澇災害監測：利用氣象衛星、環境衛星以及資源衛星可以對干旱和暴雨等災害進行預報、預警，并監測災害強度、范圍，為防災救災提供決策支持。

5.清查資源，提供決策依據

資源是社會、經濟發展的基礎，常規資源調查手段周期長，投入人力、物力巨大；衛星技術投資少，時間短，精度高，成為國土資源調查、森林資源清查、水利資源普查、文物普查等資源調查的主要技術支撐手段。

全國土地資源調查：2007年7月至2009年底，利用兩年時間高效完成第二次全國土地資源調查；而第一次全國調查自1984年始，1996年結束，歷時12年。利用調查成果，開展全國土地利用遙感監測“一張圖”工程，每年獲取土地利用變化狀況。

林業資源調查： 在遙感、導航定位和地理信息系統技術支持下，開展年度遙感動態監測，監測全國森林植被的宏觀變化趨勢。

水利資源調查：開展全國水利普查工作，利用衛星應用技術，改變了傳統的作業方式，使得水利普查的工作效率大幅提高。

6.保護環境，建設美好家園

良好的生態、優美的環境是人類幸福生活的保障，天基信息系統時刻獲取人們關注的生態變化，大氣、海洋和陸地的環境污染和保護狀況，為發現污染、治理污染、保護環境提供及時準確的決策數據。

海洋環境監測：海洋衛星的發展，使得認識海洋由點、線向面、全球擴展。海洋衛星已經成為我國海洋立體監測系統的組成部分，應用于海洋環境、災害監測、海洋資源開發與管理以及全球氣候變化等方面（見圖2）。

圖2 海洋環境調查

沙塵暴監測：依據氣象衛星，建立了沙塵天氣監測預報系統并進入業務化運行。2002年3月1日的首次預報中，沙塵暴就被預警監測系統準確捕獲。此后發生的沙塵暴，都被系統準確監測并及時預報（見圖3）。

圖3 沙塵暴監測

7.產生了新的學科或技術分支

衛星及其應用帶動了人工智能、機器人、遙操作、光學通信、無線電傳輸、數據處理和新材料、新能源等大量新技術的發展。衛星對地觀測推動了氣象學、海洋學、地質學、地理學、測繪學的發展，產生了一系列新的分支學科。

8.提高了人們認識世界的能力

太空觀測，大大更新了人類對于地球空間、太陽系和整個宇宙的認識，推動了天文學、空間物理學、高能物理學等的發展。

對地球的綜合觀測，使得人們能夠從更高的角度、更廣的視野、更高的頻次將地球作為一個統一體去研究、認識地球的演化規律和變化特點，從而更加合理地利用地球、管理地球和保護地球，使人類在地球上可持續地生存與發展下去。

二、衛星應用未來發展的思考

隨著國家在航天領域的持續投入，北斗衛星導航系統逐步建設完成，正式步入全球組網的新階段；高分專項快速推進，多顆遙感衛星組網運行成功，對地觀測能力實現質的飛躍；高通量通信衛星“中星16號”發射，正式開啟衛星“寬帶中國”新時代；低軌移動寬帶通信星座正式進入研制階段。天基資源日益豐富，具備了通過天基信息綜合應用更好地服務于國民經濟建設和社會發展的基礎條件。同時，國防信息化建設的深入推進，對天基信息支撐提出了更高的要求，更好地發揮天基信息效用，已經成為未來國防建設的關鍵環節和迫切需求，衛星應用的市場前景非常廣闊 。關于衛星應用未來的發展有以下幾點思考。

1.強化衛星應用的總體牽引帶動作用

加強衛星應用總體的頂層牽引帶動作用，重點面向天基信息系統支持國防建設、天基信息系統支持企業客戶智能轉型升級、天基信息系統支持政府社會治理智能轉型等三大主攻方向，進一步發揮“天地一體化”優勢，統籌協調相關優質資源，要著力打通從天基信息獲取、到地面終端研制及系統集成、再到綜合信息運營服務的全產業鏈，把握核心關鍵環節，提升衛星應用頂層能力和全面解決方案的提供能力，促進衛星應用產業的做強做大。

2.用好上市公司平臺助力產業發展

發揮好上市公司資源整合、產業發展和資本運作的平臺作用，通過資本市場融資、股權多元化等渠道，充實衛星應用產業發展資本。實現資本的良性循環，推動產業的持續壯大。增強并購整合能力，完善產業布局，打造由衛星研制、衛星地面設備制造、衛星應用系統集成，到衛星綜合信息服務的全產業鏈。充分利用資本市場規范性和高效性，完善產業公司治理機制，創新激勵機制，提升產業公司管理水平和效率，為衛星應用產業發展提供持續動力和資金支持。以中國衛星所屬的航天恒星科技有限公司（以下簡稱航天恒星）為例，2008年中國空間技術研究院將航天恒星注入中國衛星，成為上市公司核心子公司，航天恒星在進入上市公司后，借助資本平臺累計獲得12.5億元資金投入，支撐了衛星應用業務的快速發展，逐漸成長為以衛星通信、衛星導航、衛星遙感、智慧城市等業務領域為支撐，具備從芯片、終端、系統集成到運營服務的全產業鏈能力的龍頭企業，經濟規模由2007年的3.5億元，迅速增長至2017年的近35億元。航天恒星是借助資本市場、創新體制機制、激發企業活力、實現快速發展的典范。

3.加強軍民融合技術轉化和應用

堅持創新驅動發展，落實國家軍民融合戰略。多年來國家對航天領域投入所形成的科技成果大量沉淀在軍工科研院所，需要充分發揮航天軍工優勢技術和能力，推進衛星應用領域軍民共生優勢技術的轉化，集中資源優勢，聚焦衛星應用產業領域，打造特色產業。構建技術轉化服務體系，優化服務機制，提升服務能力，助推成果轉化。基于人才、成果資源優勢，將轉化工作規范化、流程化。完善重點技術研發和基礎研究的創新投入機制，加大扶持資金的力度。充分利用社會資源實現高新技術在國防領域和民用領域雙向流動、高效利用。以中國空間技術研究院所屬的康拓紅外技術股份有限公司（以下簡稱康拓紅外）為例，康拓紅外原為中國空間技術研究院北京控制工程研究所一個研究室的一個課題組，2007年改制成立公司，2015年在創業板上市；康拓紅外堅持深耕鐵路行業十余年，將應用于衛星姿態控制的紅外探測技術成功引入我國鐵路車輛安全領域，成為國內最早進入鐵路車輛安全檢測領域的鐵路外企業，并逐步替代了進口產品，自主研發的鐵路車輛紅外軸溫檢測系統，已在全路14個鐵路局及地方鐵路得到普遍應用，覆蓋包括京滬、京廣、京九等主要鐵路干線在內的數萬公里運營線線路，占據了行業市場1/3的份額；康拓紅外是依托宇航優勢技術，從研究室發展到上市公司，實現軍民融合發展的典型案例。

4.加強產學研用開放合作

堅定改革發展的信念，秉承“開放融合”的心態，加強與國家部委、地方政府的溝通，加大高校、研發機構、企業、用戶主體之間的對接和互動。探索在衛星應用領域產學研用合作新模式、新機制，構建以企業為主體、市場為導向、產學研用相結合的技術創新體系，提高衛星應用領域自主創新和協同創新能力。