天基信息支援學科建設探析

［摘 要］學科是大學進行人才培養、科學研究和社會服務的基本單元，而新興學科建設則是大學滿足人類社會發展需求的應有之責。隨著航天事業的快速發展和信息時代的不斷推進，針對天基信息系統建設與應用人才培養的迫切需求，天基信息支援學科應運而生。文章以天基信息支援學科建設為例，深入探討其產生背景及學科屬性，明確該學科建設的定位；同時，以建設一流學科為目標，探討天基信息支援學科建設的理念和基本原則，以期為該學科的體系設計及建設提供參考。

［關鍵詞］天基信息支援；應用學科；學科建設；體系設計

［中圖分類號］G642.3 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）24-0028-05

天基信息系統是人類進入太空的基礎設施，它通過星間和星地鏈路，將位于不同軌道、具有不同種類和性能的衛星、航天器以及地面設施連接起來，形成一個綜合信息系統。該系統遵循最大有效綜合利用天基信息資源的原則，以通信衛星及導航、遙感等應用衛星為樞紐和主體，通過集中與分布相結合的方式實現互聯互通及信息交換。它能夠安全、可靠、實時、不間斷地智能化獲取、傳輸、融合、處理和分發多源信息，并具備一定的自主運行管理和網絡重構能力[1]。天基信息系統不受國界和地理條件的限制，具有廣泛的覆蓋范圍以及良好的時效性，能夠全天時、全天候、全空域地提供和獲取信息。隨著信息化的不斷發展，天基信息系統在國防軍事、太空探索等領域的應用日益廣泛。依托天基信息系統，可以構建更高層次的天基綜合信息網。天基綜合信息網是國家信息網和國防信息網的重要組成部分，在整個信息網中將起到太空骨干網和接入網的雙重作用[2]。天基信息實時系統可以支撐國家戰略需求、提升國家空間競爭力、推動形成經濟發展新動能[3]。

一、天基信息支援學科建設的背景及其面臨的問題

在航天事業蓬勃發展的時代背景下，針對天基信息系統建設及天基綜合信息網應用的需求[4]，天基信息支援學科應運而生。然而，在天基信息支援學科的建設與發展過程中，面臨著三個主要問題：

一是學科功能定位尚不明確。新興學科的功能定位對其發展方向、建設重點及組織模式創新至關重要。托尼·比徹（Tony Becher）等在其著作《學術部落及其領地：知識探索與學科文化》中，將學科廣義上分為“純硬科學”“純軟科學”“應用硬科學”和“應用軟科學”。那么，將天基信息支援學科定位為面向天基信息系統的應用型科學是否恰當？它具體涉及哪些專業方向？這些都是亟待研究和明確的問題。

二是對學科主體與客體的分析不足。從天基信息支援學科建設的現狀來看，存在建設主體不明確、對客體認識薄弱以及過度依賴傳統建設路徑等問題。天基信息支援學科建設的主體，主要是指從事該學科研究的專兼職人員。然而，目前尚缺乏專門從事天基信息支援學科建設研究的人員。天基信息支援學科建設的客體主要是指在天基信息支援學科建設與發展過程中所涌現出的各種現象及所面臨的問題。隨著天基信息系統的快速發展，天基信息支援學科建設的研究對象已經發生了變化，越來越多的學者開始關注并研究“現實”問題，但許多研究僅停留于“感性認識”層面，缺乏深層次的“理性認識”。

三是建設原則與理念尚不清晰。學科建設既是一個理論議題，又是一個實踐挑戰。先進的理念和模式為學科建設奠定了堅實的理論基礎，并為其實踐活動提供了有力的保障。作為新興學科，天基信息支援學科需要一套科學且完備的建設理論來指引其發展方向，并在建設過程中嚴格遵守科學合理的原則，以有效應對社會發展的迫切需求。

二、天基信息支援學科的定位

學科建設是一項復雜的系統工程，涉及領域廣泛。在天基信息支援這一新興學科的建設過程中，明確其定位至關重要[5]。學科建設應當從國家發展的宏觀背景出發，緊密圍繞學校的整體定位，尋求并確立自身的準確定位[6]。基于社會對天基信息支援日益增長的需求，高等院校應當積極主動地承擔起推動天基信息支援學科建設的重任。

（一）天基信息支援學科基本屬性與內涵

天基信息系統是信息技術和航天技術快速發展催生的，依托太空平臺進行信息采集、傳輸、處理及應用的新型系統。天基信息支援學科融合了天基通信、導航、遙感及測繪等多個專業領域的技術。從學科建設的角度看，天基信息支援學科是一個貼合社會發展需求，特別是國防與軍事領域需求的應用型學科。它聚焦于天基信息獲取、衛星導航、衛星通信以及天基測繪等領域的理論與前沿技術研究。

（二）天基信息支援學科在學科體系中的定位

天基信息支援學科主要以信息與通信工程為支撐學科，同時涵蓋計算機科學與技術、航空宇航科學與技術、遙感科學與技術以及電子信息等多個相關學科。此外，數學、物理學、系統科學、天文學以及人文社科等是天基信息支援的基礎支撐學科。天基信息支援的建設與發展離不開這些支撐學科，因此在學科建設規劃過程中應予以充分考慮和合理布局。天基信息支援學科體系框架如圖1所示。

（三）天基信息支援學科建設的目標

隨著人類走出地球、邁向太空的步伐逐步加快，天基信息系統的建設與應用愈發重要。在此背景下，天基信息支援學科的建設目標和定位應緊密圍繞高等院校在科學研究、服務社會及人才培養方面的基本任務來明確。具體而言，可從以下三個方面進行考慮：

第一，推動天基信息系統核心技術取得發展突破，以天基通信技術體制的革新、導航與遙感新技術的創新及驗證，以及星上處理技術的提升等基礎和關鍵核心技術作為發展的基礎目標。

第二，加強天基信息服務能力的發展與提升。天基綜合信息網的構建及其與地面網絡的融合，將促進實時的、基于天基系統的信息分享與信息服務能力的提升。

第三，構建并優化天基信息專業人才培養體系，旨在面向天基信息系統應用的實際需求，建立完善的天基信息支援學科教育體系，培養具備專業知識和實踐能力的天基信息專業人才。

三、天基信息支援學科的專業設置

天基信息支援作為一門新興學科，其建設與發展離不開相關專業的支撐。因此，厘清學科建設與其支撐專業建設之間的關系，是做好學科建設工作的基礎。學科建設與專業建設并非此消彼長的關系，而是應當相互促進、協調發展[7]。在我國當前的高等教育體制中，本科教育遵循按專業劃分的培養思路，而研究生教育則遵循按學科劃分的培養思路，這符合教育發展的客觀規律。然而，這并不意味著僅研究生教育與學科建設緊密相關。實際上，本科階段的專業教育同樣亟須加強與學科建設的緊密聯系[8]。

學科建設為專業建設與發展提供了堅實的知識體系支撐，是推動專業發展的重要基石。天基信息支援學科的專業方向設置應以學科定位為基礎，緊密貼合國家與社會的發展需求。目前，天基信息支援學科主要由天基通信、衛星導航、衛星遙感和天基測繪這四個專業領域構成（見圖2）。

天基通信是天基信息支援學科體系中的核心專業方向，主要負責基于天基信息系統的信息共享與分發任務，在整個學科體系中占據基礎性的地位。衛星導航技術能夠提供精準的定位、測速及定時服務，隨著技術的不斷進步，其導航精度不斷提升，覆蓋范圍也日益擴大。當前，衛星導航與5G、大數據等前沿技術的深度融合，進一步拓寬了其應用領域。衛星遙感與天基測繪技術利用衛星平臺，對地球表面進行遠距離觀測，廣泛應用于資源勘測、環境監測和防災減災等多個領域。

近年來，人工智能與大數據技術的迅猛發展，對天基通信、衛星導航、衛星遙感和天基測繪等專業方向產生了深遠影響。天基信息支援正朝著多源數據智能化處理及通信、導航、遙感與測繪一體化融合的方向不斷發展。

四、天基信息支援學科建設的理念

學科建設不僅要適應科學技術的快速發展，滿足國家經濟與社會發展的需求，而且要結合自身的實際情況進行科學定位，確立符合自身特色的學科建設理念[9]。從世界大學與學科建設的發展歷史來看，大學學科建設經歷了從19世紀中德國大學“學以致學”的信條，到20世紀以來美國大學“學以致用”的理念的轉變[5]。

19世紀的德國高等教育獨樹一幟，以洪堡建立柏林大學為分界點，學科開始從大學邊緣走向中心，自此大學與學科建設步入了共同發展的新階段。“學以致學”成為大學的信條，以數學、物理為基礎的哲學成為大學的主干學科。彼時，大學教育的目的在于培養人的心智，而非單純追求實用性。本文認為，德國大學學科建設的歷史為人類留下了兩大主要經驗：一是通過培養人的心智促進了創新，二是其提倡的科學研究方法和政策為現代大學的基礎學科奠定了堅實的基礎。1862年美國《莫雷爾法案》的實施，不僅推動了農學學科的發展，而且催生了機械工程、電力工程、冶金工程等實用學科。同時，法學、醫學、商學、新聞學、教育學等學科也在大學中獲得了院系建制，應用學科的地位不斷提升，社會需求成為推動大學學科建設的重要動力[10]。

中華人民共和國成立初期，特別是1952年院系調整后，學科與專業的設置遵循“學以致用”的理念，緊密貼合了工農業生產的實際需求，極大地促進了應用學科的發展。然而，這一時期的院系調整也暴露出一些問題，即將文科、理科、工科進行了人為的劃分，且專業劃分過窄、過細。這種過度細化的專業劃分，隨著時代的變遷和學科間的交叉融合，逐漸成為制約學科尤其是交叉學科發展的瓶頸，同時也導致了學科發展根基不牢、后續動力不足的問題。

從全球大學歷史發展的角度來看，“致學”理念更側重于人的全面發展，而“致用”理念則更強調滿足社會的需求。在現代大學的建設與發展過程中，應當秉持“學用融合”的理念。無論是綜合性大學，還是理工類、醫學類、農學類等專門性大學，都需加強文理基礎學科的建設。文理基礎學科是大學持續發展的基石，應當遵循“致學”理念，以培養基礎研究領域的創新人才，并推動基礎科學新理論的發展。而擁有深厚的基礎理論，正是工科、醫科、農科等應用學科得以穩定發展的堅實支撐和動力源泉。

天基信息支援學科屬于典型的綜合應用型新興學科，其建設理念不僅應堅持“致用”，而且要強調“融合”。第一，天基信息支援學科的產生以國防和軍事應用為背景，為天基信息支援領域的發展注入了強大的動力。堅持“致用”理念，即要緊密圍繞社會對天基信息支援的迫切需求，遵循目標導向原則，科學合理地配置科研所需的人力、財力和物力資源。第二，天基信息支援學科的綜合性強，其支撐專業涵蓋天基通信、衛星導航、衛星遙感和天基測繪等多個領域，這些學科專業之間存在顯著的交叉性和相互支撐的關系[11]。因此，促進天基信息系統應用學科或專業的融合發展成為一種必然趨勢。

五、天基信息支援學科建設應把握的四個原則

天基信息支援學科的建設是一個系統且長期的過程，需精準把握融合性、協同性、發展性以及組織性等關鍵原則。

（一）天基信息支援學科建設要體現融合性

天基信息支援是一門典型的綜合應用型學科，涵蓋了天基通信、衛星導航、衛星遙感和天基測繪等研究方向。這些研究方向以天基通信技術為基礎，面向全球精確定位與授時、對地觀測與測繪等信息支援領域的實際應用。無論是用于定位與授時的導航信號，還是地面觀測與測繪所得的數據，都需要經過處理，并借助通信技術傳輸至用戶終端。在整個信息支援的過程中，通信、導航、測繪以及遙感技術實現了深度融合與相互支撐。

（二）天基信息支援學科建設要注重協同性

結合前文所述，基礎學科的研究是應用型學科發展的深厚土壤。天基信息支援作為一門跨學科綜合應用的新興學科，其發展前景十分廣闊。若科學研究僅局限于應用層面的探索，雖能在短期內快速取得一些應用成果，但從長遠來看，可能會因缺乏堅實的理論基礎而制約其后續發展。協同性原則是天基信息支援學科“學用融合”建設理念的直接體現。

（三）天基信息支援學科建設要立足發展性

天基信息支援學科的人才培養機制應全面覆蓋本科、碩士、博士各個階段的全周期系統設計。當前，我國大學本科教育已逐步轉向實施“寬口徑、厚基礎”的培養模式[12]。而碩士生與博士生則是推動學科在科學研究前沿不斷前進的生力軍。針對天基信息支援這一新興的應用學科，高等院校應當構建包括本科、碩士、博士階段在內的系統性培養體系。除了加強相關基礎知識體系的構建，高等院校還可以設立面向天基信息支援領域的專修班或特色課程，以激發有志青年學生的科研熱情。條件建設是新興學科發展的基石，天基信息支援領域的科研與教學活動離不開堅實的條件建設支撐。教學與科研條件的建設不僅要滿足當前的實際需求，而且要具備一定的前瞻性和可持續發展性，以確保能夠取得最大化的效益。

（四）天基信息支援學科建設要強化組織性

學科建設需從組織無序、效率低下的狀態，向組織有序、高效運作轉變，同時構建學術與知識共同體，以真正體現學科組織的本質內涵[13]。天基信息支援學科作為綜合應用型學科，在建設過程中尤為需要強化其組織性。學科建設的核心在于人力、物力和財力的合理配置。在學科建設過程中，學校管理與學科帶頭人的協同配合以及組織優化，是學科高質量發展的有效保障。

六、結語

學科建設是高等院校的重要任務，也是推動實現人才培養、科學研究和社會服務三大職能的重要手段。作為新興的應用型學科，要建設一流的天基信息支援學科，除需注重學科建設的基本理論外，還需緊密結合建設院校的實際情況，明確發展目標，全員齊心協力，持之以恒，以期早日實現一流學科建設的目標。

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［責任編輯：梁金鳳］