紫　曉

2008年5月12日，汶川特大地震震驚中外，以遙感衛(wèi)星，通信衛(wèi)星等組成的“太空救援隊(duì)”，為救災(zāi)指揮、次生災(zāi)害的預(yù)防、災(zāi)害評(píng)估以及災(zāi)后重建等決策提供了基礎(chǔ)信息。但各類衛(wèi)星在救災(zāi)中發(fā)揮了重要作用的同時(shí)，也暴露出一些不足。大震過(guò)后，加強(qiáng)我國(guó)航天高科技的發(fā)展，構(gòu)筑我國(guó)防災(zāi)減災(zāi)天基信息保障系統(tǒng)，日益引起重視和關(guān)注。

大震告訴我們什么?

大震給我國(guó)發(fā)展衛(wèi)星遙感技術(shù)的啟示是多方面的。第一時(shí)間(幾小時(shí)內(nèi))獲取準(zhǔn)確信息，對(duì)于了解災(zāi)害、正確決策具有重要意義。雖然我國(guó)的遙感衛(wèi)星在災(zāi)害發(fā)生后很快獲取了災(zāi)區(qū)的信息，而目前我國(guó)在軌運(yùn)行的遙感衛(wèi)星數(shù)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，多顆衛(wèi)星組網(wǎng)的聯(lián)合立體觀測(cè)尚未實(shí)現(xiàn)，達(dá)不到在任何時(shí)間、對(duì)任何地點(diǎn)、任何目標(biāo)實(shí)施全天時(shí)，全天候的立體監(jiān)測(cè)。在突發(fā)的災(zāi)害面前，很難對(duì)災(zāi)區(qū)實(shí)施快速覆蓋，很難保證及時(shí)為抗震救災(zāi)提供大量的衛(wèi)星影像。同時(shí)，我國(guó)現(xiàn)有的遙感衛(wèi)星的綜合利用也需要大大加強(qiáng)。因此，加強(qiáng)我國(guó)地球觀測(cè)空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，多種衛(wèi)星、多種手段一起應(yīng)用，以保證應(yīng)急期間在第一時(shí)間快速獲取衛(wèi)星數(shù)據(jù)，是應(yīng)急監(jiān)測(cè)中需要著力解決的問(wèn)題。

中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心在應(yīng)用“資源一號(hào)”衛(wèi)星實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，雖然衛(wèi)星提供了大量的圖像資料，但也暴露出許多不足。主要是：高分辨率數(shù)據(jù)有限。地震發(fā)生時(shí)，“資源一號(hào)”02B星不在震中上空，即便采用大角度側(cè)擺也難以及時(shí)對(duì)災(zāi)區(qū)成像，因此災(zāi)害監(jiān)測(cè)主要是采用CCD影像數(shù)據(jù)進(jìn)行的。雖然CCD相機(jī)的幅寬對(duì)于開(kāi)展宏觀的災(zāi)害監(jiān)測(cè)具有一定的優(yōu)勢(shì)，但其分辨率相對(duì)較低，對(duì)于城市細(xì)節(jié)，如房屋倒塌、道路橋梁損壞等信息的監(jiān)測(cè)還有一定的困難。

衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)時(shí)效性不足。災(zāi)害監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要特點(diǎn)就是快速反應(yīng)，在災(zāi)害發(fā)生后要盡快獲得災(zāi)區(qū)的影像數(shù)據(jù)，而且對(duì)災(zāi)區(qū)的監(jiān)測(cè)要具有連續(xù)性，能夠及時(shí)掌握災(zāi)情的動(dòng)態(tài)發(fā)展。因此時(shí)間分辨率就顯得尤為重要，資源衛(wèi)星雖然有側(cè)擺功能，但軌道是固定的，CCD相機(jī)的重訪周期為26天，不像有些小衛(wèi)星那么靈活，可以編程快速獲取指定地區(qū)的衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)傳輸不能滿足災(zāi)害監(jiān)測(cè)應(yīng)急反應(yīng)需求。在災(zāi)害監(jiān)測(cè)過(guò)程中，密云地面站接收數(shù)據(jù)后通過(guò)光纖傳至地面站總部，再?gòu)牡孛嬲緜髦林行目傆?jì)需要約2個(gè)半小時(shí)時(shí)間，嚴(yán)重影響了災(zāi)害監(jiān)測(cè)應(yīng)急反應(yīng)速度。圖像的幾何定位精度和輻射精度有待提高。幾何定位精度如果很高，那么不需要進(jìn)行精確的幾何校正就可以進(jìn)行災(zāi)情信息提取，可以節(jié)省很多時(shí)間進(jìn)行災(zāi)情快速評(píng)估，提高應(yīng)急災(zāi)害監(jiān)測(cè)的快速反應(yīng)能力。在精確地對(duì)各種信息進(jìn)行分類提取，定量評(píng)估災(zāi)情方面，我國(guó)資源衛(wèi)星與國(guó)外同類衛(wèi)星相比還有待進(jìn)一步提高。

衛(wèi)星的幅寬還有待提高。通常情況下，高分辨率衛(wèi)星的幅寬較小，而國(guó)外某些衛(wèi)星可用兩臺(tái)相機(jī)同時(shí)成像，有效地?cái)U(kuò)大了幅寬，如“斯波特－5”的2.5米分辨率圖像幅寬達(dá)到60千米。

在圖像細(xì)節(jié)信息方面，與國(guó)外也有差距，圖像的細(xì)節(jié)決定地震災(zāi)害覆蓋范圍提取的準(zhǔn)確度。衛(wèi)星數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的共享有待加強(qiáng)。目前國(guó)內(nèi)發(fā)射數(shù)顆遙感衛(wèi)星，還有一些公司代理國(guó)外的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)大多數(shù)分散在具體的各個(gè)部門，未能實(shí)現(xiàn)共享……

在抗震救災(zāi)中，僅僅為災(zāi)區(qū)提供能判別出較大山體塌方、堰塞湖等信息是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，提供的圖像既要具有很高的空間分辨率，也需要可見(jiàn)光圖像和微波遙感圖像相互補(bǔ)充，這樣才能提供豐富可用的信息。如何進(jìn)一步提高遙感衛(wèi)星圖像分辨率，在加快可見(jiàn)光遙感衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，加快雷達(dá)衛(wèi)星的發(fā)展，充分發(fā)揮微波遙感的威力，實(shí)現(xiàn)多種遙感手段相互配合，以便及時(shí)獲取更多的全天候、精細(xì)化，高精度、定量化、信息豐富的災(zāi)區(qū)圖像，是一個(gè)需要引起高度關(guān)注的問(wèn)題……

防災(zāi)減災(zāi)體系需要加強(qiáng)。由于缺乏統(tǒng)一的體系組織和管理協(xié)調(diào)，國(guó)內(nèi)外可接收的在軌衛(wèi)星數(shù)據(jù)沒(méi)有得到有效的綜合利用，其潛能沒(méi)有得到充分發(fā)揮，資料利用率較低；國(guó)內(nèi)現(xiàn)有衛(wèi)星如何開(kāi)展綜合利用缺乏政策指導(dǎo)，也沒(méi)有具體的有效措施，在應(yīng)急時(shí)很難做到統(tǒng)一部署和相互配合。

明天的安寧要從今天起步

大震之后，如何發(fā)揮航天高科技手段，提高我國(guó)減災(zāi)防災(zāi)水平，航天專家在思考，有關(guān)部門在思考。

專家認(rèn)為，我國(guó)是一個(gè)自然災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家，每一次重大自然災(zāi)害都會(huì)考驗(yàn)著電力、通信、交通等重要基礎(chǔ)設(shè)施，只有通過(guò)對(duì)自然環(huán)境發(fā)生的異?；蚣ち易兓M(jìn)行全面長(zhǎng)期有效和連續(xù)不間斷的監(jiān)測(cè)，才能確定成災(zāi)預(yù)兆，并對(duì)災(zāi)情進(jìn)行監(jiān)視和評(píng)估。天基信息保障系統(tǒng)的建立，具有其它地面手段所不可替代的作用。作為空間基礎(chǔ)設(shè)施，需要早規(guī)劃、早實(shí)施，盡快投入運(yùn)行，而加強(qiáng)國(guó)家減災(zāi)防災(zāi)天基信息保障體系建設(shè)勢(shì)在必行。

國(guó)家海洋局的專家認(rèn)為，對(duì)自然災(zāi)害的監(jiān)測(cè)是“測(cè)、報(bào)、防、抗、救、援”防災(zāi)減災(zāi)體系鏈中的先導(dǎo)性措施。面對(duì)自然災(zāi)害，首先要做好監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)自然災(zāi)害的監(jiān)測(cè)提供數(shù)據(jù)和信息，為自然災(zāi)害的示警和預(yù)報(bào)、抗災(zāi)、減災(zāi)提供更快，更準(zhǔn)、更豐富的信息，是抗災(zāi)減災(zāi)工作的首要環(huán)節(jié)。在加強(qiáng)地面各類要素觀測(cè)的同時(shí)，迫切需要快速發(fā)展全天時(shí)、全天候、高時(shí)間分辨率、高空間分辨率、高輻射分辨率、多種用途的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，這類空間基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)越早越好。

國(guó)家減災(zāi)委的專家認(rèn)為，應(yīng)該盡快實(shí)現(xiàn)環(huán)境減災(zāi)星座與高分辯率系統(tǒng)衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行；要建立國(guó)家級(jí)衛(wèi)星、航空資源應(yīng)急協(xié)調(diào)長(zhǎng)效機(jī)制；建立基于減災(zāi)衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)，建立多星，多載荷、高時(shí)效的遙感減災(zāi)應(yīng)用平臺(tái)；突破多星資源應(yīng)用科技關(guān)鍵技術(shù)，推廣遙感減災(zāi)應(yīng)用示范工程，提高地方遙感應(yīng)用水平。

中國(guó)空間技術(shù)研究院的專家指出，應(yīng)急救災(zāi)對(duì)我國(guó)發(fā)展高分辨率衛(wèi)星技術(shù)手段方面，提出了高清晰、多時(shí)段、全天候、多譜段、三維立體成像、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)回放等需求，必須迅速建立由數(shù)顆衛(wèi)星和相應(yīng)地面應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成的國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)天基信息保障體系，實(shí)現(xiàn)全天候、全天時(shí)、全方位、無(wú)縫隙的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，并實(shí)現(xiàn)適時(shí)可靠的傳輸與共享。針對(duì)我國(guó)現(xiàn)有的氣象衛(wèi)星，資源衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星以及環(huán)境與減災(zāi)小衛(wèi)星星座等衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)體系，應(yīng)補(bǔ)充發(fā)展高分辨、寬覆蓋、多頻段、多極化的微波遙感成像技術(shù)。抗災(zāi)減災(zāi)必須具備機(jī)動(dòng)快速調(diào)度與服務(wù)能力，在災(zāi)情出現(xiàn)前后能對(duì)受災(zāi)區(qū)域?qū)嵤┎婚g斷監(jiān)測(cè)。為此，國(guó)家減災(zāi)委專家建議在3至5年內(nèi)，利用已有技術(shù)發(fā)射多顆高分辨率雷達(dá)衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)境衛(wèi)星與高分辨率遙感系統(tǒng)星座組網(wǎng)運(yùn)行。

一些專家說(shuō)，建設(shè)空間基礎(chǔ)設(shè)施，首先要做好總體設(shè)計(jì)，研制防災(zāi)減災(zāi)系列衛(wèi)星，保證衛(wèi)星長(zhǎng)壽命在軌連續(xù)運(yùn)行；逐步提高探測(cè)器的性能，提高衛(wèi)星應(yīng)用水平；保證星地系統(tǒng)一體化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)多衛(wèi)星的統(tǒng)一調(diào)度，發(fā)揮衛(wèi)星的綜合效應(yīng)。

加快雷達(dá)衛(wèi)星的發(fā)展，增加其在軌數(shù)量。由于此類衛(wèi)星在災(zāi)害監(jiān)測(cè)上具有全天候、全天時(shí)、大范圍觀測(cè)、不受災(zāi)區(qū)環(huán)境影響和對(duì)任何危險(xiǎn)地區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)等優(yōu)勢(shì)，專家建議，要加快雷達(dá)衛(wèi)星的發(fā)展。由于震前、震期和震后要求差別大，特別是震期對(duì)時(shí)間分辨率要求高，單顆衛(wèi)星很難滿足要求，所以要考慮采用多顆衛(wèi)星組網(wǎng)連續(xù)覆蓋，并具有全天候監(jiān)測(cè)和凝視能力；實(shí)現(xiàn)多頻段、多極化；通過(guò)多頻段、多極化數(shù)據(jù)融合，以獲取更多信息；要大幅度提高時(shí)間分辨率和空間分辨率。測(cè)繪部門的專家認(rèn)為，要加強(qiáng)高性能、高效率測(cè)繪衛(wèi)星的發(fā)展，以提高抗災(zāi)保障能力和效率。由此可見(jiàn)，利用航天遙感手段預(yù)防和減輕自然災(zāi)害是大勢(shì)所趨。

彌補(bǔ)我國(guó)衛(wèi)星通信的“短板”

汶川地震造成通信系統(tǒng)嚴(yán)重破壞，給了解情況，指揮抗震救災(zāi)帶來(lái)了極大的困難。然而，一場(chǎng)大震何以造成通信癱瘓，該怎樣避免在自然災(zāi)害面前通信失靈的問(wèn)題重蹈覆轍?航天專家們對(duì)此展開(kāi)了思考，這對(duì)加強(qiáng)我國(guó)通信衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)，增強(qiáng)在應(yīng)急情況下的通信保障能力頗有啟示。

航天專家戚發(fā)軔院士認(rèn)為，目前我國(guó)移動(dòng)通信系統(tǒng)主要通過(guò)地面蜂窩傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)，而當(dāng)通信光纜和地面設(shè)施遭到破壞后，通信必將陷于癱瘓，汶川地震震中地區(qū)無(wú)法與外界聯(lián)系，就是一個(gè)有力的證明。由于我國(guó)還沒(méi)有自主的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，災(zāi)害救援人員只能使用如海事衛(wèi)星電話等國(guó)外衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，這種狀況，不但難以保障搶險(xiǎn)救災(zāi)對(duì)應(yīng)急通信的需求，而且通信系統(tǒng)是外國(guó)的，使得我國(guó)在衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)發(fā)展中沒(méi)有主動(dòng)權(quán)。此類狀況也使我國(guó)難以獲得完備的通信安全機(jī)制，同時(shí)也沒(méi)有通信保密可言。

還有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，目前我國(guó)境內(nèi)的衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)企業(yè)擁有“中衛(wèi)一號(hào)”、“鑫諾一號(hào)”、“鑫諾三號(hào)”、“中星六號(hào)B”和“中星九號(hào)”等5顆在軌運(yùn)營(yíng)衛(wèi)星，而這些衛(wèi)星資源都實(shí)行企業(yè)市場(chǎng)化運(yùn)作，國(guó)家沒(méi)有通信衛(wèi)星資源的戰(zhàn)略儲(chǔ)備，遇到緊急狀況時(shí)，只能主要依靠衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)企業(yè)的臨時(shí)調(diào)撥，這種狀況滿足不了應(yīng)急需求。

衛(wèi)星寬帶通信在寬帶服務(wù)方面具有優(yōu)勢(shì)，在災(zāi)害發(fā)生時(shí)，可以提供實(shí)時(shí)的寬帶多媒體信息，為災(zāi)區(qū)提供雙向視頻語(yǔ)音通信、新聞稿件和圖片傳輸、災(zāi)區(qū)受損情況數(shù)據(jù)和圖像傳輸?shù)热轿坏耐ㄐ疟Ｕ?。此外，衛(wèi)星寬帶通信還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療和寬帶上網(wǎng)等諸多業(yè)務(wù)，是地面寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要補(bǔ)充，而我國(guó)目前還沒(méi)有自主的寬帶通信衛(wèi)星。

目前的現(xiàn)狀是：國(guó)內(nèi)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)大多為行業(yè)專網(wǎng)、商業(yè)網(wǎng)缺乏扶植，各地沒(méi)有備用系統(tǒng)，在出現(xiàn)自然災(zāi)害等突發(fā)事件時(shí)，缺乏機(jī)動(dòng)性、靈活性……

衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設(shè)要步入“快車道”

最近幾年發(fā)生的“9·11”及印度洋海嘯，倫敦地鐵恐怖爆炸等突發(fā)事件中，衛(wèi)星通信發(fā)揮了極其重要的作用。日本阪神大地震期間，災(zāi)區(qū)與外界的通信主要依靠各種移動(dòng)衛(wèi)星電話、衛(wèi)星應(yīng)急通信車和便攜式國(guó)際海事衛(wèi)星移動(dòng)終端等設(shè)備。共有8顆日本國(guó)內(nèi)通信廣播衛(wèi)星和多顆國(guó)際通信衛(wèi)星投入救災(zāi)行動(dòng)，在短期內(nèi)建立起了應(yīng)急通信系統(tǒng)，為災(zāi)民提供了衛(wèi)星電話通信服務(wù)。美國(guó)卡特里娜颶風(fēng)災(zāi)害救援行動(dòng)中，多顆通信衛(wèi)星“齊上陣”，以便供災(zāi)區(qū)使用。美國(guó)在災(zāi)后的評(píng)估報(bào)告中認(rèn)為：在應(yīng)急響應(yīng)情況下，不能過(guò)分依賴地面通信系統(tǒng)，衛(wèi)星通信是此時(shí)不可或缺的戰(zhàn)略性資源。通信衛(wèi)星在我國(guó)南方冰雪災(zāi)害和四川地震救災(zāi)活動(dòng)中的應(yīng)用再次證明，衛(wèi)星通信系統(tǒng)是國(guó)家電信基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在國(guó)家應(yīng)急救災(zāi)響應(yīng)中具有不可替代的作用。為此，世界各國(guó)均對(duì)建立社會(huì)應(yīng)急系統(tǒng)給予了高度的重視，特別是借助衛(wèi)星，有線、無(wú)線等通信技術(shù)建立了專用通信系統(tǒng)，并配置衛(wèi)星通信車，衛(wèi)星移動(dòng)電話、衛(wèi)星導(dǎo)航和地理信息服務(wù)等專用系統(tǒng)設(shè)備，以保障在自然災(zāi)害、恐怖主義襲擊等突發(fā)事件發(fā)生時(shí)的信息通信順暢。

我國(guó)的衛(wèi)星通信在防災(zāi)救災(zāi)事業(yè)方面的需求和現(xiàn)實(shí)之間所存在的差距，也對(duì)加快我國(guó)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的建設(shè)提出了客觀需求。專家認(rèn)為，加快衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設(shè)迫在眉睫。

建議之一：國(guó)家要高度重視，加快衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設(shè)。據(jù)有關(guān)資料顯示，世界各國(guó)均對(duì)建立包括衛(wèi)星通信在內(nèi)的社會(huì)應(yīng)急系統(tǒng)給予了高度的重視。國(guó)際上，航天大國(guó)均十分重視發(fā)展衛(wèi)星通信技術(shù)。美國(guó)在“9·11”襲擊和卡特琳娜颶風(fēng)發(fā)生之后，針對(duì)如何更加緊密有效地整合衛(wèi)星通信與地面通信網(wǎng)絡(luò)，以提高第一響應(yīng)能力，參議院舉行了專門的聽(tīng)證會(huì)，呼吁為新的技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)建立基金，為第一響應(yīng)建設(shè)新的通信網(wǎng)絡(luò)，以應(yīng)對(duì)未來(lái)新的災(zāi)害。

“9·11”襲擊后，美國(guó)衛(wèi)星通信廣播電視的衛(wèi)星資源使用量增長(zhǎng)了3倍，卡特琳娜颶風(fēng)使奧爾良地區(qū)60％的移動(dòng)電話和70％的廣播電臺(tái)癱瘓，200萬(wàn)移動(dòng)用戶無(wú)法通信，而固定衛(wèi)星通信、移動(dòng)衛(wèi)星通信和衛(wèi)星廣播電視卻沒(méi)有受到破壞，為救援和災(zāi)后重建提供了有力的支持。航天專家范本堯院士建議，國(guó)家要大力發(fā)展多用途的大容量通信衛(wèi)星，建設(shè)由衛(wèi)星固定通信、衛(wèi)星移動(dòng)通信和衛(wèi)星寬帶通信構(gòu)成的我國(guó)衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

建議之二：國(guó)家主導(dǎo)，建設(shè)自主衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。衛(wèi)星移動(dòng)通信具有能夠充分發(fā)揮衛(wèi)星通信靈活和覆蓋寬的優(yōu)勢(shì)，是解決突發(fā)事件通信問(wèn)題的有效手段。我國(guó)空間技術(shù)研究院有關(guān)專家建議，國(guó)家要從戰(zhàn)略的高度，提高對(duì)衛(wèi)星移動(dòng)通信戰(zhàn)略地位的認(rèn)識(shí)，對(duì)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的建設(shè)資金給予大力支持，加速發(fā)展“S波段靜止軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)”，在大災(zāi)發(fā)生時(shí)，該系統(tǒng)能在第一時(shí)間實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)，確保通信暢通。

建議之三：國(guó)家政策扶持，做好通信衛(wèi)星資源的戰(zhàn)略儲(chǔ)備。由于衛(wèi)星通信業(yè)具有投入大、產(chǎn)量小、科技含量高等特殊行業(yè)特點(diǎn)，離開(kāi)政府的引導(dǎo)和支持，單純依靠市場(chǎng)力量難以保證技術(shù)、業(yè)務(wù)創(chuàng)新及其發(fā)展。專家認(rèn)為，國(guó)家用于戰(zhàn)略儲(chǔ)備的衛(wèi)星通信資源不能完全靠市場(chǎng)化來(lái)解決，因此，國(guó)家應(yīng)加強(qiáng)對(duì)衛(wèi)星通信資源的戰(zhàn)略儲(chǔ)備，對(duì)衛(wèi)星通信廣播進(jìn)行政策扶持和經(jīng)濟(jì)投入。

責(zé)任編輯兆然