龔燃(北京空間科技信息研究所)
對地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù),特別是高分辨率對地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性資源,在經(jīng)濟建設(shè)、國防安全和社會活動中有著廣泛而深入的應(yīng)用,得到了越來越多國家的關(guān)注與重視。隨著各國對地觀測衛(wèi)星圖像需求量的日益增加,世界各國加快了對地觀測及其數(shù)據(jù)使用的相關(guān)政策、法規(guī)的制定,在發(fā)展對地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)、推動對地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用的同時,有力地提升了產(chǎn)品和服務(wù)的競爭力,積極謀求海外投資、開拓國際市場、加強國際合作的國際化之路,保證各國經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。
盡管對地觀測市場僅為全球航天經(jīng)濟中很小的一部分,但其增長速度十分可觀。2013年,對地觀測總收入約為23億美元,比2012年增長了5%,預(yù)計到2022年,全球商業(yè)對地觀測數(shù)據(jù)的年銷售收入將達到35億美元。隨著我國對地觀測技術(shù)的持續(xù)快速發(fā)展,衛(wèi)星整星出口及國際業(yè)務(wù)不斷擴大,中國的對地觀測國際化進程正進一步加快。在不斷滿足國際用戶需求的基礎(chǔ)上,我國對地觀測衛(wèi)星出口與數(shù)據(jù)服務(wù)將大有可為。
激勵美國航天企業(yè)進軍全球市場,保持并增強美國在國際商業(yè)航天市場中的競爭力是美國《國家航天政策》提出的重要戰(zhàn)略目標(biāo)之一。然而,在衛(wèi)星對地觀測應(yīng)用領(lǐng)域,隨著商業(yè)用戶對高分辨率對地觀測數(shù)據(jù)的需求逐年走高,美國對商業(yè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)設(shè)置的0.5m分辨率的限制已難以滿足當(dāng)前商業(yè)用戶的需求。2013年早些時候,美國數(shù)字地球公司(DigitalGlobe)就曾向負責(zé)頒發(fā)商業(yè)遙感衛(wèi)星運營許可證的美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)申請銷售0.25m分辨率的衛(wèi)星圖像。2013年11月15日,美國參議院情報委員在2014年情報授權(quán)法案補充的報告中提出,建議美國政府批準(zhǔn)商業(yè)運營商在公開市場上銷售更高分辨率的衛(wèi)星圖像。2014年6月,數(shù)字地球公司正式獲得美國商務(wù)部的批準(zhǔn),可以向其所有用戶銷售全色分辨率0.25m,多光譜分辨率1m的衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)。美國政府這一放寬商業(yè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)分辨率限制的舉措,可能會引發(fā)商業(yè)衛(wèi)星對地觀測數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)格局的新變化。
近幾年,歐洲主要航天國家也瞄準(zhǔn)國際市場需求,大力加強與美國、俄羅斯等航天先進國家以及新興航天國家的合作,不斷提高其在國際市場上的份額。2013年,歐洲與俄羅斯在航天發(fā)射、整星及部件單機方面多次開展合作,積極參與俄羅斯對地觀測衛(wèi)星研制項目競標(biāo)。為謀取航天產(chǎn)業(yè)利潤,歐洲通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓、聯(lián)合研制等多種手段進入新興航天國家市場。如泰雷茲-阿萊尼亞法國公司為巴西研制軍民兩用通信衛(wèi)星以及法國為阿聯(lián)酋研制0.7m分辨率“鷹眼”(Falcon Eye)光學(xué)偵察衛(wèi)星,都同時簽訂了技術(shù)轉(zhuǎn)讓或人才培訓(xùn)協(xié)議。歐洲還通過產(chǎn)業(yè)重組和企業(yè)并購擴大全球影響力,提升歐洲航天企業(yè)的全球競爭力,如空客防務(wù)與航天公司下屬的阿斯特留姆公司重組內(nèi)部業(yè)務(wù),以及歐洲通信衛(wèi)星公司(EUTELSAT)收購墨西哥衛(wèi)星公司(SATMEX)等。此外,歐洲也正在積極研究將商業(yè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)分辨率限制放寬到0.25m,以進一步激活對地觀測數(shù)據(jù)應(yīng)用市場。
日本新《航天基本法》要求盡快解決好日本長期以來沒有真正解決好的研發(fā)與用戶需求的關(guān)系,做到“有計劃地推進航天開發(fā)應(yīng)用,使航天開發(fā)取得的研究成果順利地實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化”,盡快完成日本航天開發(fā)從以“研究開發(fā)為主導(dǎo)”向“建立以高技術(shù)實力基礎(chǔ)的應(yīng)用需求為主導(dǎo)”的轉(zhuǎn)變。日本經(jīng)產(chǎn)省則再次提出:日本的航天不能僅僅停留在出口元器件和以地面設(shè)施為主的設(shè)備出口,要在大幅度地增加元器件和地面設(shè)施出口的基礎(chǔ)上,通過盡快地提高日本航天產(chǎn)品的可靠性,降低成本,增強整星市場競爭力。此外,日本還重視開展航天外交,以打包方式向國際特別是發(fā)展中國家推介日本的航天產(chǎn)品。2013年12月底,日本內(nèi)閣府宇宙戰(zhàn)略室公布了2014財年航天開發(fā)預(yù)算,其總額度達3666億日元(約合35.9億美元),在審定預(yù)算經(jīng)費時,強調(diào)要落實內(nèi)閣總理大臣安倍提出的“提升航天開發(fā)能力和應(yīng)用水平”作為核心目標(biāo),全力推進航天應(yīng)用—鼓勵日本的企業(yè)“參與國際市場競爭,在競爭中提高技術(shù)和產(chǎn)品水平,增強航天產(chǎn)品在國際市場的競爭力上下功夫。這樣做不僅可獲得豐厚的經(jīng)濟利益,還可產(chǎn)生重大的政治利益—提高日本企業(yè)在國際上的知名度,提升日本在國際上的地位”。
國際市場主流衛(wèi)星商業(yè)運營模式
盡管韓國航天仍處于產(chǎn)業(yè)化的初期階段,但韓國航天工業(yè)開始呈現(xiàn)出持續(xù)向國際市場滲透的趨勢,特別是在對地觀測領(lǐng)域,韓國對地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)和小衛(wèi)星已進入國際市場,韓國航天企業(yè)實現(xiàn)了小衛(wèi)星及有效載荷和部件的出口,包括與馬來西亞合作的“拉扎克衛(wèi)星”(RazakSat,原名MACSAT)、為阿聯(lián)酋研制的迪拜衛(wèi)星-1、2(DubaiSat-1、2)、為西班牙研制的德莫斯-2(Deimos-2)衛(wèi)星等。韓國多用途衛(wèi)星-2、3(KOMPSAT-2、3)衛(wèi)星數(shù)據(jù)已實現(xiàn)國內(nèi)外銷售,2007年6月-2013年6月,韓國多用途衛(wèi)星-2衛(wèi)星數(shù)據(jù)銷售收入約為147億韓元(約合1361萬美元)。2014年5月,韓國出臺首個《衛(wèi)星應(yīng)用綜合規(guī)劃(2014-2018)》,再次明確了衛(wèi)星應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略性地位,提出大力發(fā)展衛(wèi)星應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式,是保障和改善民生的重要內(nèi)容。
西班牙德莫斯-2衛(wèi)星
當(dāng)前全球?qū)Φ赜^測衛(wèi)星市場梯度劃分明顯,根據(jù)市場特點可分為三部分。
發(fā)達對地觀測衛(wèi)星市場
發(fā)達對地觀測衛(wèi)星市場主要包括歐、美等發(fā)達國家的政府和企業(yè),它們擁有全球最先進的對地觀測衛(wèi)星和星座(如高分辨率、穩(wěn)定性、指向性、定位精度等),對全色分辨率需求優(yōu)于0.5m,衛(wèi)星造價普遍較高(在3億美元以上)。這些國家獲得的對地觀測數(shù)據(jù)除了滿足國內(nèi)需要,同時向全球用戶提供商業(yè)數(shù)據(jù),并開展同等層次的數(shù)據(jù)應(yīng)用合作。這部分市場主要具有如下特點。
(1)商業(yè)運營機制清晰
政府支持是商業(yè)運營商和服務(wù)提供商創(chuàng)建及維持其業(yè)務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵。這在美國尤為顯著,美國國家地理空間情報局(NGA)是數(shù)字地球公司的最大用戶,美國政府對商業(yè)衛(wèi)星運營商和服務(wù)商提供了持續(xù)的支持。對于其他國家,政府的支持也是必要的,政府和私營公司之間的合作主要采用3種運營模式。
模式一,政府擁有并運營對地觀測衛(wèi)星系統(tǒng),委托商業(yè)渠道銷售衛(wèi)星對地觀測數(shù)據(jù)產(chǎn)品,政府充當(dāng)擁有者、監(jiān)管者和用戶三重角色。如法國的“昴宿星”(Pleiades)衛(wèi)星由政府出資,通過斯波特-信息地球(SPOT-Infoterra)公司(2011年,斯波特成像公司和信息地球公司合并,2014年重組為歐洲空間客車公司的地理情報業(yè)務(wù))實現(xiàn)商業(yè)化;意大利的“地中海盆地觀測小衛(wèi)星星座”(COSMOSkyMed)通過e-GEOS公司實現(xiàn)商業(yè)化等。
模式二,政府與商業(yè)部門共同分擔(dān)衛(wèi)星研制與發(fā)射費用,衛(wèi)星商業(yè)化運營,商業(yè)化銷售對地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品,政府充當(dāng)監(jiān)管者、贊助方和用戶三重角色。如“X頻段陸地合成孔徑雷達”(TerraSAR-X)衛(wèi)星,由阿斯特留姆德國公司和德國航天局(DLR)共同出資,后者負責(zé)衛(wèi)星的運管及科學(xué)應(yīng)用,斯波特-信息地球公司負責(zé)遙感數(shù)據(jù)的商業(yè)銷售和市場開發(fā)。
模式三,衛(wèi)星與數(shù)據(jù)產(chǎn)品完全采取商業(yè)化運營模式,政府充當(dāng)監(jiān)管方和用戶的角色,典型代表為美國數(shù)字地球公司。
(2)衛(wèi)星制造商實力雄厚,衛(wèi)星技術(shù)指標(biāo)先進
這部分市場的衛(wèi)星制造商通常實力雄厚,包括阿斯特留姆、洛馬、鮑爾航天、泰雷茲-阿萊尼亞等公司,負責(zé)研制技術(shù)指標(biāo)先進、性能優(yōu)越的衛(wèi)星系統(tǒng);以及薩瑞衛(wèi)星技術(shù)、天空盒子成像等公司,負責(zé)研制相對低成本的小衛(wèi)星系統(tǒng),滿足用戶需求。未來,該部分市場的商業(yè)運營商將繼續(xù)采購高分辨率對地觀測衛(wèi)星,以滿足用戶需求,并在注重分辨率、幅寬等基本指標(biāo)的基礎(chǔ)上,繼續(xù)提高圖像精度、提升數(shù)據(jù)獲取能力,向高效能應(yīng)用的系統(tǒng)性能指標(biāo)轉(zhuǎn)變,同時對軌道設(shè)計、平臺、載荷能力等提出綜合性要求。
(3)商業(yè)市場細化
市場細化指企業(yè)決策者通過對市場調(diào)研,將市場中的某樣產(chǎn)品的整個市場劃分成幾個消費群的市場相關(guān)分類過程。目前,現(xiàn)有對地觀測衛(wèi)星已基本覆蓋各個領(lǐng)域的需求,針對不同用戶的具體應(yīng)用需求,對地觀測衛(wèi)星市場也逐漸細化。
德國快眼公司運營的“快眼”小衛(wèi)星星座,是全球首個能提供紅外譜段的商業(yè)衛(wèi)星星座,該星座主要面向全球客戶提供包括農(nóng)業(yè)、林業(yè)、能源、基礎(chǔ)建設(shè)、政府部門及突發(fā)事件等領(lǐng)域的解決方案,結(jié)合藍、綠、紅、近紅外等譜段數(shù)據(jù),能有效監(jiān)測植被狀況和生長異常。
美國天空盒子成像公司研制、采購成熟商業(yè)分系統(tǒng)、組件,計劃部署由24顆微衛(wèi)星組成的大規(guī)模商業(yè)星座系統(tǒng),其中首顆天空衛(wèi)星-1于2013年11月21日發(fā)射,是全球首顆1m分辨率CMOS面陣成像衛(wèi)星,設(shè)計壽命4年。同時,該公司還在全球范圍內(nèi)拓展其高分辨率數(shù)據(jù)分發(fā)合作伙伴范圍,擴展全球影響力。未來,這些創(chuàng)新系統(tǒng)將改變商業(yè)數(shù)據(jù)應(yīng)用、銷售和分發(fā)模式,推動天基對地觀測領(lǐng)域的重大變革。
德國“快眼”小衛(wèi)星星座
發(fā)展中對地觀測衛(wèi)星市場的典型商業(yè)衛(wèi)星
發(fā)展中對地觀測衛(wèi)星市場
這部分市場以印度、日本、韓國、以色列等國家為代表,這些國家具有對地觀測衛(wèi)星研制經(jīng)驗,通過自身能力,購買歐美等企業(yè)部件、組件、產(chǎn)品等制造衛(wèi)星,并已逐步形成對地觀測衛(wèi)星系列,構(gòu)建了本國的對地觀測衛(wèi)星星座,其獲得的對地觀測數(shù)據(jù)主要服務(wù)于國內(nèi)需要,并逐步開展數(shù)據(jù)商業(yè)化應(yīng)用。
這部分市場受到發(fā)達國家市場的影響,競爭環(huán)境異常激烈,要想進入發(fā)達對地觀測衛(wèi)星市場,須依靠本國的力量做好長期、合理的規(guī)劃。
初級對地觀測衛(wèi)星市場
這部分市場主要集中在南亞、東南亞、前獨聯(lián)體和拉美地區(qū)。這些國家航天技術(shù)實力薄弱,通過政府合作框架獲得政治或資金支持,積極發(fā)展本國的航天技術(shù),主要購買國外對地觀測小衛(wèi)星(300kg以下)來建設(shè)本國對地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)。衛(wèi)星性能指標(biāo)和造價相對較低,技術(shù)培訓(xùn)和轉(zhuǎn)讓需求強烈,獲得的對地觀測數(shù)據(jù)主要服務(wù)于國內(nèi)應(yīng)用需求,包括本國的衛(wèi)星采購、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、工程培訓(xùn)、政治等。
根據(jù)歐洲咨詢公司報告預(yù)測,未來10年內(nèi)擬建設(shè)的對地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)中,約34%的任務(wù)制造商還未明確,主要集中在亞洲、非洲和美洲地區(qū),衛(wèi)星主要包括阿塞拜疆遙感衛(wèi)星、埃及遙感衛(wèi)星、非洲資源管理衛(wèi)星(ARMS)星座等。
在國際商業(yè)對地觀測衛(wèi)星合作方面,該部分市場主要以空客防務(wù)與航天公司為代表,通過與新興國家聯(lián)合研制或出口衛(wèi)星制造技術(shù)(直接銷售或者技術(shù)轉(zhuǎn)讓等合約)占據(jù)著重要的對地觀測市場。
加拿大雷達衛(wèi)星-2
(1)政府在衛(wèi)星對地觀測市場起著重要作用
對地觀測衛(wèi)星圖像的應(yīng)用需求推動了對地觀測衛(wèi)星市場的發(fā)展,政府機構(gòu)在對地觀測衛(wèi)星市場中起非常重要的作用,商業(yè)化離不開政府采購的支持和影響,單純市場盈利難度大。政府機構(gòu)是對地觀測衛(wèi)星圖像的主要用戶,如數(shù)字地球公司80%的收入來自政府合同。盡管美國國家地理空間情報局消減了商業(yè)對地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)的經(jīng)費投入,導(dǎo)致數(shù)字地球和地球眼兩家公司合并,但美國國家地理空間情報局仍是全球最大的商業(yè)對地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)用戶。
政府機構(gòu)和對地觀測衛(wèi)星公司密切合作,涌現(xiàn)出一些跨國合作協(xié)議。例如,印度的“制圖衛(wèi)星”(Cartosat)、加拿大的“雷達衛(wèi)星”(Radarsat)和法意的“地中海盆地觀測小衛(wèi)星星
座”/“昴宿星”等許多項目都模糊了政府機構(gòu)和私有衛(wèi)星運營商之間的界限。這些衛(wèi)星運營商為全球政府機構(gòu)和商業(yè)用戶提供圖像數(shù)據(jù)。
初級對地觀測衛(wèi)星市場主要高分衛(wèi)星
(2)高空間分辨率對地觀測數(shù)據(jù)需求突出
當(dāng)前國際對地觀測衛(wèi)星市場可獲得的高端產(chǎn)品分辨率為光學(xué)0.5~1m,雷達1~3m,高分辨率對地觀測數(shù)據(jù)銷售收入占數(shù)據(jù)銷售總收入的80%以上。其中,光學(xué)圖像又占衛(wèi)星數(shù)據(jù)銷售量的主要部分,約為83%。同時,合成孔徑雷達和干涉合成孔徑雷達技術(shù)日益成為衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)中的重要方面,其圖像銷售量也在不斷增長。
(3)數(shù)據(jù)獲得及時性和連續(xù)性要求不斷增加
為了保證業(yè)務(wù)化的對地觀測服務(wù),用戶需要連續(xù)的數(shù)據(jù)接收和分發(fā),及時提供高分辨率、高精度光學(xué)和雷達數(shù)據(jù)是當(dāng)前的主要需求。各國政府和商業(yè)運營商均在積極建設(shè)對地觀測衛(wèi)星星座,部署后續(xù)衛(wèi)星,以提高觀測周期,保持數(shù)據(jù)的連續(xù)性,從而提高在對地觀測衛(wèi)星國際市場上的競爭力。
(4)新興國家逐漸形成衛(wèi)星出口市場
近幾年,越來越多的國家要發(fā)展本國的高分對地觀測衛(wèi)星,阿聯(lián)酋、土耳其、越南等國均通過采購或合研的方式提出了發(fā)展計劃。當(dāng)前,國際整星出口市場已經(jīng)普遍達到0.7~1m分辨率的水平,未來3~5年內(nèi)將進入0.5m分辨率時代。
這些國家發(fā)展本國高分衛(wèi)星不僅能滿足本國的需要,還能使許多其他國家和地區(qū)都成為了其高分圖像的長期用戶。目前,美國在高分對地觀測市場的霸主地位不斷受到挑戰(zhàn)。在出口技術(shù)方面,歐洲制造商通過直接出售或技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議,也獲得了成功。其中空客防務(wù)與航天公司是對地觀測衛(wèi)星出口市場上最大的承包商。
空客防務(wù)與航天公司的衛(wèi)星轉(zhuǎn)讓列表
(5)創(chuàng)新商業(yè)模式對全球商業(yè)對地觀測市場產(chǎn)生深遠影響
目前,國外幾類新型商業(yè)對地觀測系統(tǒng)已初見端倪,未來在中、高分辨率市場的競爭將會更加激烈。美國天空盒子成像公司計劃構(gòu)建由24顆衛(wèi)星構(gòu)成的對地觀測星座,目前已完成首顆業(yè)務(wù)星的部署,采用SMOS成像敏感器,具有高分辨率成像和高清視頻能力;行星實驗室(Planet Labs)公司以3U立方體衛(wèi)星為平臺,已構(gòu)建由28顆立方體衛(wèi)星組成的對地觀測衛(wèi)星星座,并計劃在未來12個月內(nèi)發(fā)射超過100顆類似衛(wèi)星,實現(xiàn)能力的飛躍。這些創(chuàng)新型商業(yè)對地觀測公司已初步或即將具備業(yè)務(wù)應(yīng)用能力,它們緊密結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計算等IT技術(shù),采用風(fēng)險投資作為發(fā)展手段,大膽嘗試商業(yè)模式創(chuàng)新,將對全球商業(yè)對地觀測衛(wèi)星市場帶來巨大變革。