文 | 蘇光 王華 余驍 冷艷麗 中國(guó)空間技術(shù)研究院

一、衛(wèi)星應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀及前景

50年來(lái)，我國(guó)應(yīng)用衛(wèi)星得到快速發(fā)展，截至2018年底，在軌應(yīng)用衛(wèi)星超過(guò)200顆，包括對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、通信衛(wèi)星等，基本構(gòu)成了應(yīng)用衛(wèi)星體系，為航天技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

1.獲取豐富信息，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展

各類應(yīng)用衛(wèi)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(yōu)勢(shì)，是國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施不可或缺的重要組成部分，在國(guó)家信息高速公路、數(shù)字中國(guó)、智慧城市建設(shè)以及服務(wù)人民生產(chǎn)、生活，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向信息化轉(zhuǎn)型上發(fā)揮了重要作用。

建設(shè)全國(guó)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)：原國(guó)家測(cè)繪地理信息局實(shí)施了西部測(cè)圖工程、1：5萬(wàn)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)更新工程。兩大國(guó)家級(jí)測(cè)繪工程成果在信息化建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、防災(zāi)減災(zāi)和災(zāi)后重建、城鄉(xiāng)規(guī)劃、資源調(diào)查與開發(fā)、交通運(yùn)輸、生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)、國(guó)防建設(shè)、人民生活等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

數(shù)字化地球和信息化社會(huì)建設(shè)：高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)與導(dǎo)航信息、地理信息相結(jié)合，通過(guò)衛(wèi)星通信等傳輸手段，建設(shè)數(shù)字地球、數(shù)字中國(guó)、智慧城市等；構(gòu)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(tǒng)產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展

衛(wèi)星應(yīng)用在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中推廣與融合，促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

精細(xì)農(nóng)業(yè)：將衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感和地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的3S技術(shù)引入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)升級(jí)改造成精耕細(xì)作的精細(xì)農(nóng)業(yè)。

航天育種：為農(nóng)業(yè)育種提供了新的技術(shù)手段，進(jìn)行了幾十次空間搭載，并發(fā)射了專用的育種衛(wèi)星。培育并通過(guò)國(guó)家或省級(jí)鑒定的百余項(xiàng)新品種。培育出眾多航天生物保健制品。

現(xiàn)代物流：衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)和衛(wèi)星通信技術(shù)促進(jìn)了基于位置服務(wù)的發(fā)展，并進(jìn)一步促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，使得車輛指揮調(diào)度、出行路線規(guī)劃、危險(xiǎn)品運(yùn)輸監(jiān)控、貨物定位與調(diào)配等更加科學(xué)、合理、高效，物流業(yè)發(fā)展進(jìn)入新時(shí)代。

3.服務(wù)國(guó)家重點(diǎn)工程建設(shè)

衛(wèi)星遙感應(yīng)用在大型重點(diǎn)工程建設(shè)，如三峽工程選址與環(huán)境監(jiān)測(cè)、南水北調(diào)、西氣東輸、青藏鐵路選線等，以其廣域覆蓋的優(yōu)勢(shì)，從全局高度進(jìn)行工程地質(zhì)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和生態(tài)環(huán)境評(píng)估，保障工程的穩(wěn)定性， 提高工程效益。

三峽工程監(jiān)測(cè)：利用衛(wèi)星遙感影像，對(duì)三峽工程進(jìn)行基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、工程穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，并對(duì)蓄水后進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)估（見圖1）。

圖1 三峽水庫(kù)衛(wèi)星影像

南水北調(diào)工程：利用中巴資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)制作了南水北調(diào)工程沿線三維立體衛(wèi)星影像圖，為決策提供依據(jù)。

4.防災(zāi)減災(zāi)，提高應(yīng)急響應(yīng)和保障能力

在重大災(zāi)害發(fā)生時(shí)，天基衛(wèi)星系統(tǒng)成為災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)的重要甚至是唯一手段。導(dǎo)航衛(wèi)星可以及時(shí)確定災(zāi)害發(fā)生位置和范圍；衛(wèi)星通信可以及時(shí)報(bào)告受災(zāi)信息并進(jìn)行救災(zāi)指揮；對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星能夠?qū)?zāi)害進(jìn)行大范圍、全天候、全天時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為緊急救援、災(zāi)后救助及恢復(fù)重建和環(huán)境保護(hù)工作提供依據(jù)。

支撐國(guó)家減災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)：集衛(wèi)星遙感、導(dǎo)航和通信及地理空間信息系統(tǒng)于一體，支撐中央、省、地、縣 “四級(jí)減災(zāi)” 體系建設(shè)。

國(guó)家公用應(yīng)急寬帶VSAT通信網(wǎng)建設(shè)：利用寬帶VSAT通信的國(guó)家應(yīng)急通信網(wǎng)，在我國(guó)局部地區(qū)遭受到嚴(yán)重自然災(zāi)害或發(fā)生重大突發(fā)事件時(shí)，能夠快速布署、及時(shí)建立衛(wèi)星鏈路，以保障地面通信鏈路嚴(yán)重受損情況下的信息暢通，滿足國(guó)家應(yīng)急體系的通信需求。

臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性天氣的監(jiān)測(cè)與預(yù)警預(yù)報(bào)：風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星，采用靜止軌道和極軌兩種軌道，實(shí)現(xiàn)全球全天候氣象觀測(cè)，大大提高了氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，對(duì)災(zāi)害性天氣如臺(tái)風(fēng)、暴雨等可實(shí)施連續(xù)監(jiān)測(cè)，減少了人民生命、財(cái)產(chǎn)的損失。

旱澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)：利用氣象衛(wèi)星、環(huán)境衛(wèi)星以及資源衛(wèi)星可以對(duì)干旱和暴雨等災(zāi)害進(jìn)行預(yù)報(bào)、預(yù)警，并監(jiān)測(cè)災(zāi)害強(qiáng)度、范圍，為防災(zāi)救災(zāi)提供決策支持。

5.清查資源，提供決策依據(jù)

資源是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，常規(guī)資源調(diào)查手段周期長(zhǎng)，投入人力、物力巨大；衛(wèi)星技術(shù)投資少，時(shí)間短，精度高，成為國(guó)土資源調(diào)查、森林資源清查、水利資源普查、文物普查等資源調(diào)查的主要技術(shù)支撐手段。

全國(guó)土地資源調(diào)查：2007年7月至2009年底，利用兩年時(shí)間高效完成第二次全國(guó)土地資源調(diào)查；而第一次全國(guó)調(diào)查自1984年始，1996年結(jié)束，歷時(shí)12年。利用調(diào)查成果，開展全國(guó)土地利用遙感監(jiān)測(cè)“一張圖”工程，每年獲取土地利用變化狀況。

林業(yè)資源調(diào)查： 在遙感、導(dǎo)航定位和地理信息系統(tǒng)技術(shù)支持下，開展年度遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)全國(guó)森林植被的宏觀變化趨勢(shì)。

水利資源調(diào)查：開展全國(guó)水利普查工作，利用衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的作業(yè)方式，使得水利普查的工作效率大幅提高。

6.保護(hù)環(huán)境，建設(shè)美好家園

良好的生態(tài)、優(yōu)美的環(huán)境是人類幸福生活的保障，天基信息系統(tǒng)時(shí)刻獲取人們關(guān)注的生態(tài)變化，大氣、海洋和陸地的環(huán)境污染和保護(hù)狀況，為發(fā)現(xiàn)污染、治理污染、保護(hù)環(huán)境提供及時(shí)準(zhǔn)確的決策數(shù)據(jù)。

海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)：海洋衛(wèi)星的發(fā)展，使得認(rèn)識(shí)海洋由點(diǎn)、線向面、全球擴(kuò)展。海洋衛(wèi)星已經(jīng)成為我國(guó)海洋立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成部分，應(yīng)用于海洋環(huán)境、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、海洋資源開發(fā)與管理以及全球氣候變化等方面（見圖2）。

圖2 海洋環(huán)境調(diào)查

沙塵暴監(jiān)測(cè)：依據(jù)氣象衛(wèi)星，建立了沙塵天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)并進(jìn)入業(yè)務(wù)化運(yùn)行。2002年3月1日的首次預(yù)報(bào)中，沙塵暴就被預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)準(zhǔn)確捕獲。此后發(fā)生的沙塵暴，都被系統(tǒng)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)并及時(shí)預(yù)報(bào)（見圖3）。

圖3 沙塵暴監(jiān)測(cè)

7.產(chǎn)生了新的學(xué)科或技術(shù)分支

衛(wèi)星及其應(yīng)用帶動(dòng)了人工智能、機(jī)器人、遙操作、光學(xué)通信、無(wú)線電傳輸、數(shù)據(jù)處理和新材料、新能源等大量新技術(shù)的發(fā)展。衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)推動(dòng)了氣象學(xué)、海洋學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)、測(cè)繪學(xué)的發(fā)展，產(chǎn)生了一系列新的分支學(xué)科。

8.提高了人們認(rèn)識(shí)世界的能力

太空觀測(cè)，大大更新了人類對(duì)于地球空間、太陽(yáng)系和整個(gè)宇宙的認(rèn)識(shí)，推動(dòng)了天文學(xué)、空間物理學(xué)、高能物理學(xué)等的發(fā)展。

對(duì)地球的綜合觀測(cè)，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(gè)統(tǒng)一體去研究、認(rèn)識(shí)地球的演化規(guī)律和變化特點(diǎn)，從而更加合理地利用地球、管理地球和保護(hù)地球，使人類在地球上可持續(xù)地生存與發(fā)展下去。

二、衛(wèi)星應(yīng)用未來(lái)發(fā)展的思考

隨著國(guó)家在航天領(lǐng)域的持續(xù)投入，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)逐步建設(shè)完成，正式步入全球組網(wǎng)的新階段；高分專項(xiàng)快速推進(jìn)，多顆遙感衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行成功，對(duì)地觀測(cè)能力實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍；高通量通信衛(wèi)星“中星16號(hào)”發(fā)射，正式開啟衛(wèi)星“寬帶中國(guó)”新時(shí)代；低軌移動(dòng)寬帶通信星座正式進(jìn)入研制階段。天基資源日益豐富，具備了通過(guò)天基信息綜合應(yīng)用更好地服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。同時(shí)，國(guó)防信息化建設(shè)的深入推進(jìn)，對(duì)天基信息支撐提出了更高的要求，更好地發(fā)揮天基信息效用，已經(jīng)成為未來(lái)國(guó)防建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和迫切需求，衛(wèi)星應(yīng)用的市場(chǎng)前景非常廣闊 。關(guān)于衛(wèi)星應(yīng)用未來(lái)的發(fā)展有以下幾點(diǎn)思考。

1.強(qiáng)化衛(wèi)星應(yīng)用的總體牽引帶動(dòng)作用

加強(qiáng)衛(wèi)星應(yīng)用總體的頂層牽引帶動(dòng)作用，重點(diǎn)面向天基信息系統(tǒng)支持國(guó)防建設(shè)、天基信息系統(tǒng)支持企業(yè)客戶智能轉(zhuǎn)型升級(jí)、天基信息系統(tǒng)支持政府社會(huì)治理智能轉(zhuǎn)型等三大主攻方向，進(jìn)一步發(fā)揮“天地一體化”優(yōu)勢(shì)，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)相關(guān)優(yōu)質(zhì)資源，要著力打通從天基信息獲取、到地面終端研制及系統(tǒng)集成、再到綜合信息運(yùn)營(yíng)服務(wù)的全產(chǎn)業(yè)鏈，把握核心關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提升衛(wèi)星應(yīng)用頂層能力和全面解決方案的提供能力，促進(jìn)衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的做強(qiáng)做大。

2.用好上市公司平臺(tái)助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展

發(fā)揮好上市公司資源整合、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和資本運(yùn)作的平臺(tái)作用，通過(guò)資本市場(chǎng)融資、股權(quán)多元化等渠道，充實(shí)衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展資本。實(shí)現(xiàn)資本的良性循環(huán)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)壯大。增強(qiáng)并購(gòu)整合能力，完善產(chǎn)業(yè)布局，打造由衛(wèi)星研制、衛(wèi)星地面設(shè)備制造、衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)集成，到衛(wèi)星綜合信息服務(wù)的全產(chǎn)業(yè)鏈。充分利用資本市場(chǎng)規(guī)范性和高效性，完善產(chǎn)業(yè)公司治理機(jī)制，創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制，提升產(chǎn)業(yè)公司管理水平和效率，為衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供持續(xù)動(dòng)力和資金支持。以中國(guó)衛(wèi)星所屬的航天恒星科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱航天恒星）為例，2008年中國(guó)空間技術(shù)研究院將航天恒星注入中國(guó)衛(wèi)星，成為上市公司核心子公司，航天恒星在進(jìn)入上市公司后，借助資本平臺(tái)累計(jì)獲得12.5億元資金投入，支撐了衛(wèi)星應(yīng)用業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，逐漸成長(zhǎng)為以衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感、智慧城市等業(yè)務(wù)領(lǐng)域?yàn)橹?，具備從芯片、終端、系統(tǒng)集成到運(yùn)營(yíng)服務(wù)的全產(chǎn)業(yè)鏈能力的龍頭企業(yè)，經(jīng)濟(jì)規(guī)模由2007年的3.5億元，迅速增長(zhǎng)至2017年的近35億元。航天恒星是借助資本市場(chǎng)、創(chuàng)新體制機(jī)制、激發(fā)企業(yè)活力、實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的典范。

3.加強(qiáng)軍民融合技術(shù)轉(zhuǎn)化和應(yīng)用

堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，落實(shí)國(guó)家軍民融合戰(zhàn)略。多年來(lái)國(guó)家對(duì)航天領(lǐng)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(fā)揮航天軍工優(yōu)勢(shì)技術(shù)和能力，推進(jìn)衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域軍民共生優(yōu)勢(shì)技術(shù)的轉(zhuǎn)化，集中資源優(yōu)勢(shì)，聚焦衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，打造特色產(chǎn)業(yè)。構(gòu)建技術(shù)轉(zhuǎn)化服務(wù)體系，優(yōu)化服務(wù)機(jī)制，提升服務(wù)能力，助推成果轉(zhuǎn)化。基于人才、成果資源優(yōu)勢(shì)，將轉(zhuǎn)化工作規(guī)范化、流程化。完善重點(diǎn)技術(shù)研發(fā)和基礎(chǔ)研究的創(chuàng)新投入機(jī)制，加大扶持資金的力度。充分利用社會(huì)資源實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)在國(guó)防領(lǐng)域和民用領(lǐng)域雙向流動(dòng)、高效利用。以中國(guó)空間技術(shù)研究院所屬的康拓紅外技術(shù)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱康拓紅外）為例，康拓紅外原為中國(guó)空間技術(shù)研究院北京控制工程研究所一個(gè)研究室的一個(gè)課題組，2007年改制成立公司，2015年在創(chuàng)業(yè)板上市；康拓紅外堅(jiān)持深耕鐵路行業(yè)十余年，將應(yīng)用于衛(wèi)星姿態(tài)控制的紅外探測(cè)技術(shù)成功引入我國(guó)鐵路車輛安全領(lǐng)域，成為國(guó)內(nèi)最早進(jìn)入鐵路車輛安全檢測(cè)領(lǐng)域的鐵路外企業(yè)，并逐步替代了進(jìn)口產(chǎn)品，自主研發(fā)的鐵路車輛紅外軸溫檢測(cè)系統(tǒng)，已在全路14個(gè)鐵路局及地方鐵路得到普遍應(yīng)用，覆蓋包括京滬、京廣、京九等主要鐵路干線在內(nèi)的數(shù)萬(wàn)公里運(yùn)營(yíng)線線路，占據(jù)了行業(yè)市場(chǎng)1/3的份額；康拓紅外是依托宇航優(yōu)勢(shì)技術(shù)，從研究室發(fā)展到上市公司，實(shí)現(xiàn)軍民融合發(fā)展的典型案例。

4.加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用開放合作

堅(jiān)定改革發(fā)展的信念，秉承“開放融合”的心態(tài)，加強(qiáng)與國(guó)家部委、地方政府的溝通，加大高校、研發(fā)機(jī)構(gòu)、企業(yè)、用戶主體之間的對(duì)接和互動(dòng)。探索在衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用合作新模式、新機(jī)制，構(gòu)建以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系，提高衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域自主創(chuàng)新和協(xié)同創(chuàng)新能力。