文|葛榜軍 北京空間科技信息研究所
新中國成立70周年、航天事業(yè)發(fā)展60多年來,經(jīng)過航天科技工作者的艱苦努力和頑強拼搏,中國航天不斷發(fā)展壯大,由航天大國邁向航天強國。至2019年6月,在軌運行航天器達280余顆,其中應(yīng)用衛(wèi)星超過200顆,形成了氣象衛(wèi)星系列、資源衛(wèi)星系列、海洋衛(wèi)星系列、高分衛(wèi)星系列、導(dǎo)航衛(wèi)星星座、通信衛(wèi)星系列,構(gòu)成我國重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施。最近幾年,商業(yè)航天呈迅速發(fā)展之勢,商業(yè)衛(wèi)星與國家公益衛(wèi)星共同構(gòu)成了應(yīng)用衛(wèi)星體系,為我國衛(wèi)星應(yīng)用的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
衛(wèi)星應(yīng)用已經(jīng)廣泛地滲入人類生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域,發(fā)揮出傳統(tǒng)方式無法達到或難以實現(xiàn)的作用,從根本上改變了人們的思維方式、生產(chǎn)方式和生活方式,促進了生產(chǎn)力的發(fā)展,使整個社會和人類自身的面貌發(fā)生了深刻的變化。衛(wèi)星應(yīng)用已經(jīng)成為國家創(chuàng)新管理、保護資源環(huán)境、提升減災(zāi)能力、提供普遍信息服務(wù)以及培育新興產(chǎn)業(yè)不可或缺的手段。
隨著我國應(yīng)用衛(wèi)星的不斷成熟和完善,衛(wèi)星應(yīng)用水平也不斷提高、領(lǐng)域不斷擴展,從研究試驗發(fā)展為業(yè)務(wù)運行,在經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)中發(fā)揮了越來越重要的作用,國家各有關(guān)部門對于衛(wèi)星應(yīng)用從政策上給予了充分的保障。
1989年8月,李鵬總理在聽取首屆應(yīng)用衛(wèi)星與衛(wèi)星應(yīng)用研討會代表匯報時指示:我們的任務(wù),就是……使得衛(wèi)星的發(fā)展和衛(wèi)星的研制水平繼續(xù)提高,更重要的是在衛(wèi)星的應(yīng)用方面能夠更大普及,使應(yīng)用范圍更加廣泛,為社會發(fā)展和國民經(jīng)濟發(fā)展做出更大的貢獻[1]。
1994年7月,國家計委、國防科工委共同主辦了第一次全國衛(wèi)星應(yīng)用工作會議,會議的目的是加強衛(wèi)星應(yīng)用的統(tǒng)籌規(guī)劃和宏觀管理,會議制定了《關(guān)于加強我國衛(wèi)星應(yīng)用工作宏觀管理的意見》等文件,以指導(dǎo)和促進全國衛(wèi)星應(yīng)用的開展。
2000年11月,國務(wù)院新聞辦公室發(fā)布了首部《中國的航天》白皮書,明確了空間技術(shù)及應(yīng)用中遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)。近期目標(biāo)是建立長期穩(wěn)定運行的衛(wèi)星對地觀測體系,建立自主經(jīng)營的衛(wèi)星廣播通信系統(tǒng),建立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),建立協(xié)調(diào)配套的衛(wèi)星遙感應(yīng)用體系;遠(yuǎn)期目標(biāo)是空間技術(shù)和空間應(yīng)用實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和市場化,建成天地協(xié)調(diào)配套的衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng),形成完整、連續(xù)、長期穩(wěn)定運行的天地一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這是中國政府首次明確宣示新中國航天活動的現(xiàn)狀以及近期和長遠(yuǎn)發(fā)展的策略和規(guī)劃,成為中國航天未來發(fā)展的指導(dǎo)性文件[2]。
《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年》,提出實施國家科技重大專項高分辨率對地觀測系統(tǒng),形成時空協(xié)調(diào)、全天候、全天時的對地觀測系統(tǒng);建立對地觀測數(shù)據(jù)中心等地面支撐和運行系統(tǒng),提高我國空間數(shù)據(jù)自給率,形成空間信息產(chǎn)業(yè)鏈。
2007年11月,國家發(fā)改委、國防科工委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干意見》,意見明確提出要使衛(wèi)星應(yīng)用成為高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的新的增長點,并鼓勵社會投資和企業(yè)參與衛(wèi)星應(yīng)用。
2012年7月,國務(wù)院發(fā)布《十二五國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,再次明確建設(shè)國家空間基礎(chǔ)設(shè)施,建成完善的空間信息服務(wù)平臺以及應(yīng)用服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。
2015年10月,國家發(fā)改委、財政部、國防科工局聯(lián)合發(fā)布《國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃(2015—2025)》,指出通過跨系列、跨星座衛(wèi)星和數(shù)據(jù)資源組合應(yīng)用、多中心協(xié)調(diào)服務(wù)的方式,提供多類型、高質(zhì)量、穩(wěn)定可靠、規(guī)模化的空間信息綜合服務(wù)能力,支撐各行業(yè)的綜合應(yīng)用[3]。
2016年6月,國務(wù)院新聞辦公室發(fā)布《中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)》白皮書,提出建設(shè)世界一流的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),滿足國家安全與經(jīng)濟社會發(fā)展需求,向全球用戶提供連續(xù)、穩(wěn)定、可靠的服務(wù)。
2016年10月,國防科工局、國家發(fā)改委出臺《關(guān)于加快推進“一帶一路”空間信息走廊建設(shè)與應(yīng)用的指導(dǎo)意見》,明確建成設(shè)施齊全、服務(wù)高效的“一帶一路”空間信息走廊,為我國空間信息產(chǎn)業(yè)在走廊區(qū)的市場化和國際化奠定基礎(chǔ),惠及“一帶一路”沿線國家經(jīng)濟社會發(fā)展。
各產(chǎn)業(yè)部門和各級地方政府,在國家政策的指導(dǎo)下,出臺各項專項政策和區(qū)域、省域規(guī)劃,積極推廣衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)來改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)并力求有所突破,積極引導(dǎo)社會需求以拓展應(yīng)用的廣度和深度,以促進衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。在國家、各級政府和專業(yè)部門的支持和推動下,我國衛(wèi)星應(yīng)用迅速發(fā)展。
中國的衛(wèi)星遙感應(yīng)用起步于20世紀(jì)80年代初,初期利用國外遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)在地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)和國土資源等領(lǐng)域進行試驗應(yīng)用研究。隨著自主遙感衛(wèi)星的不斷發(fā)射,在國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的支持下開展了國土資源調(diào)查、氣象預(yù)報和海洋資源調(diào)查與監(jiān)測的應(yīng)用研究。目前遙感應(yīng)用已經(jīng)從試驗應(yīng)用轉(zhuǎn)向了業(yè)務(wù)化運行,已成為政府、企業(yè)迅速獲取數(shù)據(jù)、制定合理政策和規(guī)劃的技術(shù)支撐,并在構(gòu)筑智慧城市、大數(shù)據(jù)融合、虛擬現(xiàn)實等方面發(fā)揮重要作用。
我國遙感衛(wèi)星的發(fā)展取得了巨大的成就:發(fā)展形成了返回式遙感衛(wèi)星系列、資源衛(wèi)星系列、氣象衛(wèi)星系列、海洋衛(wèi)星系列以及環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測衛(wèi)星星座;通過實施高分辨率對地觀測國家專項工程,形成了高空間分辨率、高光譜分辨率和高時間分辨率的對地觀測數(shù)據(jù)的自主獲取能力;北京一號、二號系列,吉林一號系列,高景衛(wèi)星星座和珠海一號高光譜衛(wèi)星星座等民商用衛(wèi)星的有效運行,成為國家空間基礎(chǔ)設(shè)施的有效補充。目前,在太空中運行的遙感衛(wèi)星構(gòu)成了比較完善的對地觀測體系,形成了全球連續(xù)觀測能力,為我國的國民經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)、科學(xué)研究和參與國際合作打下了良好的基礎(chǔ)。
我國已建立起多個國家級遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收和服務(wù)系統(tǒng)以及多個小型地面接收站,不僅可以接收我國自己的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù),而且可以接收國外遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)。各商業(yè)遙感衛(wèi)星公司也建立起其自主的衛(wèi)星接收和數(shù)據(jù)處理及分發(fā)系統(tǒng)。各行業(yè)也相繼建立起不斷完善的應(yīng)用系統(tǒng)。
中國氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收系統(tǒng):承擔(dān)著我國風(fēng)云極軌氣象衛(wèi)星與靜止氣象衛(wèi)星資料的接收、處理、應(yīng)用和存檔服務(wù)任務(wù),并具有同時接收國外氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)的能力?,F(xiàn)在軌運行的極軌氣象衛(wèi)星和靜止氣象衛(wèi)星,被世界氣象衛(wèi)星組織列入世界氣象衛(wèi)星業(yè)務(wù)應(yīng)用序列,為參與國際合作、交流氣象信息、進行全球變化研究提供了有力的技術(shù)保障。
中國資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收系統(tǒng):接收包括中巴地球資源衛(wèi)星系列、環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測衛(wèi)星星座、高分系列衛(wèi)星以及高景衛(wèi)星星座等遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù),處理并分發(fā)多種類型遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)種類涵蓋可見光與合成孔徑雷達。衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收范圍覆蓋中國陸地、鄰國和周邊國家部分地區(qū)。
海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收系統(tǒng):接收海洋一號、二號和中法海洋衛(wèi)星等國內(nèi)外海洋衛(wèi)星和其他遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù),具有進行數(shù)據(jù)接收、處理、產(chǎn)品制作、存檔和產(chǎn)品分發(fā)能力的業(yè)務(wù)化運行系統(tǒng);按照業(yè)務(wù)需要進行數(shù)據(jù)處理,制作各級產(chǎn)品,完成資料存檔與分發(fā),開展資料及產(chǎn)品服務(wù)。
建立了比較完善的應(yīng)用體系:地質(zhì)、石油、農(nóng)業(yè)、土地、水利、林業(yè)以及應(yīng)急救援等眾多的應(yīng)用行業(yè)建立了部委級應(yīng)用和數(shù)據(jù)中心,省域也建立了相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)。特別是高分工程實施以來,成立了國家高分中心,并鼓勵和支持建立省級高分中心,以推廣高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用。在國家政策的支持和鼓勵下,一批商業(yè)化的民營企業(yè)破土而出,成為衛(wèi)星遙感應(yīng)用領(lǐng)域一支不可或缺的力量。
我國遙感衛(wèi)星從無到有,從單一類型發(fā)展到多種類型,從單顆衛(wèi)星發(fā)展到系列衛(wèi)星(星座);提供的遙感數(shù)據(jù)覆蓋了全國國土和海洋疆域。使得各項研究和應(yīng)用可以使用國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù),以前難以開展的全國性的遙感應(yīng)用項目得以進行。國產(chǎn)衛(wèi)星的發(fā)射和業(yè)務(wù)運行,打破了國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)的壟斷價格,國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)已經(jīng)成為衛(wèi)星遙感應(yīng)用的主力軍。我國氣象衛(wèi)星自1988年發(fā)射以來的數(shù)據(jù)成為研究氣候變化、水陸變遷、城市擴張、資源變化、環(huán)境演化等極為重要的基礎(chǔ)資料。資源系列衛(wèi)星的持續(xù)運行,特別是高分衛(wèi)星工程的實施,為開展國家級、全國性、常規(guī)性國土資源調(diào)查、環(huán)境變化監(jiān)測和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)采集與編制提供了切實可靠的基礎(chǔ)。海洋系列衛(wèi)星的發(fā)射使得我國的海洋研究進入了新的發(fā)展階段,海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用以來,完成了海洋漁場環(huán)境監(jiān)測、海岸帶調(diào)查、海洋水色監(jiān)測、海洋環(huán)境與污染監(jiān)測等。
各級政府加強了綜合規(guī)劃、宏觀調(diào)控和政策引導(dǎo),在對遙感衛(wèi)星應(yīng)用行業(yè)及其市場進行全方位深層次分析的基礎(chǔ)上,進行遙感應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的綜合規(guī)劃,找準(zhǔn)重點、難點和關(guān)鍵部位,加強宏觀調(diào)控和政策引導(dǎo),創(chuàng)造有利于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的客觀環(huán)境,統(tǒng)一協(xié)調(diào)全國遙感衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和應(yīng)用示范,大力推進產(chǎn)業(yè)化。中央與地方、政府與民間、國有與民營等發(fā)揮各自的優(yōu)勢,形成社會投資多元化、技術(shù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、市場服務(wù)規(guī)范化等良好的宏觀環(huán)境,促進聯(lián)合與重點擇優(yōu)支持相結(jié)合,建立穩(wěn)定持續(xù)和實用可靠的產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈路,實現(xiàn)遙感定量化應(yīng)用和規(guī)模化應(yīng)用的目標(biāo),努力加快遙感衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的進程。
經(jīng)過各個時期的科技攻關(guān)研究和應(yīng)用示范推廣,衛(wèi)星遙感與地理信息技術(shù)和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的綜合配套發(fā)展能力形成,遙感應(yīng)用體系不斷完善和優(yōu)化。在國家的經(jīng)濟建設(shè)中,基于遙感技術(shù)的應(yīng)用尤其是在資源調(diào)查和重大自然災(zāi)害監(jiān)測與評估等方面,為國家和各級政府部門提供了大量科學(xué)的宏觀輔助決策信息,產(chǎn)生了巨大的社會效益,有力地推動了國土、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等部門對這些新技術(shù)的認(rèn)同和采用,越來越多的部門,將其列入業(yè)務(wù)化應(yīng)用,成為監(jiān)督執(zhí)法或制定產(chǎn)業(yè)政策、規(guī)范及行業(yè)技術(shù)改造的重要支撐之一。目前,已經(jīng)建設(shè)起國家基本資源環(huán)境宏觀信息服務(wù)體系、重大自然災(zāi)害遙感監(jiān)測評估運行系統(tǒng)、區(qū)域經(jīng)濟宏觀輔助決策系統(tǒng)、農(nóng)作物遙感估產(chǎn)系統(tǒng)、氣象監(jiān)測與預(yù)報、海洋環(huán)境立體監(jiān)測體系、資源調(diào)查與環(huán)境監(jiān)測等業(yè)務(wù)化運行系統(tǒng)。
衛(wèi)星遙感系統(tǒng)正由產(chǎn)品驅(qū)動向任務(wù)驅(qū)動發(fā)展,向智能化發(fā)展,衛(wèi)星遙感應(yīng)用也由單一化應(yīng)用向著通信、導(dǎo)航、遙感綜合化發(fā)展。綜合了各種應(yīng)用衛(wèi)星的智能化系統(tǒng)將逐漸形成,衛(wèi)星遙感的應(yīng)用也將不斷智能化、智慧化。
2007年5月24日,中國簽署“空間與重大災(zāi)害國際憲章”,成為該國際減災(zāi)合作機制的正式成員。通過該機制,我國發(fā)生重大災(zāi)害期間,可無償獲取其他成員國衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù),及時監(jiān)測和評估災(zāi)害情況;我國也利用中巴地球資源衛(wèi)星、高分衛(wèi)星和風(fēng)云氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù),為30多個國家提供了中國衛(wèi)星的應(yīng)急數(shù)據(jù)服務(wù)。
中國氣象衛(wèi)星資料奉行“全面開放、國際共享”原則,已融入國際業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星觀測體系,成為國際氣象組織對地觀測系統(tǒng)的重要成員。作為國際地球觀測組織(GEO)、國際衛(wèi)星對地觀測委員會(CEOS)的成員,中國對地觀測數(shù)據(jù)在全球觀測、資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測等各項活動中發(fā)揮了重要作用,擴大了中國航天的國際影響。
2017年9月4日,中國、俄羅斯、巴西、印度、南非五國領(lǐng)導(dǎo)人在廈門簽訂了《金磚國家遙感衛(wèi)星星座合作協(xié)議》,將共同構(gòu)建由5顆衛(wèi)星組成的金磚國家遙感衛(wèi)星星座,建立遙感衛(wèi)星共享機制,共同應(yīng)對各國共同面臨的全球氣候變化、重大自然災(zāi)害、環(huán)境保護等挑戰(zhàn),助力金磚國家經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展[4]。
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能夠快捷地提供位置、速度和時間信息,成為現(xiàn)代信息社會重要信息來源,成為信息時代的國家基礎(chǔ)設(shè)施之一。其功能強大、應(yīng)用便捷,能很好地與其他系統(tǒng)結(jié)合,形成數(shù)不盡的新應(yīng)用、新產(chǎn)品,迅速地進入日常工作、學(xué)習(xí)、生活和娛樂中,成為人們離不開的工具。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用,只受制于人的想象力,“沒有做不到,只有想不到”。衛(wèi)星導(dǎo)航信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為中國信息產(chǎn)業(yè)具有強勁發(fā)展勢頭的領(lǐng)域之一。
20世紀(jì)后期,中國開始探索適合國情的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展道路,實施了三步走發(fā)展戰(zhàn)略,2000年年底,建成了北斗一號系統(tǒng),向中國提供服務(wù);2012年底,建成了北斗二號系統(tǒng),向亞太地區(qū)提供服務(wù);2018年底,建成了北斗三號全球系統(tǒng)基本系統(tǒng),向全球提供衛(wèi)星定位導(dǎo)航服務(wù),全球定位精度可達10m,高程10m,測速精度達0.2m/s,授時精度為20ns,系統(tǒng)可靠性超過95%[5]。為提升北斗系統(tǒng)定位精度、完好性、連續(xù)性與可用性等服務(wù)性能,基于融合發(fā)展理念,在建設(shè)之初,北斗系統(tǒng)就開展了增強系統(tǒng)的研究與建設(shè)。北斗星基增強系統(tǒng)滿足國際星基增強系統(tǒng)兼容互操作要求,為中國及周邊地區(qū)民航、海事、鐵路等領(lǐng)域提供高完好性服務(wù),兼具米級增強功能。北斗地基增強系統(tǒng)具備移動通信、數(shù)字廣播、衛(wèi)星等多種播發(fā)手段,服務(wù)覆蓋我國陸地及領(lǐng)海,實現(xiàn)服務(wù)范圍內(nèi)廣域米級/分米級、區(qū)域厘米級和后處理毫米級的高精度定位[6]。
20世紀(jì)末到21世紀(jì)初,我國利用國外系統(tǒng)開展了導(dǎo)航定位應(yīng)用的研究,開啟了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用的序幕。衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)從傳統(tǒng)測量應(yīng)用滲透到許多嶄新的行業(yè),成為測繪工作、地殼應(yīng)力變化監(jiān)測的主要手段;交通、運輸部門用衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)等相關(guān)集成技術(shù)營建智能運輸系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng);公安、銀行、醫(yī)療、消防等用衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)營建緊急救援或報警系統(tǒng);地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)提供商用衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)采集與地理信息相關(guān)數(shù)據(jù),并提供位置信息相關(guān)服務(wù);在電子商務(wù)領(lǐng)域,衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)甚至應(yīng)用于客戶關(guān)系管理和物流配送體系中;而電腦制造商、通信設(shè)備商持續(xù)推進通信、電腦、衛(wèi)星導(dǎo)航定位接收機一體化的各類移動信息終端應(yīng)用。
隨著我國自主的北斗系統(tǒng)的不斷建設(shè),特別是北斗全球系統(tǒng)基本系統(tǒng)的投入運行,北斗應(yīng)用也不斷發(fā)展,開啟了衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用的新篇章。形成由北斗基礎(chǔ)產(chǎn)品、應(yīng)用終端、應(yīng)用系統(tǒng)和運營服務(wù)構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)鏈。北斗系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于交通運輸、公共安全、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象預(yù)報、通信時統(tǒng)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域,融入國家基礎(chǔ)設(shè)施,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。并且隨著系統(tǒng)的不斷完善而不斷拓展和深入,產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大。2018年我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達到3016億元,其中與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用直接相關(guān)的,包括芯片、器件、算法、軟件、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、終端設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施等在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值占總產(chǎn)值的35.44%,北斗對產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)值貢獻率達80%[7]。
行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,北斗系統(tǒng)在交通運輸方面廣泛應(yīng)用于重點運輸過程監(jiān)控、公路基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)控、港口高精度定位調(diào)度等。內(nèi)河導(dǎo)航設(shè)施、海上導(dǎo)航設(shè)施已應(yīng)用北斗系統(tǒng)。農(nóng)林漁業(yè)方面,基于北斗的農(nóng)機作業(yè)監(jiān)管平臺,已實現(xiàn)農(nóng)機遠(yuǎn)程管理與精準(zhǔn)作業(yè),大大提高了農(nóng)業(yè)管理的效率和經(jīng)濟收益,成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的有力保障;全國7萬余艘漁船和執(zhí)法船安裝北斗終端,保障了船舶安全行駛和漁業(yè)安全生產(chǎn)。
在大眾應(yīng)用領(lǐng)域,基于北斗的導(dǎo)航服務(wù)已被電子商務(wù)、移動智能終端制造、位置服務(wù)等廠商采用,智能手機、無人自動駕駛、可穿戴式設(shè)備、共享單車等廣泛進入大眾消費、共享經(jīng)濟和民生領(lǐng)域,深刻改變著人們的生產(chǎn)生活方式。
在特殊應(yīng)用領(lǐng)域,涉及國防、警用、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急救援、公共安全等關(guān)鍵領(lǐng)域,北斗相關(guān)產(chǎn)品及服務(wù)在公安應(yīng)急通信指揮、防災(zāi)減災(zāi)和海上遇險搜救等方面大量部署,在公安禁毒作戰(zhàn)指揮方面初露鋒芒。公安機關(guān)已經(jīng)初步建成全國位置一張圖、短信一張網(wǎng)和時間一條線的三級北斗公安應(yīng)用體系。在減災(zāi)救災(zāi)方面,建成部、省、市三級平臺,實現(xiàn)6級業(yè)務(wù)應(yīng)用,受災(zāi)地區(qū)利用北斗短報文功能,及時上報災(zāi)害位置、突發(fā)災(zāi)害信息及災(zāi)區(qū)救助信息等。
北斗與大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算以及物聯(lián)網(wǎng)、5G通信技術(shù)的融合,開拓了新的應(yīng)用領(lǐng)域?!氨倍穼?dǎo)航+5G通信+人工智能”成為發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車的主要技術(shù)路線;國內(nèi)通航企業(yè)已計劃引入基于北斗的管理系統(tǒng),中國民航全面啟動了北斗星基增強系統(tǒng)民航應(yīng)用驗證評估工作;利用北斗系統(tǒng)定位和傳輸海洋觀測數(shù)據(jù),提高了海洋數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)陌踩浴⒆灾餍院涂煽啃浴?/p>
中國的北斗,世界的北斗。北斗系統(tǒng)作為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)核心系統(tǒng)之一,中國積極參與衛(wèi)星導(dǎo)航國際事務(wù),參加聯(lián)合國有關(guān)國際組織活動,促進學(xué)術(shù)交流與合作,貢獻北斗力量。持續(xù)開展了北斗行系列宣傳推廣活動,與多個國家合作建立北斗中心。成立北斗國際交流培訓(xùn)中心,搭建衛(wèi)星導(dǎo)航教育培訓(xùn)演示平臺。服務(wù)“一帶一路”建設(shè),與全球有意愿的國家一起,共同建設(shè)衛(wèi)星導(dǎo)航增強系統(tǒng),提供高精度衛(wèi)星導(dǎo)航、定位、授時服務(wù),促進導(dǎo)航技術(shù)的國際化應(yīng)用[8]。
通信衛(wèi)星是航天技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的重要結(jié)合,是衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的主力軍和空間基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,在推動國家廣播電視事業(yè)、遠(yuǎn)程教育和醫(yī)療、寬帶中國、應(yīng)急通信等方面具有不可替代的作用。
為發(fā)展我國的衛(wèi)星通信事業(yè),自1984年起,發(fā)射了首顆通信衛(wèi)星——東方紅二號試驗通信衛(wèi)星,發(fā)展了東方紅二號試驗通信衛(wèi)星、東方紅二號實用通信衛(wèi)星,基于東方紅三號衛(wèi)星平臺的第二代實用通信廣播衛(wèi)星,基于東方紅四號衛(wèi)星平臺、東方紅五號衛(wèi)星平臺的新一代大容量通信衛(wèi)星,實現(xiàn)了地球靜止軌道通信衛(wèi)星從自旋穩(wěn)定型到三軸穩(wěn)定型的飛躍,形成基于“東方紅”系列衛(wèi)星平臺型譜的“中星”通信衛(wèi)星和“天鏈”中繼衛(wèi)星系列。發(fā)射了中星九號直播衛(wèi)星,天通一號靜止軌道移動通信衛(wèi)星和中星16號高通量通信衛(wèi)星。2018年,虹云和鴻雁兩大低軌寬帶通信衛(wèi)星系統(tǒng)開啟了建設(shè)的序幕,將建設(shè)我國自主的全球移動通信衛(wèi)星系統(tǒng)。
衛(wèi)星通信已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化運行。中國衛(wèi)通集團股份有限公司運營管理著16顆在軌民用通信廣播衛(wèi)星,覆蓋中國全境、澳大利亞、東南亞、南亞、中東以及歐洲、非洲等地區(qū)。提供轉(zhuǎn)發(fā)器長期、短期租用,電視節(jié)目傳輸、應(yīng)急通信、寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入等服務(wù)。亞洲衛(wèi)星公司是亞洲地區(qū)的區(qū)域性商業(yè)衛(wèi)星運營組織,在軌運行的衛(wèi)星覆蓋了東起關(guān)島、西至埃及,南達澳大利亞、新西蘭,北抵俄羅斯的廣大區(qū)域,提供衛(wèi)星通信和廣播電視服務(wù),以及為公眾電信運營商、VSAT運營商和大型企業(yè)專用通信網(wǎng)絡(luò)提供專用通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器資源和服務(wù)。中國電信集團衛(wèi)星通信有限公司負(fù)責(zé)運營天通衛(wèi)星,天通一號01星覆蓋中國領(lǐng)土、領(lǐng)海及太平洋西部和印度洋北部,為車輛、飛機、船舶和個人等移動用戶提供服務(wù),支持語音、數(shù)據(jù)傳輸、短信業(yè)務(wù)、定位、互聯(lián)網(wǎng)接入。地面段運營服務(wù)主要有中國直播衛(wèi)星有限公司、中國電信集團衛(wèi)星通信公司、眾多VSAT運營商以及新興的商業(yè)衛(wèi)星公司。目前,我國衛(wèi)星通信應(yīng)用正朝著寬帶化、多媒體化方向發(fā)展,且衛(wèi)星通信的各類業(yè)務(wù)也在不斷融合。
中國的通信衛(wèi)星逐步從試驗走向應(yīng)用,從國內(nèi)走向國際。通信衛(wèi)星已經(jīng)廣泛應(yīng)用于搶險救災(zāi)應(yīng)急通信,油氣、采礦、電力、林業(yè)等行業(yè)臨時通信,音視頻直播轉(zhuǎn)播,船舶、飛機、偏遠(yuǎn)地區(qū)等無光纜傳輸、無基站覆蓋情況下提供2G、4G、高清語音、家庭寬帶等全業(yè)務(wù)服務(wù)。
在衛(wèi)星固定通信方面,已建成覆蓋全球主要地區(qū)、與地面通信網(wǎng)絡(luò)融合的衛(wèi)星通信廣播系統(tǒng)。中央臺和省臺各套衛(wèi)視節(jié)目全部實現(xiàn)了衛(wèi)星數(shù)字傳送,廣播電視“村村通”和“戶戶通”工程通過中星九號等直播衛(wèi)星穩(wěn)步推進,在彌合數(shù)字鴻溝、縮短城鄉(xiāng)差別方面發(fā)揮了重要作用。2018年底,全國廣播綜合人口覆蓋率98.94%,電視綜合人口覆蓋率99.25%[9]。截至2019年5月31日,已有近12.4億戶家庭通過直播衛(wèi)星收聽、收看廣播電視節(jié)目[10]。
在衛(wèi)星移動通信方面,我國正在建設(shè)覆蓋國土及周邊的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng),以滿足國防建設(shè)、商業(yè)應(yīng)用及重大突發(fā)事件應(yīng)急通信應(yīng)用。天通一號的正式商用標(biāo)志著我國進入自主衛(wèi)星移動通信的手機時代。預(yù)計2025年,我國衛(wèi)星移動通信用戶將達到300萬。
在衛(wèi)星寬帶通信方面,為適應(yīng)寬帶衛(wèi)星通信市場的發(fā)展要求,滿足廣大用戶對于寬帶接入、機載通信、遠(yuǎn)程教育、新聞采集、企業(yè)聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用的需求,中星16號高通量衛(wèi)星率先實現(xiàn)了衛(wèi)星4G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,同時具備WiFi和微基站服務(wù)能力,主要覆蓋西北和東北之外的中國大陸和沿海區(qū)域。
在應(yīng)急通信方面,架設(shè)起空中通信生命線。在地震災(zāi)害、洪澇災(zāi)害等重大自然災(zāi)害的搶險救災(zāi)中,衛(wèi)星通信成為災(zāi)區(qū)與外界聯(lián)系和救援指揮的重要手段,在災(zāi)害救援中顯示出了不可或缺的作用。為有效發(fā)揮衛(wèi)星應(yīng)急通信功能,開發(fā)研制了適合于應(yīng)急通信的系統(tǒng)軟件、應(yīng)用系統(tǒng)、綜合接口設(shè)備等產(chǎn)品,構(gòu)建起立體化、網(wǎng)絡(luò)化的天地一體應(yīng)急通信平臺,建設(shè)起多層次、多結(jié)構(gòu)、多業(yè)務(wù)融合的一體化通信網(wǎng)絡(luò)。
國內(nèi)衛(wèi)星通信設(shè)備制造及系統(tǒng)集成商數(shù)量眾多,覆蓋了衛(wèi)星通信技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域的各個方面,主要包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和用戶終端設(shè)備兩大類。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要包括地面站、控制站、靜中通、動中通等產(chǎn)品;用戶終端設(shè)備主要包括衛(wèi)星電視終端、衛(wèi)星無線電終端、衛(wèi)星寬帶終端、衛(wèi)星移動通信終端等組件和產(chǎn)品。中國衛(wèi)星地面設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)分布集中度高并有顯著的區(qū)位特點,已形成京津冀、珠三角、長三角、華中鄂豫湘、西部川陜渝等五大產(chǎn)業(yè)聚集區(qū),北京、上海、深圳、武漢、廣州、西安等重點城市發(fā)展態(tài)勢良好[11]。
衛(wèi)星通信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)陸基電信網(wǎng)的相互融合正在擴展衛(wèi)星通信的新領(lǐng)域。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容傳送和寬帶接入服務(wù)等數(shù)據(jù)傳遞業(yè)務(wù)成為推動市場繁榮的新動力,使衛(wèi)星通信應(yīng)用向綜合化方向發(fā)展。隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展,實用性強、小型化、寬帶高速的衛(wèi)星通信系統(tǒng)逐漸成為主流,衛(wèi)星寬帶數(shù)據(jù)接入將出現(xiàn)重大發(fā)展。2018年10月1日,中央廣播電視總臺開播了4K超高清節(jié)目,高清節(jié)目的衛(wèi)星傳送成為衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)增長的新動力。
展望未來,中國的高分工程將全面完成,北斗系統(tǒng)全球系統(tǒng)將全面投入運行,高通量衛(wèi)星不斷發(fā)展,寬帶通信衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)加速實施,為衛(wèi)星應(yīng)用的持續(xù)深入發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)?!秶颐裼每臻g基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃(2015—2025)》更是從國家層面對未來的空間資源進行了統(tǒng)籌規(guī)劃,天基系統(tǒng)的發(fā)展將更加優(yōu)化、系統(tǒng),地面系統(tǒng)建設(shè)也將更加布局合理,與空間系統(tǒng)同步發(fā)展。同時提出積極引導(dǎo)和推進商業(yè)化和國際化的發(fā)展。相信衛(wèi)星應(yīng)用將不斷向廣度和深度擴展,并加速與物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)及其他新技術(shù)、新應(yīng)用相融合,在國防建設(shè)、國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域發(fā)揮出更大的作用。