于瀟 郭晉媛 夏亞茜

（1 北京跟蹤與通信技術(shù)研究所，北京，100094；2 北京空間科技信息研究所，北京，100094）

2006 年，我國政府將高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項（簡稱高分專項）列入 《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020 年）》，2010年高分專項全面啟動實施[1]。高分專項的主要使命是加快我國空間信息與應用技術(shù)發(fā)展，提升自主創(chuàng)新能力，建設(shè)高分辨率先進對地觀測系統(tǒng)，滿足國民經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展和國家安全的需要。標準化工作是保障系統(tǒng)成功研制和高效運行的重要基礎(chǔ)，對加強我國國民經(jīng)濟建設(shè)、保障國家安全、增強綜合國力具有重要意義。因此無論是國家層面所屬的各部門、單位，還是各行業(yè)、機構(gòu)，都紛紛開展對地觀測領(lǐng)域標準化工作。

1 國外高分辨率對地觀測領(lǐng)域標準現(xiàn)狀

當前，在軌高分辨率衛(wèi)星系統(tǒng)主要集中在美、俄、歐、日等國。在系統(tǒng)建設(shè)同時，各國十分重視標準建設(shè)和應用。在系統(tǒng)建設(shè)層面，國外雖沒有針對對地觀測系統(tǒng)中的天、臨、空和地面系統(tǒng)制定專門的技術(shù)標準，但通過執(zhí)行通用的技術(shù)標準或型號技術(shù)規(guī)范，確保了工程建設(shè)的順利實施。在系統(tǒng)應用層面，國外圍繞數(shù)據(jù)應用重點開展了標準的建設(shè)，通過標準統(tǒng)一了數(shù)據(jù)格式、提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量。

1.1 系統(tǒng)建設(shè)方面

國外在系統(tǒng)建設(shè)方面制定了一些相關(guān)的標準，均不是專門針對高分辨率對地觀測系統(tǒng)開展的，但可以剪裁應用在各系統(tǒng)建設(shè)中，具體情況如下。

天基系統(tǒng)方面，通過應用美國航空航天局（NASA）[2]、歐洲空間標準化組織（ECSS）等航天技術(shù)與管理標準，促進工程研制的順利實施。國際標準化組織和一些國家都制定有相應的標準體系，對地觀測領(lǐng)域的標準在其體系或標準化工作中只是部分或一小部分的內(nèi)容。如航空航天標準化技術(shù)委員會（ISO/SC14/TC20）的“空間系統(tǒng)及應用（TC14）”相關(guān)標準，ECSS 標準中的“工程系列標準”等。

臨近空間系統(tǒng)方面，通過實施MIL、ASTM等材料和適航性標準，保障臨近空間系統(tǒng)的質(zhì)量。國外沒有專門從事臨近空間系統(tǒng)標準化工作的組織，由于技術(shù)保密原因，僅對外發(fā)布了少量臨近空間系統(tǒng)相關(guān)標準。其中，美國聯(lián)邦航空局（FAA）發(fā) 布 的FAA-P-8110-2 《飛艇設(shè)計準則》，作為頂層文件，從飛行、結(jié)構(gòu)、設(shè)計與構(gòu)造、動力裝置、設(shè)備、使用限制和資料等方面對飛艇進行規(guī)定，美國試驗材料學會（ASTM）也有針對飛艇蒙皮材料的標準等。

航空系統(tǒng)方面，通過執(zhí)行MIL、美國機動車工程師協(xié)會（SAE）等航空技術(shù)標準[3]提升航空系統(tǒng)的研制效率和可靠性。國外在航空領(lǐng)域制定的標準相對齊全，無論是元器件還是系統(tǒng)的研制標準，在國家層面或企業(yè)層面都有所涉及，但多數(shù)是集中在民用飛機或飛行器上。另外，世界各大航空公司（如波音公司）在航空器研制方面均有相應的企業(yè)標準。

地面系統(tǒng)方面，通過采用空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會（CCSDS）等組織的標準確保空地信息的互聯(lián)互通[4]。地面站、數(shù)據(jù)中心、應用系統(tǒng)的建設(shè)所涉及的標準主要是采用其研制單位內(nèi)部標準或基礎(chǔ)保障標準，一般不對外開放，但在天地數(shù)據(jù)接口、地面段數(shù)據(jù)接口方面則是采用通用的技術(shù)標準或協(xié)議。

1.2 系統(tǒng)應用方面

系統(tǒng)應用層面標準，主要分布在國際標準化組織地理信息技術(shù)委員（ISO/TC211）、開放地理空間信息聯(lián)盟（OGC）、北大西洋公約組織數(shù)字地理信息工作組（DGIWG）、國際地球觀測組織（GEO）、美國聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會（FGDC）等組織，確保信息共享與應用，提供數(shù)據(jù)產(chǎn)品與服務[5]。

數(shù)據(jù)基礎(chǔ)標準方面，主要集中在地理信息元數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)交換格式等內(nèi)容，如ISO 19118 《地理信息—編碼》、FGDC-STD-009-1999 《遙感掃描帶數(shù)據(jù)內(nèi)容標準》 等；數(shù)據(jù)處理標準方面，主要集中在地理信息數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、影像傳感器模型、影像和數(shù)據(jù)的校準與驗證等內(nèi)容，如ISO/TS 19130 《地理信息—用于地理定位的成像傳感器》 等；數(shù)據(jù)管理標準方面，主要集中在地理信息數(shù)據(jù)編目方法、編目服務、數(shù)據(jù)存儲等內(nèi)容，如ISO 19110 《地理信息—要素編目方法》 等；數(shù)據(jù)服務標準方面，主要集中在位置服務模型、網(wǎng)絡(luò)處理服務、服務接口等內(nèi)容，如ISO 19132 《地理信息—服務場所—參考模型》 等。

綜上，國外對地觀測系統(tǒng)建設(shè)時并沒有開展專門的對地觀測領(lǐng)域標準化工作，主要是依托相關(guān)標準化組織、行業(yè)協(xié)會等組織，針對具體的項目建設(shè)、應用需求開展標準建設(shè)。從國外已制定標準的設(shè)置來看，主要是從工程技術(shù)、數(shù)據(jù)管理與服務、應用這3 個方面制定的項目。

2 國內(nèi)高分辨率對地觀測領(lǐng)域標準建設(shè)

當前對地觀測領(lǐng)域涉及面廣、涉及領(lǐng)域多，國內(nèi)現(xiàn)有的對地觀測領(lǐng)域標準比較零散，主要包括測繪、氣象、航天等領(lǐng)域的國家標準、國家軍用標準和行業(yè)標準。

2.1 系統(tǒng)建設(shè)方面

天基系統(tǒng)方面，在平臺規(guī)范、系統(tǒng)和分系統(tǒng)研制、光學載荷等方面標準相對完善，能夠滿足高分辨率對地觀測領(lǐng)域?qū)νㄓ眯l(wèi)星平臺的需求。如GJB 9065—2017 《CAST968 衛(wèi)星平臺規(guī)范》、GJB 9066—2017 《CAST2000 衛(wèi)星平臺規(guī)范》 等。

臨近空間系統(tǒng)方面，作為全新的任務平臺和技術(shù)領(lǐng)域，當前標準幾乎空白。經(jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi)臨近空間領(lǐng)域中的浮空器研制單位逐漸開始重視相關(guān)標準的編制，并開展了大量的工作，積累了一些編制標準的素材和經(jīng)驗。但總體而言，針對臨近空間系統(tǒng)，特別是飛艇的標準仍處于接近空白狀態(tài)。

航空系統(tǒng)方面，在平臺總體設(shè)計、研制、改裝、接口設(shè)計、電磁兼容與控制、供電、環(huán)境控制等方面有完善的國家軍用標準，如GJB 6703—2009 《無人機測控系統(tǒng)通用要求》、GJB 181B—2012 《飛機供電特性》 等。

地面系統(tǒng)方面，在地面站建設(shè)、數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)研制、數(shù)傳等方面制定了相關(guān)標準，如QJ 3150A—2018 《地球觀測衛(wèi)星對遙感地面站技術(shù)要求》、GJB 4341A—2012 《傳輸型成像偵察衛(wèi)星機動地面站技術(shù)要求》 等。

2.2 系統(tǒng)應用方面

國內(nèi)系統(tǒng)應用方面的標準，主要是圍繞數(shù)據(jù)處理的流程開展的。數(shù)據(jù)基礎(chǔ)方面，制定的元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)分級分類等標準，主要集中在測繪、氣象、偵察、基礎(chǔ)地理信息等領(lǐng)域。如GB/T 19710 《地理信息 元數(shù)據(jù)》、QX/T 158—2012 《氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)分級》 等；數(shù)據(jù)處理方面，制定的數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)質(zhì)量控制等標準，主要集中在地理信息、偵察、測繪、地質(zhì)等領(lǐng)域，如QJ 20005A—2018 《陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品格式及要求》、DZ/T 0143—1994 《衛(wèi)星遙感圖像產(chǎn)品質(zhì)量控制規(guī)范》 等；數(shù)據(jù)管理方面，制定的數(shù)據(jù)存儲與歸檔、數(shù)據(jù)安全等標準，主要分布在航天、海洋、氣象等領(lǐng)域，如GJB 4031—2000 《航天遙感數(shù)字圖像產(chǎn)品存儲條件》、QX/T 233—2014 《氣象數(shù)據(jù)庫存儲管理命名》 等；數(shù)據(jù)服務方面，制定的數(shù)據(jù)分發(fā)、數(shù)據(jù)共享等標準，主要分布在國家標準和航天、測繪行業(yè)，如GB/T 25530—2010 《地理信息 服務》、QJ 20106—2012 《對地觀測數(shù)據(jù)承載應用數(shù)據(jù)分發(fā)要求》 等。

2.3 小結(jié)

總體來看，國內(nèi)系統(tǒng)建設(shè)層面，天基、航空系統(tǒng)標準相對完善，臨近空間標準處于空白，地面系統(tǒng)標準多數(shù)集中在地面站領(lǐng)域；系統(tǒng)應用層面，標準較為全面；現(xiàn)有標準通用性比較強，但缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃，且存在重復、交叉和缺項等情況。天、臨、空、地各系統(tǒng)發(fā)展參差不齊，技術(shù)狀態(tài)各有千秋，標準的制定是結(jié)合各領(lǐng)域?qū)嶋H進行開展，從已有標準來看，均圍繞工程技術(shù)、數(shù)據(jù)處理與服務、應用3 個方面進行制定。

3 高分辨率對地觀測領(lǐng)域標準體系建設(shè)情況

高分辨率對地觀測系統(tǒng)是從國家戰(zhàn)略需求出發(fā)，解決高分辨率對地觀測重大技術(shù)瓶頸和空白問題，建設(shè)天、臨、空三種數(shù)據(jù)獲取和地面接收、處理、應用系統(tǒng)，形成多層觀測平臺的國家先進對地觀測基本體系，與軍民業(yè)務系統(tǒng)結(jié)合，實現(xiàn)穩(wěn)定運行和數(shù)據(jù)共享[6]。從“十二五”以來，我國就圍繞高分專項開展相關(guān)標準化工作，并建立了高分專項標準體系，用以指導高分專項標準的建設(shè)和標準化工作的開展，同時為高分專項的研制建設(shè)和應用推廣提供保障。

3.1 建設(shè)思路

采用系統(tǒng)工程的方法，分階段、有重點的建成軍民結(jié)合、統(tǒng)一協(xié)調(diào)、技術(shù)先進的高分專項標準體系，實現(xiàn)天、臨、空、地系統(tǒng)建設(shè)與系統(tǒng)應用需求的全覆蓋，響應軍民高分應用服務共享的要求，適應高分專項示范應用與網(wǎng)絡(luò)信息體系建設(shè)的需要，建設(shè)思路如圖1 所示。具體建設(shè)步驟如下：①第1 階段：以基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)處理急需標準的研制建設(shè)為重點；②第2 階段：以固化天、臨、空、地系統(tǒng)研制和建設(shè)經(jīng)驗為重點；③第3 階段：以平流層飛艇關(guān)鍵技術(shù)、地面數(shù)據(jù)定標、信息融合、應用示范領(lǐng)域需求為重點；④第4 階段：以數(shù)據(jù)應用、軍民數(shù)據(jù)共享、系統(tǒng)融合等應用類標準為重點；⑤第5 階段：以網(wǎng)絡(luò)化信息體系技術(shù)、目標特性分析、工程經(jīng)驗總結(jié)等為重點。

3.2 建設(shè)情況

高分專項標準體系框架的建設(shè)，按照工程技術(shù)標準、數(shù)據(jù)與服務標準、應用標準3 個維度設(shè)置。同時還設(shè)置基礎(chǔ)標準，從項目管理、技術(shù)基礎(chǔ)方面對整個系統(tǒng)進行統(tǒng)一和規(guī)范。高分專項標準體系充分吸納已有國家標準、國家軍用標準，同時也在不斷地論證和編制新的標準，通過標準實施更好的規(guī)范、指導系統(tǒng)建設(shè)和數(shù)據(jù)應用等工作。

圖1 高分專項標準體系建設(shè)思路

3.2.1 標準體系框架

高分專項標準體系主要包括基礎(chǔ)標準、工程技術(shù)標準、數(shù)據(jù)與服務標準、應用標準4 個方面。

a）基礎(chǔ)標準。包括項目管理標準和技術(shù)基礎(chǔ)標準。其中，項目管理標準主要是通用性和總體性的標準；技術(shù)基礎(chǔ)標準主要包括術(shù)語與縮略語、時空參考等標準。

b）工程技術(shù)標準。突出各系統(tǒng)研制過程的共性技術(shù)和核心項目，包括總體技術(shù)標準、平臺技術(shù)標準、有效載荷標準、地面系統(tǒng)標準等。其中，總體技術(shù)標準主要包括工程總體要求、接口設(shè)計、聯(lián)試試驗、驗收交付等系統(tǒng)級共性技術(shù)標準；平臺技術(shù)標準主要包括天、臨、空各類平臺總體技術(shù)要求標準；有效載荷標準主要包括各類平臺的光學、微波等載荷標準；地面系統(tǒng)標準主要包括任務管控、數(shù)據(jù)處理、資源共享與服務和定標標準。

c）數(shù)據(jù)與服務標準。按照數(shù)據(jù)從處理、存儲到服務的整個處理流程劃分，主要包括數(shù)據(jù)基礎(chǔ)標準、數(shù)據(jù)處理標準、數(shù)據(jù)管理標準、數(shù)據(jù)服務標準等。其中，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)標準主要是統(tǒng)一數(shù)據(jù)分級和分類、格式等方面的標準；數(shù)據(jù)處理標準主要是各類載荷數(shù)據(jù)產(chǎn)品的處理要求、質(zhì)量要求等標準；數(shù)據(jù)管理標準主要包括數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)安全方面的技術(shù)要求等標準；數(shù)據(jù)服務標準主要是針對日常、應急情況下的服務以及數(shù)據(jù)交換相關(guān)的標準。

d）應用標準。實現(xiàn)高分系統(tǒng)與其他系統(tǒng)連接，提供高分數(shù)據(jù)應用等方面的標準，主要包括基礎(chǔ)地理信息、應用軟件插件集成、信息應用與服務系統(tǒng)接口、民用系統(tǒng)引接應用等標準。

3.2.2 標準建設(shè)及實施情況

高分專項在建立標準體系表之后，遵循“突出重點、急用先行”的原則，以工程研制急需、系統(tǒng)建設(shè)通用的數(shù)據(jù)預處理、質(zhì)量控制、系統(tǒng)接口標準為重點，完成了100 余項標準的編制。這些標準在實際工程建設(shè)、地面系統(tǒng)的開發(fā)與研制、數(shù)據(jù)的處理與應用方面發(fā)揮了重要作用。另外，高分專項還在積極開展軍民標準通用化、快速響應衛(wèi)星系統(tǒng)、應急服務等重點領(lǐng)域標準的研究與制定工作，為后續(xù)高分系統(tǒng)的應用提供支撐。

高分專項在開展標準制定的同時，還注重標準的宣貫與培訓工作。為了保證標準編制質(zhì)量和編制進度，選取試驗方法類、產(chǎn)品規(guī)范類等重點類型標準開展了標準化管理人員和標準編制人員的培訓工作。在標準報批之后，組織用戶部門、研制部門、管理部門相關(guān)單位和人員，對數(shù)據(jù)分級分類、處理、質(zhì)量控制、元數(shù)據(jù)等影響范圍廣、涉及系統(tǒng)多的重點標準開展了宣貫工作。

當前，我國高分專項已經(jīng)進入收官階段，除了應加緊高分專項標準體系規(guī)劃項目的啟動與編制，還應考慮高分辨率對地觀測數(shù)據(jù)的推廣應用以及高分辨率對地觀測系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的融合，提前規(guī)劃與布局，針對體系融合、目標特性、數(shù)據(jù)共享等方面開展相關(guān)標準化工作。