● 文|北京空間科技信息研究所 劉韜

由馬航客機(jī)失聯(lián)反思衛(wèi)星在航空器飛行監(jiān)控中的應(yīng)用

● 文|北京空間科技信息研究所 劉韜

2014年3月8日凌晨，載有259名乘客的馬來西亞MH370航班在從吉隆坡飛往北京途中失聯(lián)。在接下來的搜尋行動中，美、歐、空間與重大災(zāi)害國際憲章（Charter）等國家及航天組織調(diào)用多類衛(wèi)星資源，提供了包括可疑區(qū)域搜索、環(huán)境信息保障、無線通信信號采集和分析等一系列支持服務(wù)。

一、衛(wèi)星在搜尋失聯(lián)馬航MH370客機(jī)中的應(yīng)用情況

為及時了解民用航空器的運(yùn)行狀況，現(xiàn)代衛(wèi)星已經(jīng)能夠提供無線信號采集、衛(wèi)星搜尋與觀測兩類服務(wù)。在此次搜尋失聯(lián)的馬航MH370客機(jī)中，這兩類服務(wù)均發(fā)揮了一定作用，但也暴露出兩方面問題。在衛(wèi)星通信方面，機(jī)載通信終端與通信衛(wèi)星的配套服務(wù)價格昂貴、通信終端或服務(wù)沒有普及應(yīng)用；在衛(wèi)星遙感方面，對小型不規(guī)則物體的搜尋、識別和確認(rèn)，還存在比較大的難度。

1．無線通信信號采集服務(wù)

由于現(xiàn)代飛機(jī)均搭載能夠發(fā)射飛行狀態(tài)信息或遇險信號的信號發(fā)射機(jī)，因此，通過搭載對應(yīng)的接收機(jī)，衛(wèi)星就能夠接收飛機(jī)發(fā)出的無線信號，甚至進(jìn)行緊急通信。隨后，地面人員通過分析衛(wèi)星傳回的數(shù)據(jù)就可以獲得包括航空器發(fā)生狀況時的位置、航向、速度等重要信息。

針對航空器上已普遍配備的應(yīng)急示位發(fā)射機(jī)（ELT）和通信尋址報(bào)告系統(tǒng)（ACARS），國外已經(jīng)發(fā)展出一些衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)。其中，應(yīng)用最廣的是全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)（COSPAS/SARSAT），它主要利用星載載荷采集航空器ELT發(fā)射的無線信號；采集ACARS無線信號的應(yīng)用系統(tǒng)也裝配了多型航空器，但由于使用成本較高，大多未開啟服務(wù)。此外，不少民航飛機(jī)還裝配了付費(fèi)服務(wù)的機(jī)載衛(wèi)星電話或無線路由器，可以滿足乘客的娛樂或辦公需求。

在此次搜尋馬航MH370客機(jī)中，衛(wèi)星無線通信信號采集服務(wù)提供了到目前為止最有價值的救援信息，推斷出了飛機(jī)失聯(lián)后的航向，為最后尋獲飛機(jī)點(diǎn)燃了希望。

（1）Inmarsat獲取MH370的Ping應(yīng)答信號

3月14日，國際移動衛(wèi)星公司（Inmarsat）發(fā)布通告稱曾收到MH370發(fā)出的“常規(guī)自動信號”，即“握手”（ping）應(yīng)答信號。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)，部署在靜止軌道的國際海事通信衛(wèi)星每隔1小時對其覆蓋區(qū)域廣播一次ping信號，如果該區(qū)域有衛(wèi)星終端存在，并已采購了國際海事衛(wèi)星公司的通信服務(wù)，衛(wèi)星和終端之間就可以借助ping信號建立通信鏈接。

在此次事件中，執(zhí)飛MH370的波音777-200型飛機(jī)已裝配了國際海事衛(wèi)星通信終端，但由于馬航并沒有采購相關(guān)通信服務(wù)，衛(wèi)星與飛機(jī)之間僅完成了ping信號的應(yīng)答通信，運(yùn)行在印度洋上空的Inmarsat-3F1衛(wèi)星接收到了飛機(jī)發(fā)送的ping應(yīng)答信號，但并沒有建立通信鏈接。Inmarsat-3F1衛(wèi)星共接收到5至6次ping應(yīng)答信號，最后一次收到的時間是3月8日早8點(diǎn)11分，距離失聯(lián)時間約7小時。盡管僅通過ping信號無法說明飛機(jī)處于空中還是地面，但該消息至少說明MH370在失聯(lián)后的約7個小時內(nèi)，飛機(jī)還具備通信能力。

美、英等國進(jìn)一步分析了Inmarsat-3F1衛(wèi)星接收到的ping信號，結(jié)合飛機(jī)航程信息和多普勒效應(yīng)，大致推算出衛(wèi)星收到信號時的接收天線仰角，將失聯(lián)客機(jī)最后一次發(fā)出ping信號的位置逐步定位在南線的一段圓弧上。由此MH370的搜救區(qū)域發(fā)生重大調(diào)整。

（2）國際海事衛(wèi)星沒有獲取ACARS信號

飛機(jī)通信尋址報(bào)告系統(tǒng)（ACARS）是一種空-地或空-天-地?cái)?shù)字通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)每隔一定時間間隔將飛機(jī)航線、速度和位置等100多種參數(shù)發(fā)送給地面，而在飛機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障后，該系統(tǒng)會立即發(fā)送數(shù)據(jù)。目前，ACARS是客機(jī)必須安裝的系統(tǒng)。在ACARS地面接收裝置覆蓋的陸地空域飛行時，ACARS數(shù)據(jù)通過甚高頻（VHF）通信頻段從飛機(jī)發(fā)給地面接收站；在荒蕪地區(qū)或海域飛行時，若ACARS選裝了衛(wèi)星通信裝置，并開通了國際海事通信衛(wèi)星的“航空H”服務(wù)（Aero H），ACARS報(bào)文數(shù)據(jù)就可通過衛(wèi)星中繼后發(fā)給地面。需要說明的是，國際海事衛(wèi)星公司的Aero H服務(wù)費(fèi)用昂貴，達(dá)8美元/分鐘，因此一般的發(fā)展中國家難以承受，馬航的波音777-200型飛機(jī)雖然裝配了衛(wèi)星通信裝置，但也沒有訂購該服務(wù)。因此，無論ACARS是否運(yùn)行，國際海事衛(wèi)星均無法獲取馬航MH370的ACARS數(shù)據(jù)。

（3）全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)沒有獲取ELT信號

根據(jù)目前掌握的信息，在此次馬航MH370失聯(lián)事件中，全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)（COSPAS/SARSAT）沒有獲取任何相關(guān)的飛機(jī)應(yīng)急示位發(fā)射機(jī)（ELT）信號，具體原因不詳。

COSPAS/SARSAT由遇險示位標(biāo)、衛(wèi)星星座和地面分系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。示位標(biāo)有3種形式，包括ELT、航海用緊急無線電示位標(biāo)（EPIRB）和個人位置示位標(biāo)（PLB）。目前遇險示位標(biāo)使用的頻率為406MHz。當(dāng)用戶遇險后，遇險示位標(biāo)可以通過人工或者自動由遇險時的撞擊、水浸而激活（信標(biāo)激活后可以存活48小時），發(fā)出遇險報(bào)警信號，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)后，由遍布全球的本地用戶終端（LUT）接收并計(jì)算出遇險目標(biāo)的位置，隨后經(jīng)國際通信網(wǎng)絡(luò)通知遇險地區(qū)的相關(guān)搜救部門進(jìn)行搜救。

（4）美國電子偵察衛(wèi)星可能獲取MH370無線信號

根據(jù)全球在軌衛(wèi)星運(yùn)行信息，太平洋、印度洋上空運(yùn)行著美國至少6顆電子偵察衛(wèi)星，這些也可能接收到飛機(jī)發(fā)出的無線通信信號。與Inmarsat海事衛(wèi)星相比，如果美國電子偵察衛(wèi)星獲取MH370的無線信號，可以實(shí)現(xiàn)比較準(zhǔn)確的定位。因此，美國關(guān)于失聯(lián)客機(jī)的運(yùn)行軌跡可能掌握了更多的信息。

★ 以Inmarsat衛(wèi)星數(shù)據(jù)推斷飛機(jī)的可能位置

2.衛(wèi)星搜尋與觀測服務(wù)

當(dāng)飛機(jī)遇險后，各類遙感衛(wèi)星能夠利用不同遙感器對航空器發(fā)生狀況的可疑區(qū)域進(jìn)行觀測和搜索，并及時提供各類環(huán)境信息，為準(zhǔn)確定位事故地點(diǎn)、快速評估事故程度提供支持。

在此次事件中，美國、歐洲、中國等國家或組織調(diào)動了數(shù)十顆在軌的遙感衛(wèi)星，對可疑區(qū)域進(jìn)行了觀測。雖然這些衛(wèi)星多次發(fā)現(xiàn)了可疑目標(biāo)，但均未獲得可靠的證據(jù)。暴露出衛(wèi)星及時響應(yīng)能力不足、小型不規(guī)則目標(biāo)識別能力弱、與?？账褜な侄谓Y(jié)合不夠緊密等問題。

（1）美、法多顆高分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)疑似漂浮物

3月19日，澳大利亞海事局公布美國數(shù)字全球公司（DigitalGlobe）世界觀測-2（WorldView-2）衛(wèi)星于3月16日拍攝的衛(wèi)星圖像，這些圖像顯示澳大利亞珀斯市以西約2000km外海面有約24m長的疑似漂浮物。3月26日，歐洲空中客車與防務(wù)公司宣布衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)122個疑似漂浮物，但后被證實(shí)為停歇在海面漂浮物上的海鳥。

同時，擁有5顆世界最先進(jìn)低軌商用高分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星的DigitalGlobe公司于3月11日向公眾開放了“眾包”（Tomnod）平臺，志愿者可以通過該公司的5顆衛(wèi)星提供的高分辨率圖像，在電腦上協(xié)助排查MH370航班的可能失事地點(diǎn)。

衛(wèi)星雖然獲取了一些線索，但經(jīng)現(xiàn)場搜索證實(shí)，發(fā)現(xiàn)的疑似物體均與馬航MH370無關(guān)。

在一定程度上表明，當(dāng)前能夠獲取的遙感衛(wèi)星圖像，對于小型不規(guī)則物體的識別能力有限，自動識別難度大，人工判讀和現(xiàn)場查證不可缺少。

（2）中國利用國內(nèi)外多顆衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)疑似漂浮物

事件發(fā)生后，中國在第一時間緊急利用國內(nèi)外多顆衛(wèi)星或衛(wèi)星圖像為搜救行動提供支持，包括中國高分、海洋、風(fēng)云和遙感等4個型號的多顆衛(wèi)星，以及美國發(fā)布的Landsat-8衛(wèi)星圖像。

其中，中國的高分一號衛(wèi)星在3月9日上午11點(diǎn)左右獲取一系列圖像。中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所科研人員利用3月8日和3月10日的美國Landsat-8衛(wèi)星數(shù)據(jù)，在馬航客機(jī)失聯(lián)可能區(qū)域發(fā)現(xiàn)3處油跡帶，并迅速將分析結(jié)果報(bào)送國家相關(guān)部門。上述兩個事件中，衛(wèi)星雖然作出了及時響應(yīng)，但事后經(jīng)現(xiàn)場搜索發(fā)現(xiàn)，疑似物體與馬航MH370無關(guān)。

截至目前，中國的多顆衛(wèi)星仍在關(guān)注可疑目標(biāo)海域，與其他?？账褜な侄喂餐瑘?zhí)行搜尋任務(wù)。

（3）美、歐環(huán)境探測衛(wèi)星為搜索救援提供氣象海洋環(huán)境數(shù)據(jù)

此次事件中，美國每日發(fā)布海洋水色數(shù)據(jù)的遙感器數(shù)據(jù)源包括Terra和Aqua衛(wèi)星搭載的MODIS、寶瓶座（Aquarius）、可見光紅外成像儀輻射計(jì)套件（VIIRS）和國際空間站搭載的海岸帶高光譜成像儀（HICO）。這些衛(wèi)星或載荷能夠快速實(shí)時地發(fā)現(xiàn)搜救地區(qū)的氣象條件是否適于搜索行動的開展。同時，利用這些衛(wèi)星，相關(guān)氣象水文機(jī)構(gòu)能夠每日發(fā)布出事地區(qū)的海浪浪高、海表溫度和洋流方向等情況，為發(fā)現(xiàn)海面疑似漂流物后，分析墜機(jī)實(shí)際地點(diǎn)提供重要數(shù)據(jù)參考。

二、國外正在積極發(fā)展新型航空系統(tǒng)衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)

1．無線通信信號采集服務(wù)

（1）美、歐積極發(fā)展廣播式自動相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）系統(tǒng)

廣播式自動相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）是國際民航組織確定的未來主要監(jiān)視技術(shù)。ADS-B技術(shù)將衛(wèi)星導(dǎo)航、通信技術(shù)、機(jī)載設(shè)備以及地面設(shè)備等先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，提供了更加安全、高效的空中交通監(jiān)視手段，能有效提高管制員和飛行員的運(yùn)行態(tài)勢感知能力，擴(kuò)大監(jiān)視覆蓋范圍，提高空中交通安全水平、空域容量與運(yùn)行效率。

ADS-B系統(tǒng)可以擴(kuò)展至空地、空空、空天等多種傳輸鏈路，ADS-B基于機(jī)載設(shè)備獲取的實(shí)時GPS定位信號，能夠?qū)w機(jī)位置、高度、速度等數(shù)據(jù)信息每秒鐘對外廣播一次。歐洲計(jì)劃自2015年起要求在歐洲空域飛行的飛機(jī)安裝ADS-B系統(tǒng)，美國計(jì)劃至2020年，所有在美國空域飛行的飛機(jī)都必須安裝ADS-B系統(tǒng)。

自澳洲和美國成功應(yīng)用空地ADS-B監(jiān)視系統(tǒng)后，尤其在2009年法航空難后，國外開始將目光放在ADS-B系統(tǒng)的天基應(yīng)用上，以實(shí)現(xiàn)對地基監(jiān)視雷達(dá)和地基ADS-B接收站無法覆蓋地區(qū)的飛機(jī)進(jìn)行監(jiān)視，比如對在海洋區(qū)域或極地飛行的飛機(jī)進(jìn)行監(jiān)視。天基ADS-B系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式是衛(wèi)星搭載ADS-B信號接收機(jī)，接收源自飛機(jī)ADS-B發(fā)射機(jī)廣播的信號，然后轉(zhuǎn)發(fā)給地面。天基ADS-B飛行監(jiān)視技術(shù)能夠突破地理?xiàng)l件的限制，極大地提高航空監(jiān)視的連續(xù)性。

目前，美國、歐洲均啟動了利用低軌衛(wèi)星星座發(fā)展天基ADS-B監(jiān)視系統(tǒng)的研制工作。

●歐洲完成天基ADS-B系統(tǒng)試驗(yàn)，并積極向業(yè)務(wù)化方向發(fā)展

歐洲航天局（ESA）于2013年5月7日發(fā)射了“星上自主項(xiàng)目-植物”（Proba-V）衛(wèi)星。運(yùn)行在820km軌道高度的Proba-V攜帶了德國航天局（DLR）研制的ADS-B接收中繼載荷。盡管從飛機(jī)發(fā)射的ADS-B信號到達(dá)空間后已非常微弱，但試驗(yàn)證明，在不需要升級現(xiàn)有機(jī)載設(shè)備的條件下，Proba-V攜帶的試驗(yàn)性接收機(jī)仍然能夠在2小時內(nèi)接收到12000個ADS-B數(shù)據(jù)。

2013年10月，DLR與合作伙伴SES Astra公司和泰雷茲-阿萊尼亞德國公司簽訂長期合同，計(jì)劃利用名為TRITON的微衛(wèi)星平臺，對天基ADS-B接收系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步技術(shù)驗(yàn)證，以此推進(jìn)天基ADS-B的業(yè)務(wù)化發(fā)展。

●美國計(jì)劃在下一代低軌通信衛(wèi)星上全面部署ADS-B系統(tǒng)

目前，美國有兩家公司正在實(shí)施這方面的計(jì)劃，包括Harris公司和ADS-B技術(shù)公司。其中，Harris公司選擇與銥星公司（Iridium）合作，ADS-B技術(shù)公司選擇與全球星（Globalstar）公司合作。從目前發(fā)展來看，Harris公司的產(chǎn)品有望最先部署。

Harris公司與銥星公司在2011年提出了發(fā)展計(jì)劃，考慮在下一代銥星星座上安裝ADS-B系統(tǒng)。下一代銥星星座包括66顆低軌通信衛(wèi)星，將于2015年開始發(fā)射，于2017年結(jié)束部署。銥星星座將攜帶Harris公司研制的1090ES型ADS-B接收機(jī)，預(yù)計(jì)從2018年開始監(jiān)視全球民用客機(jī)。銥星公司認(rèn)為該業(yè)務(wù)可以產(chǎn)生10億～20億美元的市場，用戶不僅包括傳統(tǒng)的空管、搜救等民用用戶，還將包括軍方。

ADS-B技術(shù)公司在2012年完成了ADS-B鏈路增強(qiáng)系統(tǒng)（ALAS）的技術(shù)可行性驗(yàn)證試驗(yàn)，該試驗(yàn)利用兩架飛機(jī)，在阿拉斯加州的一座高度1200多米的深山中完成。以該系統(tǒng)的性能計(jì)算，一顆低軌“全球星”（Globalstar）衛(wèi)星可以在1600km的覆蓋半徑內(nèi)跟蹤3000架飛機(jī)。ADS-B技術(shù)公司計(jì)劃在2014年中期研制出業(yè)務(wù)應(yīng)用的ALAS系統(tǒng)，但目前還未見到全球星搭載ALAS系統(tǒng)的具體計(jì)劃。

（2）中國已規(guī)劃ADS-B地基監(jiān)視系統(tǒng)，尚未規(guī)劃天基監(jiān)視系統(tǒng)

中國民用航空局于2012年11月發(fā)布了《中國民用航空ADS-B實(shí)施規(guī)劃》。中國民航ADS-B機(jī)載設(shè)備采用1090兆赫擴(kuò)展電文（1090ES）數(shù)據(jù)鏈，遵循亞太區(qū)航行規(guī)劃和實(shí)施小組（APANPIRG）要求的廣播式自動相關(guān)地空監(jiān)視（ADS-B OUT）機(jī)載設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括航空無線電委員會的RTCA DO-260B和中國民航發(fā)布的 AC-91-FS/AA-2010-14。中國2017年全部飛機(jī)完成機(jī)載ADS-B地空監(jiān)視系統(tǒng)加改裝。根據(jù)國際ADS-B技術(shù)應(yīng)用趨勢，ADS-B機(jī)載設(shè)備最終將逐步加裝空空監(jiān)視功能（ADS-B IN）。

★ 搭載ADS-B系統(tǒng)的全球星示意圖

在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)滿足ADS-B運(yùn)行要求后，研制并加裝兼容北斗和其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的ADS-B機(jī)載設(shè)備。但是，該規(guī)劃除了ADS-B系統(tǒng)必須搭配使用的導(dǎo)航衛(wèi)星外，并未規(guī)劃天基ADS-B監(jiān)視系統(tǒng)。

2.衛(wèi)星搜尋與觀測服務(wù)

（1）靜止軌道高分辨率成像衛(wèi)星，將增強(qiáng)區(qū)域持續(xù)監(jiān)視能力

美、歐目前正在大力發(fā)展靜止軌道（GEO）高分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星，這類衛(wèi)星投入應(yīng)用后，將在衛(wèi)星搜尋與觀測服務(wù)方面具有較大應(yīng)用潛力。

根據(jù)軌道動力學(xué)原理，低軌衛(wèi)星，包括性能十分先進(jìn)的低軌高分辨率敏捷型成像衛(wèi)星，無法不間斷地對一個區(qū)域進(jìn)行連續(xù)搜索監(jiān)視。為解決上述問題，美、歐高度重視GEO高分辨率成像衛(wèi)星的發(fā)展。GEO衛(wèi)星理論上可覆蓋全球近1/3的面積，能快速對關(guān)注區(qū)域進(jìn)行成像響應(yīng)服務(wù)。比如，歐洲正在論證的3m分辨率GEO光學(xué)成像衛(wèi)星將可以在15分鐘內(nèi)搜索1500km的目標(biāo)區(qū)域。除歐洲外，美國也正在積極攻關(guān)1m分辨率靜止軌道衍射光學(xué)成像衛(wèi)星技術(shù)，其能力將更為強(qiáng)大。我國和印度也都在研制數(shù)十米分辨率的GEO光學(xué)成像衛(wèi)星。

（2）低軌對地成像微納衛(wèi)星星座，將提升全球快速重訪能力

低軌全球成像星座也是近年來的發(fā)展熱點(diǎn)。美國天空盒子成像公司（Skybox Imaging）和行星實(shí)驗(yàn)室都已于2013年開啟了低軌成像微納衛(wèi)星星座的序幕。尤其是Skybox公司將要組建的由24顆Skysat衛(wèi)星組成的微衛(wèi)星星座，具有1m空間分辨率、每天8次重訪的時間分辨率，并且可以拍攝每秒30幀、長度90s的高清視頻，對動態(tài)目標(biāo)監(jiān)視的能力大幅提升，在衛(wèi)星搜尋與觀測服務(wù)方面也具有較大的應(yīng)用潛力。

3.未來在航空器運(yùn)行監(jiān)控中的衛(wèi)星應(yīng)用展望

預(yù)計(jì)到2020年，在民航飛機(jī)運(yùn)行管理和監(jiān)視方面，將完成從以地基為主到地基、天基結(jié)合的轉(zhuǎn)變，荒蕪地區(qū)和遠(yuǎn)海地區(qū)飛機(jī)的實(shí)時監(jiān)視能力有望得以實(shí)現(xiàn)。一方面，在通信衛(wèi)星方面，搭載ADS-B接收中繼載荷的美國下一代低軌通信衛(wèi)星星座和歐洲新型低軌微小衛(wèi)星星座將實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行，可以近實(shí)時采集各類民用航空器的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。另一方面，在對地觀測衛(wèi)星方面，美、歐米級分辨率靜止軌道光學(xué)成像衛(wèi)星和美國低軌亞米級分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星星座將實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行，全球的快速重訪覆蓋能力將大幅增強(qiáng)，目標(biāo)識別能力也將大幅提升。

同時，由于吸取MH370等航空事件的教訓(xùn)，機(jī)載航電系統(tǒng)也將有望獲得改進(jìn)。一方面，黑匣子將可以利用通信鏈路，將關(guān)鍵的飛行記錄數(shù)據(jù)實(shí)時或近實(shí)時的傳給地面空管；另一方面，應(yīng)答機(jī)、ADS-B設(shè)備、ACARS通信系統(tǒng)等關(guān)鍵的機(jī)載通信設(shè)備將實(shí)現(xiàn)高可靠的自動化控制，可以在緊急時刻自動報(bào)警，并無法人為關(guān)閉。

展望2020年以至更遠(yuǎn)的未來，若某航班在海域飛行時出現(xiàn)失聯(lián)，通信衛(wèi)星將能夠通過ADS-B載荷及時獲得失聯(lián)時飛機(jī)的位置、高度、速度等關(guān)鍵信息，通過這些信息，空管可立即鎖定出事區(qū)域。靜止軌道高分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星隨后可以立即響應(yīng)，在白天持續(xù)鎖定出事海域，實(shí)時掌握墜海飛機(jī)的態(tài)勢或碎片的漂浮情況，低軌高分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星與靜止軌道高分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星緊密配合，對疑似目標(biāo)進(jìn)行初步確認(rèn)。再輔以低軌高分辨率雷達(dá)衛(wèi)星，掌握夜間情況。在這些系統(tǒng)的強(qiáng)大支援下，地面應(yīng)急響應(yīng)機(jī)構(gòu)可以立即啟動搜救行動，出動飛機(jī)和艦船，對目標(biāo)就行確認(rèn)并實(shí)施救援。

三、啟示與建議

在當(dāng)前世界和平發(fā)展的整體形勢下，平時的重大應(yīng)急救援行動已成為檢驗(yàn)一個國家綜合國力強(qiáng)大與否的重要標(biāo)尺，堪稱為和平時期的“作戰(zhàn)行動”。衛(wèi)星作為現(xiàn)代世界有影響力國家的必備重器，其在重大應(yīng)急救援行動中發(fā)揮的作用強(qiáng)弱，也成為衡量一個國家的衛(wèi)星在具體領(lǐng)域應(yīng)用能力高低的重要標(biāo)志，是和平時期的能力檢驗(yàn)與演習(xí)。

在此次馬航失聯(lián)事件中，衛(wèi)星應(yīng)用既擁有值得稱道的經(jīng)驗(yàn)，也有值得深思的教訓(xùn)。綜合以上分析研究，我們認(rèn)為，以下幾個思考值得后續(xù)深入探討。

第一，針對衛(wèi)星對偏遠(yuǎn)地區(qū)或遠(yuǎn)海等區(qū)域的獨(dú)特觀測優(yōu)勢，進(jìn)一步將衛(wèi)星融入日常的應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)體系，與傳統(tǒng)的空地海監(jiān)測系統(tǒng)組成全維立體的應(yīng)急響應(yīng)體系。

在此次事件中，衛(wèi)星充分發(fā)揮了可以不受天時、氣候、復(fù)雜地理環(huán)境影響的優(yōu)勢，為救援行動提供了很多有價值的線索，進(jìn)一步說明衛(wèi)星了在未來的國家信息體系建設(shè)中非常重要。但另一方面，衛(wèi)星數(shù)據(jù)和其他觀測手段、搜索救援行動的協(xié)同行動方面還存在著脫節(jié)，造成衛(wèi)星數(shù)據(jù)往往需要數(shù)天后才能獲得其他系統(tǒng)的驗(yàn)證。這說明，衛(wèi)星信息在應(yīng)用流程和數(shù)據(jù)處理方面還需要進(jìn)一步改進(jìn)，需要以更及時的響應(yīng)速度更緊密地嵌入到國家應(yīng)急信息體系中，與其他觀測手段、行動手段形成無縫的高度協(xié)調(diào)一致的立體化綜合信息體系?？梢钥紤]：

● 發(fā)展更適于業(yè)務(wù)應(yīng)用的衛(wèi)星系統(tǒng)，比如靜止軌道高分對地觀測衛(wèi)星、低軌高分微納衛(wèi)星星座、面向航空應(yīng)用的專用衛(wèi)星系統(tǒng)或載荷；

● 發(fā)展性能穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)易承受的衛(wèi)星通信引接系統(tǒng)，并考慮與衛(wèi)星現(xiàn)有ACARS系統(tǒng)或者ELT系統(tǒng)集成。

第二，針對時效性要求較高的救援行動，衛(wèi)星系統(tǒng)能力還有待進(jìn)一步提升，存在“看不見”、“認(rèn)不出”或“認(rèn)不準(zhǔn)”的情況。

在此次事件中，多國動用了不同的衛(wèi)星系統(tǒng)，但觀測結(jié)果不盡一致。這說明不同國家的衛(wèi)星觀測都存在一定程度的盲點(diǎn)，即觀測發(fā)現(xiàn)能力還存在不足。其原因主要在于衛(wèi)星數(shù)量不夠或者實(shí)時性覆蓋不夠。同時，觀測數(shù)據(jù)的地面處理能力還需要進(jìn)一步提升。如何能在獲取的海量數(shù)據(jù)中挖掘、識別出有效目標(biāo)，如何去偽存真，進(jìn)行有效的信息判讀，還都存在諸多需要解決的問題。如果這方面的能力可以大幅改進(jìn)，不僅可以更快地推進(jìn)救援行動，提高救援效率；還可以大幅減輕整個搜索救援體系的工作壓力?？梢钥紤]：

● 建設(shè)國家級和地區(qū)級、部門級衛(wèi)星數(shù)據(jù)情報(bào)中心，建立各種專題地理信息數(shù)據(jù)庫，形成標(biāo)準(zhǔn)化的存檔產(chǎn)品；

● 利用存檔數(shù)據(jù)，建立基于大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理先驗(yàn)知識庫，并發(fā)展基于統(tǒng)計(jì)模型的遙感數(shù)據(jù)識別算法和修正算法，提高海量數(shù)據(jù)中有效信息的挖掘能力。

第三，衛(wèi)星應(yīng)用相比衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展，還存在不協(xié)調(diào)和滯后的情況。

此次事件暴露出的主要問題之一，是針對民航系統(tǒng)的衛(wèi)星應(yīng)用還較少，還缺乏成熟應(yīng)用。針對這個問題，美、歐、日等國已經(jīng)開始著手發(fā)展一些手段，這些新的發(fā)展動向值得我們重視。一方面，需要結(jié)合我國的國家安全限制、地理環(huán)境要求、基礎(chǔ)技術(shù)條件等情況，選擇適合中國發(fā)展的民航衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)體制。另一方面，需要與民航部門加強(qiáng)溝通，并與相關(guān)的國際航空安全飛行機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)系，嘗試開展合作論證，發(fā)展既具有國際兼容性，又符合中國需求的民航衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)?？梢钥紤]：

●針對國外已發(fā)展和正在發(fā)展的系統(tǒng)技術(shù)，如ADS-B航班監(jiān)視系統(tǒng)，開展比較權(quán)衡研究，分析不同技術(shù)的應(yīng)用潛力；

● 在比較權(quán)衡的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國需求推進(jìn)我國航空衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展，并適時利用中國民用航空系統(tǒng)發(fā)展計(jì)劃，進(jìn)行飛行演示驗(yàn)證。

第四，考慮提出滿足現(xiàn)代信息技術(shù)條件下的新型航空安全信息監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，并提出有必要發(fā)展的系統(tǒng)的方案計(jì)劃。

從目前的航空安全信息監(jiān)控來看，航空事故發(fā)生后，最重要的技術(shù)核實(shí)都要依賴于機(jī)載的黑匣子。但黑匣子的設(shè)計(jì)最初是源于幾十年前的信息技術(shù)條件，在當(dāng)前信息技術(shù)，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的情況下，已存在著某種的技術(shù)滯后。因此，可以考慮以空天地海一體化的信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，發(fā)展能充分利用這種通信網(wǎng)絡(luò)的黑匣子系統(tǒng)技術(shù)，提出新的技術(shù)安全標(biāo)準(zhǔn)。嘗試使黑匣子不僅能存儲關(guān)鍵信息，還能通過衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)間歇發(fā)送關(guān)鍵信息。如果發(fā)展出此類系統(tǒng)，航空事故的分析和鑒定將獲得極大幫助?？梢钥紤]：

● 在對現(xiàn)有黑匣子信號處理和傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究的基礎(chǔ)上，嘗試與權(quán)威部門合作，推動現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息環(huán)境下的新型黑匣子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究，將天基信息鏈路引入航空安控系統(tǒng)；

● 發(fā)展能將黑匣子的主要信息進(jìn)行天基數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶旎d荷、天基數(shù)據(jù)鏈、衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)。

天繪一號01衛(wèi)星拍攝的亞馬孫河熱帶雨林

成像日期：2013年8月14日

分 辨 率：2m

幅 寬：60km

圖 像：2m全色與10m多光譜融合

中國天繪衛(wèi)星中心 供圖