文 | 蘇光 王華 余驍 冷艷麗 中國空間技術(shù)研究院

一、衛(wèi)星應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀及前景

50年來，我國應(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200顆，包括對地觀測衛(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，促進經(jīng)濟、社會發(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，是國家信息基礎(chǔ)設(shè)施不可或缺的重要組成部分，在國家信息高速公路、數(shù)字中國、智慧城市建設(shè)以及服務(wù)人民生產(chǎn)、生活，促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向信息化轉(zhuǎn)型上發(fā)揮了重要作用。

建設(shè)全國地理信息數(shù)據(jù)庫：原國家測繪地理信息局實施了西部測圖工程、1：5萬地理信息數(shù)據(jù)庫更新工程。兩大國家級測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)、交通運輸、生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護、國防建設(shè)、人民生活等多個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

數(shù)字化地球和信息化社會建設(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，通過衛(wèi)星通信等傳輸手段，建設(shè)數(shù)字地球、數(shù)字中國、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，促進了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

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。培育并通過國家或省級鑒定的百余項新品種。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)促進了基于位置服務(wù)的發(fā)展，并進一步促進了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，使得車輛指揮調(diào)度、出行路線規(guī)劃、危險品運輸監(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)展進入新時代。

3.服務(wù)國家重點工程建設(shè)

衛(wèi)星遙感應(yīng)用在大型重點工程建設(shè)，如三峽工程選址與環(huán)境監(jiān)測、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，從全局高度進行工程地質(zhì)穩(wěn)定性評價和生態(tài)環(huán)境評估，保障工程的穩(wěn)定性， 提高工程效益。

三峽工程監(jiān)測：利用衛(wèi)星遙感影像，對三峽工程進行基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、工程穩(wěn)定性評價，并對蓄水后進行環(huán)境影響評估（見圖1）。

圖1 三峽水庫衛(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，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)星可以及時確定災(zāi)害發(fā)生位置和范圍；衛(wèi)星通信可以及時報告受災(zāi)信息并進行救災(zāi)指揮；對地觀測衛(wèi)星能夠?qū)?zāi)害進行大范圍、全天候、全天時動態(tài)監(jiān)測，為緊急救援、災(zāi)后救助及恢復(fù)重建和環(huán)境保護工作提供依據(jù)。

支撐國家減災(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 “四級減災(zāi)” 體系建設(shè)。

國家公用應(yīng)急寬帶VSAT通信網(wǎng)建設(shè)：利用寬帶VSAT通信的國家應(yīng)急通信網(wǎng)，在我國局部地區(qū)遭受到嚴(yán)重自然災(zāi)害或發(fā)生重大突發(fā)事件時，能夠快速布署、及時建立衛(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，滿足國家應(yīng)急體系的通信需求。

臺風(fēng)等災(zāi)害性天氣的監(jiān)測與預(yù)警預(yù)報：風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星，采用靜止軌道和極軌兩種軌道，實現(xiàn)全球全天候氣象觀測，大大提高了氣象預(yù)報的準(zhǔn)確性和時效性，對災(zāi)害性天氣如臺風(fēng)、暴雨等可實施連續(xù)監(jiān)測，減少了人民生命、財產(chǎn)的損失。

旱澇災(zāi)害監(jiān)測：利用氣象衛(wèi)星、環(huán)境衛(wèi)星以及資源衛(wèi)星可以對干旱和暴雨等災(zāi)害進行預(yù)報、預(yù)警，并監(jiān)測災(zāi)害強度、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、經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，常規(guī)資源調(diào)查手段周期長，投入人力、物力巨大；衛(wèi)星技術(shù)投資少，時間短，精度高，成為國土資源調(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。

全國土地資源調(diào)查：2007年7月至2009年底，利用兩年時間高效完成第二次全國土地資源調(diào)查；而第一次全國調(diào)查自1984年始，1996年結(jié)束，歷時12年。利用調(diào)查成果，開展全國土地利用遙感監(jiān)測“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，開展年度遙感動態(tài)監(jiān)測，監(jiān)測全國森林植被的宏觀變化趨勢。

水利資源調(diào)查：開展全國水利普查工作，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)境污染和保護狀況，為發(fā)現(xiàn)污染、治理污染、保護環(huán)境提供及時準(zhǔn)確的決策數(shù)據(jù)。

海洋環(huán)境監(jiān)測：海洋衛(wèi)星的發(fā)展，使得認(rèn)識海洋由點、線向面、全球擴展。海洋衛(wèi)星已經(jīng)成為我國海洋立體監(jiān)測系統(tǒng)的組成部分，應(yīng)用于海洋環(huán)境、災(zāi)害監(jiān)測、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：依據(jù)氣象衛(wèi)星，建立了沙塵天氣監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)并進入業(yè)務(wù)化運行。2002年3月1日的首次預(yù)報中，沙塵暴就被預(yù)警監(jiān)測系統(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)測并及時預(yù)報（見圖3）。

圖3 沙塵暴監(jiān)測

7.產(chǎn)生了新的學(xué)科或技術(shù)分支

衛(wèi)星及其應(yīng)用帶動了人工智能、機器人、遙操作、光學(xué)通信、無線電傳輸、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)星對地觀測推動了氣象學(xué)、海洋學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)、測繪學(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)識世界的能力

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

對地球的綜合觀測，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統(tǒng)一體去研究、認(rèn)識地球的演化規(guī)律和變化特點，從而更加合理地利用地球、管理地球和保護地球，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)用未來發(fā)展的思考

隨著國家在航天領(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；高分專項快速推進，多顆遙感衛(wèi)星組網(wǎng)運行成功，對地觀測能力實現(xiàn)質(zhì)的飛躍；高通量通信衛(wèi)星“中星16號”發(fā)射，正式開啟衛(wèi)星“寬帶中國”新時代；低軌移動寬帶通信星座正式進入研制階段。天基資源日益豐富，具備了通過天基信息綜合應(yīng)用更好地服務(wù)于國民經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的基礎(chǔ)條件。同時，國防信息化建設(shè)的深入推進，對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)成為未來國防建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和迫切需求，衛(wèi)星應(yīng)用的市場前景非常廣闊 。關(guān)于衛(wèi)星應(yīng)用未來的發(fā)展有以下幾點思考。

1.強化衛(wèi)星應(yīng)用的總體牽引帶動作用

加強衛(wèi)星應(yīng)用總體的頂層牽引帶動作用，重點面向天基信息系統(tǒng)支持國防建設(shè)、天基信息系統(tǒng)支持企業(yè)客戶智能轉(zhuǎn)型升級、天基信息系統(tǒng)支持政府社會治理智能轉(zhuǎn)型等三大主攻方向，進一步發(fā)揮“天地一體化”優(yōu)勢，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、再到綜合信息運營服務(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，促進衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的做強做大。

2.用好上市公司平臺助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展

發(fā)揮好上市公司資源整合、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和資本運作的平臺作用，通過資本市場融資、股權(quán)多元化等渠道，充實衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展資本。實現(xiàn)資本的良性循環(huán)，推動產(chǎn)業(yè)的持續(xù)壯大。增強并購整合能力，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。充分利用資本市場規(guī)范性和高效性，完善產(chǎn)業(yè)公司治理機制，創(chuàng)新激勵機制，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)動力和資金支持。以中國衛(wèi)星所屬的航天恒星科技有限公司（以下簡稱航天恒星）為例，2008年中國空間技術(shù)研究院將航天恒星注入中國衛(wèi)星，成為上市公司核心子公司，航天恒星在進入上市公司后，借助資本平臺累計獲得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)域為支撐，具備從芯片、終端、系統(tǒng)集成到運營服務(wù)的全產(chǎn)業(yè)鏈能力的龍頭企業(yè)，經(jīng)濟規(guī)模由2007年的3.5億元，迅速增長至2017年的近35億元。航天恒星是借助資本市場、創(chuàng)新體制機制、激發(fā)企業(yè)活力、實現(xiàn)快速發(fā)展的典范。

3.加強軍民融合技術(shù)轉(zhuǎn)化和應(yīng)用

堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，落實國家軍民融合戰(zhàn)略。多年來國家對航天領(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)勢技術(shù)和能力，推進衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域軍民共生優(yōu)勢技術(shù)的轉(zhuǎn)化，集中資源優(yōu)勢，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)機制，提升服務(wù)能力，助推成果轉(zhuǎn)化?；谌瞬?、成果資源優(yōu)勢，將轉(zhuǎn)化工作規(guī)范化、流程化。完善重點技術(shù)研發(fā)和基礎(chǔ)研究的創(chuàng)新投入機制，加大扶持資金的力度。充分利用社會資源實現(xiàn)高新技術(shù)在國防領(lǐng)域和民用領(lǐng)域雙向流動、高效利用。以中國空間技術(shù)研究院所屬的康拓紅外技術(shù)股份有限公司（以下簡稱康拓紅外）為例，康拓紅外原為中國空間技術(shù)研究院北京控制工程研究所一個研究室的一個課題組，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)控制的紅外探測技術(shù)成功引入我國鐵路車輛安全領(lǐng)域，成為國內(nèi)最早進入鐵路車輛安全檢測領(lǐng)域的鐵路外企業(yè)，并逐步替代了進口產(chǎn)品，自主研發(fā)的鐵路車輛紅外軸溫檢測系統(tǒng)，已在全路14個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)萬公里運營線線路，占據(jù)了行業(yè)市場1/3的份額；康拓紅外是依托宇航優(yōu)勢技術(shù)，從研究室發(fā)展到上市公司，實現(xiàn)軍民融合發(fā)展的典型案例。

4.加強產(chǎn)學(xué)研用開放合作

堅定改革發(fā)展的信念，秉承“開放融合”的心態(tài)，加強與國家部委、地方政府的溝通，加大高校、研發(fā)機構(gòu)、企業(yè)、用戶主體之間的對接和互動。探索在衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用合作新模式、新機制，構(gòu)建以企業(yè)為主體、市場為導(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。