衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)收入超22億美元
——國外衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)發(fā)展綜述

● 文|中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院 陳建光 祝彬

衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)收入超22億美元
——國外衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)發(fā)展綜述

● 文|中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院 陳建光 祝彬

本文綜合了國外多家機(jī)構(gòu)和咨詢公司在2013年公布的衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)基本數(shù)據(jù)（截至2012年），包括美國航天基金會、北方天空研究公司、歐洲咨詢公司和預(yù)測國際公司，以及美國數(shù)字全球公司2008年—2013年的收入數(shù)據(jù)，簡要分析了國外衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展預(yù)測。

一、總體概述

衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)盡管在全球航天經(jīng)濟(jì)中所占比例仍然較小，卻是至關(guān)重要的組成部分，衛(wèi)星對地觀測可應(yīng)用于軍事作戰(zhàn)行動支持、資源探測、城市規(guī)劃、氣象預(yù)報(bào)、防災(zāi)減災(zāi)和地球物理研究等多個領(lǐng)域。

2012年—2013年，國防、政府和商業(yè)公司仍是驅(qū)動衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素。鑒于衛(wèi)星圖像能夠有效地支持軍事行動，國防用戶仍是世界范圍內(nèi)衛(wèi)星圖像的最大采購方，除利用軍用的偵察監(jiān)視衛(wèi)星外，還通過商業(yè)成像衛(wèi)星獲取大量的圖像數(shù)據(jù)。隨著美、歐國家可能“放松”商業(yè)衛(wèi)星圖像銷售的分辨率限制，衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)的商業(yè)應(yīng)用將進(jìn)一步發(fā)展；而且新興的商業(yè)運(yùn)營商計(jì)劃提供衛(wèi)星圖像或者氣象/環(huán)境數(shù)據(jù)，試圖打破傳統(tǒng)的商業(yè)衛(wèi)星圖像服務(wù)模式。

二、產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)市場持續(xù)增長，收入超過22億美元

2012年，衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)的市場收入（包括數(shù)據(jù)銷售和增值服務(wù)）持續(xù)增長，收入總額約為22億～23.4億美元。其中，數(shù)據(jù)銷售收入約為10億美元，而增值服務(wù)收入略高于數(shù)據(jù)銷售。

盡管如此，與衛(wèi)星廣播（直播到戶和無線電廣播）、衛(wèi)星通信等市場相比，衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模仍處于初步發(fā)展階段。根據(jù)美國航天基金會（Space Foundation）《2013年航天報(bào)告》公布的數(shù)據(jù)，2012年衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)的收入約為23.4億美元，僅占全球航天經(jīng)濟(jì)總體規(guī)模（約1160億美元）的2.02%，如圖1所示；與2011年的21.5億美元相比，收入的增長幅度接近9%。（注：由于衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的收入主要來自地面設(shè)備制造，未包含在內(nèi)。）

>>>圖1 2012年全球航天經(jīng)濟(jì)規(guī)模

2.國防和政府需求仍是衛(wèi)星對地觀測數(shù)據(jù)市場的重要因素

國防用戶與政府機(jī)構(gòu)的需求仍是衛(wèi)星對地觀測數(shù)據(jù)商業(yè)銷售和應(yīng)用的主要市場。其中，國防用戶通過高分辨率、高精度的衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)支持圖像情報(bào)（IMINT）和地理空間情報(bào)（GEOINT）的應(yīng)用，例如，美國國家地理空間情報(bào)局（NGA）通過一系列“視景”計(jì)劃扶持商業(yè)衛(wèi)星運(yùn)營商如數(shù)字全球公司、地球眼公司發(fā)展高分辨率商業(yè)成像衛(wèi)星，并成為其主要用戶。而NGA的投入約占上述公司年度收入的60%。

北方天空研究公司（NSR）在2013年發(fā)布的《全球衛(wèi)星對地觀測（第五版）》報(bào)告的數(shù)據(jù)顯示，在衛(wèi)星對地觀測應(yīng)用的6個直接市場中，國防與情報(bào)市場所占比例達(dá)到38%，公共安全市場的比例也達(dá)到28%，而產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌龊头?wù)市場的比例分別僅為7%和10%，仍未得到充分發(fā)展，如圖2所示。

>>>圖2 2012年衛(wèi)星對地觀測的直接市場分布

歐洲咨詢公司（Euroconsult）的《2013年衛(wèi)星對地觀測》報(bào)告將衛(wèi)星對地觀測數(shù)據(jù)市場需求分為8個領(lǐng)域，分別是國防、自然資源監(jiān)測、能源、基礎(chǔ)設(shè)施與工程、位置服務(wù)、海事運(yùn)營、災(zāi)害管理和環(huán)境監(jiān)測。報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，國防領(lǐng)域的市場份額達(dá)到50%～60%。其他7個領(lǐng)域所占的市場份額均未超過10%，而且主要用戶和所需數(shù)據(jù)的類型均有所不同，例如，自然資源監(jiān)測領(lǐng)域的主要用戶是政府機(jī)構(gòu)，通過較低分辨率的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行資源變化監(jiān)測；能源領(lǐng)域的主要用戶是私營企業(yè)；而環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的主要用戶是各種研究團(tuán)體和公眾等。

盡管上述兩家咨詢公司的研究報(bào)告在數(shù)據(jù)應(yīng)用需求分類和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等方面存在差異，但同樣反映出國防領(lǐng)域的需求目前對于衛(wèi)星對地觀測數(shù)據(jù)銷售收入仍是至關(guān)重要的，而且基于這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用和增值服務(wù)處于發(fā)展初期。

但過度依賴于國防和政府需求導(dǎo)致衛(wèi)星運(yùn)營商對于政府預(yù)算的增減比較敏感。以美國為例，在NGA大幅削減商業(yè)衛(wèi)星圖像采購經(jīng)費(fèi)的情況下，數(shù)字全球公司和地球眼公司在2013年1月底完成合并重組，在擴(kuò)大企業(yè)規(guī)模的同時促進(jìn)用戶多元化，盡可能地減小政府預(yù)算削減影響。圖3和圖4給出的數(shù)字全球公司2008年—2013年收入情況及其結(jié)構(gòu)。其中，來自美國政府用戶的收入由三部分組成，分別是“增強(qiáng)視景”（EnhancedView）計(jì)劃下的服務(wù)水平協(xié)議（SLA）及其增值服務(wù)，以及之前“下一代視景”（NextView）計(jì)劃的分期收入；商業(yè)用戶包括“直接訪問計(jì)劃”（DAP）用戶和其他商業(yè)用戶。這兩張圖反映了在合并后，數(shù)字全球公司的收入結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化，特別是來自商業(yè)用戶的收入比例大幅增加至42%，而美國政府用戶的收入比例降低至58%。

>>>圖3 2008年—2013年數(shù)字全球公司收入及其結(jié)構(gòu)

>>>圖4 2013年數(shù)字全球公司收入結(jié)構(gòu)

3．北美、歐洲地區(qū)占有70%的數(shù)據(jù)市場，其他地區(qū)快速增長

目前，全球已有32個國家或者地區(qū)以及2個歐洲聯(lián)合機(jī)構(gòu)具有研制、部署和運(yùn)行對地觀測衛(wèi)星的能力。其中，北美地區(qū)和歐洲地區(qū)是衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)，也占據(jù)了大部分的數(shù)據(jù)市場，所占比例達(dá)到70%。由于國防與情報(bào)的大量需求，北美地區(qū)的數(shù)據(jù)市場自2007年以來始終保持快速發(fā)展，但近年來美國政府大量削減購買商業(yè)衛(wèi)星圖像的預(yù)算，也減緩了北美地區(qū)衛(wèi)星對地觀測數(shù)據(jù)市場的發(fā)展速度；由于經(jīng)濟(jì)低迷，歐洲地區(qū)的數(shù)據(jù)市場保持著較低的增長速度。

相比之下，拉丁美洲、亞洲（包括東亞和南亞）、中東、俄羅斯及獨(dú)聯(lián)體國家、東南亞與大洋洲、非洲地區(qū)呈現(xiàn)出較快的增長速度，但驅(qū)動因素不盡相同。其中，拉丁美洲地區(qū)的主要增長需求在于資源探測、基礎(chǔ)設(shè)施和國防等；亞洲、中東地區(qū)側(cè)重于國防需求；而俄羅斯及獨(dú)聯(lián)體國家地區(qū)更多是由于能源和基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的發(fā)展。

4．少數(shù)運(yùn)營商占據(jù)主導(dǎo)，新興運(yùn)營商亟待改變現(xiàn)有運(yùn)營模式

國外主要的商業(yè)成像衛(wèi)星運(yùn)營商主要分布在北美地區(qū)和歐洲地區(qū)，如表1所示。在2012年的全球數(shù)據(jù)市場中，美國數(shù)字全球公司、地球眼公司和歐洲阿斯特留姆地理信息服務(wù)公司（Astrium Geo-Information）的市場份額合計(jì)達(dá)到78%，而數(shù)字全球公司和地球眼公司的聯(lián)合市場份額約為60%。

表1 國外主要的商業(yè)成像衛(wèi)星運(yùn)營商

衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)和衛(wèi)星技術(shù)的持續(xù)發(fā)展促使新興的衛(wèi)星運(yùn)營商積極發(fā)展對地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)，并且探索新的商業(yè)模式。美國負(fù)責(zé)審批商業(yè)對地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)運(yùn)營許可的國家海洋與大氣管理局（NOAA）已為多家新興運(yùn)營商授出許可，包括光學(xué)圖像或者氣象/環(huán)境數(shù)據(jù)許可，分別是行星實(shí)驗(yàn)室公司、地球氣象觀測公司、肯塔基航天公司、納米衛(wèi)星公司、天空盒子成像公司和南星公司，以及諾斯羅普·格魯曼公司的雷達(dá)衛(wèi)星圖像許可。

行星實(shí)驗(yàn)室公司（Planet Labs）計(jì)劃由28顆立方體衛(wèi)星組成的群-1（Flock-1）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無需指令規(guī)劃的成像模式。群-1衛(wèi)星的體積僅為10cm × 10cm × 34cm，分辨率可達(dá)到3～5m。在2014年3月完成系統(tǒng)部署后，行星實(shí)驗(yàn)室公司表示，組成星座的衛(wèi)星數(shù)量可能增加至100顆。

天空盒子成像公司（Skybox Imaging）計(jì)劃部署24顆“天空衛(wèi)星”（SkySat）微小型衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)全球數(shù)據(jù)的8小時更新。SkySat衛(wèi)星質(zhì)量為120kg，分辨率可達(dá)到1m，且采用CMOS傳感器，可支持時長達(dá)到90s的視頻模式。其首顆衛(wèi)星于2013年11月發(fā)射，而下一批6顆衛(wèi)星預(yù)計(jì)在2015年發(fā)射。

地球氣象觀測公司（GeoMetWatch）計(jì)劃通過寄宿載荷的方式在地球靜止軌道部署6個超光譜探測器，以獲取多種類型的氣象數(shù)據(jù)，包括水蒸汽分布、風(fēng)場分布、海平面溫度和污染情況等。其首個載荷將搭載在亞星-4（AsiaSat-4）衛(wèi)星，預(yù)計(jì)于2016年發(fā)射。美國多個政府部門，包括NOAA和國防部等也希望能夠發(fā)展類似NGA“增強(qiáng)視景”系列任務(wù)的商業(yè)氣象衛(wèi)星業(yè)務(wù)。

三、未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)測

1．未來10年對地觀測衛(wèi)星制造累計(jì)收入接近200億美元

美國預(yù)測國際公司（Forecast International）發(fā)布的《2013年民用和商業(yè)遙感衛(wèi)星市場》報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，在未來10年（2013年—2022年），全球范圍內(nèi)將建造113顆民用和商業(yè)對地觀測衛(wèi)星，其制造收入將達(dá)到196億美元，年均衛(wèi)星制造收入約為20億美元。其中，僅7顆衛(wèi)星部署在地球靜止軌道，僅占衛(wèi)星總數(shù)的6.19%，包括洛克希德·馬丁公司負(fù)責(zé)研制的4顆下一代“地球靜止軌道業(yè)務(wù)環(huán)境衛(wèi)星”（GOES）系列衛(wèi)星，即GOESR/-S/-T/-U；泰雷茲-阿萊尼亞航天公司負(fù)責(zé)研制的3顆第三代“氣象衛(wèi)星”（MTG），包括2顆MTG-I成像衛(wèi)星和1顆MTG-S探測衛(wèi)星。這7顆衛(wèi)星的制造成本為19億美元，約占總制造收入的9.69%。其他106顆衛(wèi)星均計(jì)劃部署在低地軌道。

2．基于數(shù)據(jù)的增值服務(wù)收入快速增長

衛(wèi)星對地觀測服務(wù)產(chǎn)業(yè)目前處于發(fā)展初期，主要收入仍源于光學(xué)/雷達(dá)衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)的銷售。在未來10年以及更長時間范圍內(nèi)，產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展將取決于基于衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)的增值服務(wù)產(chǎn)業(yè)，形成各種信息產(chǎn)品，應(yīng)用于城市規(guī)劃、自然資源調(diào)查、農(nóng)業(yè)發(fā)展/植被覆蓋狀態(tài)、衛(wèi)星測繪和導(dǎo)航地圖，以及交通運(yùn)輸?shù)取D5給出了北方天空研究公司《全球衛(wèi)星對地觀測》報(bào)告對對地觀測服務(wù)產(chǎn)業(yè)收入的增長預(yù)測情況。到2022年，衛(wèi)星對地觀測服務(wù)產(chǎn)業(yè)的年收入將達(dá)到60億美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過政府和商業(yè)公司的產(chǎn)業(yè)投入，如對地觀測衛(wèi)星的制造等。

>>>圖5 2022年前衛(wèi)星對地觀測服務(wù)產(chǎn)業(yè)收入增長預(yù)測

在近期（2013年-2016年），共有59顆對地觀測衛(wèi)星計(jì)劃發(fā)射，以完成對原有衛(wèi)星系統(tǒng)的更新?lián)Q代。在此期間，衛(wèi)星對地觀測服務(wù)產(chǎn)業(yè)收入可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步增長，但增值服務(wù)產(chǎn)品所占的比例并沒有顯著增加。

在中遠(yuǎn)期（至2022年前），隨著新的對地觀測衛(wèi)星陸續(xù)進(jìn)入服務(wù)狀態(tài)和繼續(xù)補(bǔ)充發(fā)射入軌，衛(wèi)星對地觀測服務(wù)產(chǎn)業(yè)將實(shí)現(xiàn)快速增長。在此期間，增值服務(wù)產(chǎn)品所占比例將大幅增加，從2013年的45%左右增加至2022年的50%～60%。

四、小結(jié)

衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)在持續(xù)發(fā)展的同時，也正在進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整。一方面，以美國數(shù)字全球公司為代表的傳統(tǒng)商業(yè)運(yùn)營商不斷地調(diào)整其收入結(jié)構(gòu)，通過拓展多元化的用戶結(jié)構(gòu)擴(kuò)大來自商業(yè)用戶的收入比例，以減小對于政府用戶的過度依賴；另一方面，以行星實(shí)驗(yàn)室公司和天空盒子成像公司為代表的新興運(yùn)營商正在探索新型的商業(yè)模式，通過無需規(guī)劃成像指令和視頻成像等新的成像概念打破傳統(tǒng)運(yùn)營商對于衛(wèi)星對地觀測市場的壟斷，從而獲取一定的市場份額。此外，美、歐政府計(jì)劃“放松”衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)銷售的分辨率限制也將為衛(wèi)星對地觀測產(chǎn)業(yè)的新的發(fā)展帶來機(jī)遇。