移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代中的衛(wèi)星應(yīng)用

● 文|上海航天技術(shù)基礎(chǔ)研究所 應(yīng)振華 尹清卿

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代中的衛(wèi)星應(yīng)用

● 文|上海航天技術(shù)基礎(chǔ)研究所 應(yīng)振華 尹清卿

1967年，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）花了數(shù)十億美元開發(fā)了一種軍用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)——ARPANET，這就是互聯(lián)網(wǎng)的前身。半個(gè)多世紀(jì)來，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展經(jīng)歷了從軍用、民用、商用的演變歷程，已成為全球大多數(shù)人們生活不可或缺的一部分。目前，全球互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)達(dá)20多億。其中，中國(guó)網(wǎng)民數(shù)超過6億，幾乎是美、日、德、英、法5個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家的總和。

隨著智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端的普遍，互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的新階段。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是以移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)的融合為技術(shù)基礎(chǔ)，旨在滿足人們?cè)谌魏螘r(shí)候、任何地點(diǎn)、任何方式獲取并處理信息的一種新興業(yè)態(tài)。中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（CNNIC）發(fā)布的《2013—2014年中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)調(diào)查報(bào)告》顯示，截至2014年6月，我國(guó)手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模為5.27億，在整體網(wǎng)民中占比達(dá)83.4%。

一、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的新特點(diǎn)

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代不僅是互聯(lián)網(wǎng)在移動(dòng)終端的延伸，還具有以下特點(diǎn)。

（1）互聯(lián)網(wǎng)將與移動(dòng)通信網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)相融合

未來，互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)將充分結(jié)合，形成一個(gè)包括地下光纜、地面微波和蜂窩移動(dòng)通信、天上通信衛(wèi)星系統(tǒng)的全球網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)全球覆蓋、天地一體化的新一代網(wǎng)絡(luò)中，每一個(gè)物件都可能分配一個(gè)IP地址，世上萬物都可通過傳感設(shè)備去感知物理世界，并把辨識(shí)的信息與互聯(lián)網(wǎng)連接進(jìn)行信息交換和移動(dòng)通信，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化管理與控制。

（2）互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)從“信息發(fā)布”向“金融平臺(tái)”發(fā)展

傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)主要以“信息發(fā)布”為主，用戶點(diǎn)擊數(shù)和廣告幾乎是網(wǎng)站盈利的唯一途徑。隨著電子商務(wù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)開始向“商務(wù)平臺(tái)”發(fā)展，其主要業(yè)務(wù)是在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上進(jìn)行商品交易，同時(shí)網(wǎng)民開始成為商品的提供者和信息分享者。近幾年，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)一步向“金融平臺(tái)”發(fā)展，一些網(wǎng)站開始取代傳統(tǒng)的金融機(jī)構(gòu)，提供資金融通、金融理財(cái)、網(wǎng)上支付等金融業(yè)務(wù)。如“阿里金融”電商平臺(tái)可為阿里巴巴、淘寶、天貓等電商平臺(tái)的小微企業(yè)提供小額貸款，金額從數(shù)千元到數(shù)十萬元。宜信、拍拍貸、人人貸等P2P網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可為用戶提供個(gè)人對(duì)個(gè)人的投融資服務(wù)。

（3）移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)改變?nèi)藗兊纳罘绞胶拖M(fèi)習(xí)慣

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)使人們生活方式、消費(fèi)習(xí)慣發(fā)生了重大改變。以往人們使用手機(jī)僅用于電話和短信，功能比較單一，現(xiàn)在手機(jī)已成為人們與外部世界連接的超級(jí)終端，可以提供信息服務(wù)、視頻點(diǎn)播、個(gè)人導(dǎo)航、金融理財(cái)、網(wǎng)上購(gòu)物等各類服務(wù)，人們用手機(jī)享受便捷的服務(wù)已成為時(shí)尚，如2014年“雙11”活動(dòng)開始后僅38分鐘，天貓網(wǎng)上交易額就突破100億元，當(dāng)天移動(dòng)終端購(gòu)買比例高達(dá)47.2%。通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)、位置服務(wù)等融合，更使人們享受到了全新的個(gè)性化服務(wù)體驗(yàn)。

二、衛(wèi)星應(yīng)用在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代中的作用

衛(wèi)星應(yīng)用是指基于天基信息的信息系統(tǒng)集成和服務(wù)，是新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成要素。其中，衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信等天基信息都對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展起到重要作用。

（1）衛(wèi)星通信實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)全球覆蓋、無縫連接

目前互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)還無法實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)或海上客戶，由于傳統(tǒng)的地面電信業(yè)務(wù)難以覆蓋，形成了大量的信息孤島。通信衛(wèi)星具有覆蓋范圍大、通信距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，可提供廣域甚至全球的移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，并能對(duì)環(huán)境和物體進(jìn)行信息監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集，滿足目前方興未艾的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求，因此衛(wèi)星通信對(duì)未來互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展非常重要，越來越多的互聯(lián)網(wǎng)巨頭和創(chuàng)新企業(yè)將眼光轉(zhuǎn)向衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

1）通信衛(wèi)星向小型化發(fā)展的趨勢(shì)會(huì)愈加明顯，因?yàn)橥ㄟ^多顆低軌小衛(wèi)星組網(wǎng)的方式不僅可以達(dá)到全球覆蓋的效果，還可以提高衛(wèi)星系統(tǒng)的生存能力。

2）衛(wèi)星通信技術(shù)向高效智能化發(fā)展，包括多址多路技術(shù)、自適應(yīng)技術(shù)、Ka頻段通信和激光通信技術(shù)的大量運(yùn)用，因此采用衛(wèi)星通信新技術(shù)的高性價(jià)比地面通信系統(tǒng)成為衛(wèi)星通信應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展方向。

3）衛(wèi)星通信地面用戶終端（通信衛(wèi)星地面用戶終端、便攜式多媒體終端、衛(wèi)星搜救及用戶信標(biāo)等）向小型化和智能化發(fā)展，更加方便用戶的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)以及通信服務(wù)的便利性。

4）通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)將相互融合，形成天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)，將帶來衛(wèi)星通信應(yīng)用業(yè)務(wù)發(fā)展的多樣化，包括高速因特網(wǎng)接入、電子商務(wù)、家庭購(gòu)物、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、電視會(huì)議，以及其他話音、數(shù)據(jù)和圖像傳輸?shù)榷紝⑹俏磥硇l(wèi)星通信的發(fā)展方向。

（2）衛(wèi)星導(dǎo)航滿足精準(zhǔn)、廣域的位置服務(wù)需求

近幾年，位置服務(wù)（LBS）成為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新重點(diǎn)。百度、阿里巴巴、谷歌等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)紛紛推出手機(jī)地圖、手機(jī)導(dǎo)航、移動(dòng)社交定位、個(gè)人周邊信息搜索等服務(wù)，可以根據(jù)對(duì)用戶位置信息的把握，提供個(gè)性化商業(yè)服務(wù)。在位置定位時(shí)，特別是移動(dòng)中的物體，最好的解決方法是利用衛(wèi)星導(dǎo)航。目前室外移動(dòng)位置服務(wù)應(yīng)用最為普遍的是GPS導(dǎo)航衛(wèi)星，近幾年一些衛(wèi)星導(dǎo)航定位解決方案中，已經(jīng)可以綜合使用GPS、GLONASS和北斗數(shù)據(jù)信息，使位置導(dǎo)航更精準(zhǔn)。另外，位置定位已經(jīng)能夠覆蓋室內(nèi)，滿足目前大量的室內(nèi)定位需求。

（3）衛(wèi)星遙感提供精確、實(shí)時(shí)的圖像信息服務(wù)

目前在互聯(lián)網(wǎng)上獲取衛(wèi)星圖像，已經(jīng)是比較普遍的事情。谷歌地球和百度的地圖業(yè)務(wù)都能提供相應(yīng)位置的衛(wèi)星照片。然而，傳統(tǒng)的服務(wù)模式涉及到衛(wèi)星研制商、運(yùn)營(yíng)商、服務(wù)提供商等多個(gè)環(huán)節(jié)，造成衛(wèi)星圖片大都是比較過時(shí)的圖像，限制了很大部分互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，一些新興衛(wèi)星遙感公司更加關(guān)注海量衛(wèi)星數(shù)據(jù)的獲取，并從出售數(shù)據(jù)向出售信息或提供服務(wù)轉(zhuǎn)變，從而適合互聯(lián)網(wǎng)用戶個(gè)性化、定制化的需求。以谷歌收購(gòu)的美國(guó)天空盒子成像公司（Skybox）為例，該公司能使廣大用戶在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上直接向其研制的微小衛(wèi)星星座指派拍攝任務(wù)，實(shí)時(shí)獲取天基高分辨率圖像和全色視頻（圖1）。用戶還可建立自己的算法，開發(fā)適合于自身需要的遙感應(yīng)用。

圖1　Skybox衛(wèi)星影像圖

三、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的衛(wèi)星應(yīng)用發(fā)展

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化、信息一體化以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)的迅速發(fā)展，衛(wèi)星通信、衛(wèi)星遙感和衛(wèi)星導(dǎo)航等也將進(jìn)行升級(jí)改變，將在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代發(fā)揮著越來越不可替代的作用。

1.衛(wèi)星通信

2.衛(wèi)星遙感

1）未來衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)面對(duì)不同用戶需求將更有針對(duì)性，將改變過去以國(guó)家層面為主要應(yīng)用背景的局面，針對(duì)具體用戶深入開發(fā)更具個(gè)性化的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

2）數(shù)據(jù)的連續(xù)性和圖像的質(zhì)量將成為制約衛(wèi)星遙感應(yīng)用的關(guān)鍵指標(biāo)，目前主要商業(yè)遙感公司運(yùn)營(yíng)的衛(wèi)星在技術(shù)繼承性和空間分辨率方面不斷提高。低成本的數(shù)據(jù)方案是商業(yè)遙感盈利的主要途徑，隨著遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用的日益廣泛，成本的降低將成為趨勢(shì)，這對(duì)商業(yè)遙感公司的技術(shù)水平和運(yùn)作模式提出了更高的要求。

3）商業(yè)應(yīng)用需求將逐步代替社會(huì)公益需求，成為主流市場(chǎng)需求。一些新興熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域（如互聯(lián)網(wǎng)、工程建設(shè)、數(shù)字城市等）將帶動(dòng)衛(wèi)星遙感市場(chǎng)。環(huán)境監(jiān)測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和監(jiān)測(cè)將成為一個(gè)日益重要的應(yīng)用領(lǐng)域，帶動(dòng)衛(wèi)星遙感市場(chǎng)中長(zhǎng)期發(fā)展。

3.衛(wèi)星導(dǎo)航

1）衛(wèi)星導(dǎo)航將進(jìn)入發(fā)展的上升通道，成為所有車輛、飛機(jī)、船舶、衛(wèi)星的標(biāo)準(zhǔn)配置，成為移動(dòng)電話和便攜式設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置，成為所有智能電子信息終端的標(biāo)準(zhǔn)配置。

2）地基增強(qiáng)和天基增強(qiáng)網(wǎng)是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的補(bǔ)充，借助增強(qiáng)系統(tǒng)可以進(jìn)一步提升衛(wèi)星導(dǎo)航的定位精度、信號(hào)可用性、完好性和抗摧毀能力。因此，針對(duì)導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、軟硬件產(chǎn)品研發(fā)和軍民應(yīng)用服務(wù)模式探索等將成為導(dǎo)航應(yīng)用的一個(gè)重要方面。在導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域，高精度衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)品將會(huì)越來越普及，走向大眾化。

3）泛在定位是指用戶利用多種感知技術(shù)來感知目標(biāo)位置、環(huán)境及其變化的活動(dòng)，是以用戶為中心研究任何地點(diǎn)和任何時(shí)間的定位、地圖、信息獲取、處理與傳輸?shù)募夹g(shù)。泛在定位適應(yīng)以人為本的發(fā)展模式，具有廣闊的商業(yè)應(yīng)用價(jià)值。今后10～20年間，導(dǎo)航服務(wù)進(jìn)入室內(nèi)，進(jìn)入泛在服務(wù)的發(fā)展階段，以時(shí)間和空間兩大參量為核心的位置服務(wù)成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和智慧城市的標(biāo)準(zhǔn)配置。目前，泛在定位的一個(gè)研究重點(diǎn)是室內(nèi)高精度定位以及室內(nèi)外無縫銜接定位技術(shù)，主要包括室內(nèi)定位芯片、算法、解決方案和商業(yè)應(yīng)用等。

4）交通運(yùn)輸是衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用的傳統(tǒng)領(lǐng)域，也是引領(lǐng)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。飛機(jī)、船舶和車輛等交通載體在服務(wù)需求和性能指標(biāo)上有所不同，但導(dǎo)航終端產(chǎn)品的小型化、低功耗、低成本、高集成度和高精度以及信息服務(wù)的高效、實(shí)時(shí)和智能化是它們共同的發(fā)展目標(biāo)。此外，導(dǎo)航與通信一體化和云計(jì)算等技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步拓展導(dǎo)航應(yīng)用，使其在應(yīng)急救援、精細(xì)農(nóng)業(yè)和特定人群服務(wù)等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

5）衛(wèi)星導(dǎo)航多系統(tǒng)并存以及與移動(dòng)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等其他信息系統(tǒng)間的相互滲透、集成、融合成為發(fā)展大趨勢(shì)。目前，衛(wèi)星導(dǎo)航正從單一的GPS時(shí)代轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲龑?shí)質(zhì)性的多星座并存兼容的GNSS新時(shí)代，開創(chuàng)了衛(wèi)星導(dǎo)航體系全球化和增強(qiáng)多?；男码A段。從以衛(wèi)星導(dǎo)航為應(yīng)用主體轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄎ弧?dǎo)航、授時(shí)與移動(dòng)通信和因特網(wǎng)等多信息載體融合的新時(shí)期，開創(chuàng)信息融合和產(chǎn)業(yè)一體化以及應(yīng)用智能化的新階段。這些融合，將從根本上改變?nèi)藗兊纳娣绞胶蜕罘绞健?/p>

6）位置服務(wù)和地理信息是基于衛(wèi)星導(dǎo)航的兩個(gè)廣闊市場(chǎng)?？臻g地理信息技術(shù)是衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用的基礎(chǔ)，更是導(dǎo)航和位置服務(wù)類產(chǎn)品的核心，直接決定了產(chǎn)品的服務(wù)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代為所有行業(yè)提供了升級(jí)的機(jī)會(huì)，前景無限。衛(wèi)星應(yīng)用在信息獲取方面，本身就具備快速性與廣泛性的特點(diǎn)，這與互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)十分相近，并在衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信三方面都對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展起到重要的支撐作用。人們只有把握衛(wèi)星應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，才可以更好地與時(shí)代結(jié)合，互利共贏。

參考文獻(xiàn)

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