“一帶一路”遙感衛(wèi)星地面接收站網(wǎng)構(gòu)建研究

·文|航天恒星科技有限公司 郭偉 李寶明 方舟 王蕾

“一帶一路”遙感衛(wèi)星地面接收站網(wǎng)構(gòu)建研究

·文|航天恒星科技有限公司 郭偉 李寶明 方舟 王蕾

通過(guò)對(duì)國(guó)家戰(zhàn)略、應(yīng)用基礎(chǔ)、發(fā)展環(huán)境及政策方向開展我國(guó)“一帶一路”海外遙感衛(wèi)星地面接收站網(wǎng)的必要性分析，并以國(guó)外機(jī)構(gòu)布局和我國(guó)已有衛(wèi)星遙感地面站研究為基礎(chǔ)，針對(duì)我國(guó)“一帶一路”衛(wèi)星遙感地面站網(wǎng)的建設(shè)布局、建設(shè)模式和運(yùn)作模式提出建議，以促進(jìn)我國(guó)遙感產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

一、引言

“一帶一路”戰(zhàn)略是一個(gè)突破性、全局性的國(guó)家戰(zhàn)略，具有范圍廣、周期長(zhǎng)、領(lǐng)域?qū)挼忍攸c(diǎn)，而空間對(duì)地觀測(cè)技術(shù)具有宏觀、快速、準(zhǔn)確、客觀獲取數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和能力。隨著我國(guó)國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星特別是高分辨率遙感衛(wèi)星的穩(wěn)步發(fā)展以及各類航天遙感衛(wèi)星計(jì)劃的迅速興起，在為行業(yè)開拓我國(guó)國(guó)內(nèi)和“一帶一路”國(guó)際市場(chǎng)提供有效支撐的同時(shí)，也面臨著全球數(shù)據(jù)獲取的迫切需求。

在“一帶一路”沿線國(guó)家布設(shè)國(guó)際接收站，支持對(duì)“一帶一路”沿線區(qū)域?qū)Φ赜^測(cè)數(shù)據(jù)的快速接收獲取，根據(jù)國(guó)家任務(wù)要求和商業(yè)市場(chǎng)需求實(shí)現(xiàn)“一帶一路”沿線國(guó)家遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的快速獲取，是國(guó)家落實(shí)“一帶一路”數(shù)據(jù)需求與政策、實(shí)現(xiàn)國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略數(shù)據(jù)資源積累，加強(qiáng)“一帶一路”空間信息獲取、管理和調(diào)控的重要技術(shù)支撐。

二、研究背景及必要性

從國(guó)家戰(zhàn)略層面分析，遙感衛(wèi)星地面接收站的建設(shè)和衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取能力已成為國(guó)家生態(tài)環(huán)境、國(guó)防安全、地球科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要保障，這也是世界各國(guó)以巨大的投入建立衛(wèi)星地面接收站的主要推動(dòng)力。遙感衛(wèi)星地面接收站分布運(yùn)行狀況在一定程度上決定了在許多前沿領(lǐng)域取得科學(xué)研究突破的能力，會(huì)直接影響國(guó)家的科學(xué)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。覆蓋全球的遙感衛(wèi)星/星座，遍布全世界的遙感衛(wèi)星地面接收站，可以保障使用國(guó)優(yōu)先獲得全球性的地球資源信息，為進(jìn)行全球資源環(huán)境研究、應(yīng)急事件處理提供數(shù)據(jù)支撐。

從遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度來(lái)看，經(jīng)過(guò)10多年的發(fā)展，美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、意大利等世界衛(wèi)星遙感技術(shù)領(lǐng)先的國(guó)家已經(jīng)培育出了具有競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)際性企業(yè)，這些企業(yè)在深挖應(yīng)用領(lǐng)域的同時(shí)，也不斷夯實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，其主要手段就是建設(shè)完善的遙感空間系統(tǒng)和地面接收系統(tǒng)。空間系統(tǒng)以DigitalGlobe的光學(xué)WorldView衛(wèi)星系列、法國(guó)的SPOT/Pleiades衛(wèi)星系列、意大利的CosmoSkyMed星座、BlackBridge的Rapideye星座以及英國(guó)SSTL公司的虛擬遙感星座為代表，這些遙感衛(wèi)星系列或星座極大奠定了全球遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。同時(shí)，為提升全球服務(wù)能力，衛(wèi)星數(shù)據(jù)地面接收站作為航天發(fā)展的基礎(chǔ)性設(shè)施也被各航天大國(guó)所重視，各公司通過(guò)多種手段在各地區(qū)建設(shè)/合作/租用地面站，以實(shí)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)的快速落地，實(shí)現(xiàn)了遙感領(lǐng)域的“天地一體化協(xié)同”。覆蓋全球的衛(wèi)星系統(tǒng)和遍布全世界的地面接收站，使各遙感發(fā)達(dá)國(guó)家優(yōu)先獲得全球性的地球資源信息資料，為其保持全球商業(yè)衛(wèi)星遙感領(lǐng)先地位提供了強(qiáng)有力的支撐。

從中國(guó)航天“走出去”角度分析，經(jīng)30多年發(fā)展，我國(guó)逐步建立了資源、環(huán)境、海洋、氣象、高分等5大遙感衛(wèi)星系列，形成了較為完善的空間系統(tǒng)。2015年10月，《國(guó)家民用基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2015-2025年）》正式發(fā)布。《規(guī)劃》將探索國(guó)家民用基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)化、商業(yè)化發(fā)展新機(jī)制。隨著高分專項(xiàng)和多顆商業(yè)遙感衛(wèi)星的發(fā)射，我國(guó)自有遙感資源將愈加豐富，空間系統(tǒng)能力將得到進(jìn)一步增強(qiáng)，將為我國(guó)開展服務(wù)“一帶一路”的商業(yè)遙感奠定堅(jiān)實(shí)的后續(xù)衛(wèi)星資源基礎(chǔ)，使我國(guó)具備為“一帶一路”乃至全球用戶提供高空間分辨率、高時(shí)間分辨率、高光譜分辨率的全天候遙感數(shù)據(jù)空間服務(wù)能力。但與完善的空間系統(tǒng)形成鮮明對(duì)比的是，我國(guó)空間系統(tǒng)地面站發(fā)展較為緩慢，還不能實(shí)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)全球快速落地，嚴(yán)重制約了遙感產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，致使我國(guó)遙感產(chǎn)業(yè)形成“應(yīng)用服務(wù)跟不上空間系統(tǒng)”的局面。

三、我國(guó)遙感地面站海外建站發(fā)展建議

1.建設(shè)布局建議

衛(wèi)星遙感影像獲取的地理信息涉及國(guó)家敏感信息，關(guān)系到國(guó)家安全和利益。此外，衛(wèi)星遙感地面接收站必須長(zhǎng)期運(yùn)行。因此海外接收站址選擇既要考慮建設(shè)的地面接收站能夠滿足我國(guó)商業(yè)遙感衛(wèi)星需求，又要考慮數(shù)據(jù)安全和海外接收站所在國(guó)家和地區(qū)的穩(wěn)定性。

目前我國(guó)國(guó)內(nèi)以及周邊的陸地觀測(cè)衛(wèi)星接收站網(wǎng)只能覆蓋亞洲70%的疆域，如圖1所示。

為滿足全球任意局部地點(diǎn)的遙感數(shù)據(jù)獲取，并同時(shí)具備衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)傳輸至國(guó)內(nèi)的條件，需要落實(shí)地面接收站全球布局，如表1所示。

在瑞典基律納氣象衛(wèi)星接收站和高分專項(xiàng)海外建站的基礎(chǔ)上，繼續(xù)推動(dòng)在基律納建設(shè)北極接收站，考慮南極海洋衛(wèi)星接收站的基礎(chǔ)，推動(dòng)南極站的建設(shè)。

結(jié)合我國(guó)航天現(xiàn)有合作基礎(chǔ)，推進(jìn)在智利建設(shè)接收站，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)近南極落地，并可依托該站面向南美地區(qū)開展服務(wù)。

基于我國(guó)資源衛(wèi)星和環(huán)境衛(wèi)星地面站等國(guó)際合作項(xiàng)目，與當(dāng)?shù)貦C(jī)構(gòu)合作推進(jìn)南非、新加坡、泰國(guó)、印尼等地面站升級(jí)建設(shè)。

充分利用我國(guó)已開展的星地一體化出口項(xiàng)目所建設(shè)的遙感地面接收站，在巴基斯坦、委內(nèi)瑞拉開展地面站升級(jí)建設(shè)。

結(jié)合國(guó)家“一帶一路”發(fā)展大戰(zhàn)略，考慮在“21世紀(jì)海上絲綢之路”沿線的斯里蘭卡、埃及、尼日利亞等地與當(dāng)?shù)卣⑵髽I(yè)和高校合作建設(shè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站；考慮在“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”沿線的俄羅斯等國(guó)的當(dāng)?shù)貦C(jī)構(gòu)合作建設(shè)地面接收站。

2.建設(shè)模式建議

針對(duì)北極站、南極站等關(guān)鍵地面接收站，加大政府投入，提升我國(guó)民用遙感衛(wèi)星的數(shù)據(jù)接收能力。建設(shè)并維持北極或南極的一個(gè)衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)的正常運(yùn)行，平均每年的開銷達(dá)到數(shù)百萬(wàn)元。因此極地建站以國(guó)家牽引，多渠道籌措資金。

通過(guò)政策引導(dǎo)，以國(guó)家投資建設(shè)為主的模式轉(zhuǎn)變?yōu)閲?guó)際合作或商業(yè)投資建設(shè)為主，通過(guò)采取擴(kuò)大國(guó)際合作領(lǐng)域、提升商業(yè)化水平，強(qiáng)化國(guó)家之間的合作，增強(qiáng)我國(guó)自身空間信息的整體獲取與處理能力。針對(duì)智利、南非、委內(nèi)瑞拉、印尼、泰國(guó)、巴基斯坦、埃及、尼日利亞等地面站，采用國(guó)際合作以數(shù)據(jù)換基建或商業(yè)投資建設(shè)方式，引導(dǎo)國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)行投入，同時(shí)在政府層面上推動(dòng)國(guó)內(nèi)企業(yè)與當(dāng)?shù)貦C(jī)構(gòu)的合作，聯(lián)合投入建設(shè)，提升商業(yè)化水平，強(qiáng)化國(guó)家之間的合作，以此增強(qiáng)我國(guó)自身空間信息的整體獲取能力。

圖 1 遙感接收站分布圖

3.運(yùn)作模式建議

對(duì)于公益遙感衛(wèi)星，政府投資建設(shè)和接收的模式不變，海外接收能力不足時(shí)，可使用商業(yè)化模式購(gòu)買商業(yè)化接收服務(wù)。對(duì)于商業(yè)遙感衛(wèi)星，國(guó)內(nèi)外接收均采用商業(yè)化模式。該商業(yè)化模式運(yùn)作要點(diǎn)包括：運(yùn)營(yíng)主體方面，由國(guó)內(nèi)相關(guān)單位組建合資公司，定位于為國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星用戶提供海外數(shù)據(jù)接收商業(yè)服務(wù)；在投融資方面，利用多種方式（政府補(bǔ)助、公司自有資金、銀行貸款等）進(jìn)行融資，完善初始能力；服務(wù)模式方面，借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，合資公司的服務(wù)項(xiàng)目是多層次的，可以考慮一站式分發(fā)、代理接收、站點(diǎn)租賃、站點(diǎn)托管等多種方式。

表1 遙感地面接收站布局分析

四、結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)“一帶一路”遙感數(shù)據(jù)地面接收站網(wǎng)，本文從國(guó)家戰(zhàn)略、全球遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展、中國(guó)航天“走出去”等多個(gè)層面開展我國(guó)“一帶一路”海外遙感衛(wèi)星地面接收站網(wǎng)的必要性分析，并基于我國(guó)遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，從建設(shè)布局、建設(shè)模式、運(yùn)作模式三方面提出我國(guó)“一帶一路”衛(wèi)星遙感地面站網(wǎng)發(fā)展建議，以促進(jìn)我國(guó)遙感產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。