航天科技助力深圳市智慧城市建设

● 文 |北京空间科技信息研究所 毛凌野

深圳市地处珠江三角洲前沿，是中国改革开放的前沿阵地和试验田，在高新技术产业、金融服务、外贸出口、海洋运输、创意文化等多方面占有重要地位。《珠江三角洲地区改革发展规划纲要》将深圳市定位为建设“国家综合配套改革试验区”“全国经济中心城市”“国家创新型城市”“中国特色社会主义示范市”和“国际化城市”。

近年来，深圳市一直致力于推进智慧城市建设。2016年底，中国智慧城市发展年会上发布的第六届《中国智慧城市发展水平评估报告》显示，深圳市的智慧城市建设各项指标综合得分领跑全国。作为目前国内唯一处于信息社会发展中级阶段的城市，深圳市承担了信息化领域多项国家试点，并力图打造新型智慧城市标杆市，既为加快建成现代化、国际化创新型城市提供治理智慧，也为全国其他城市建设新型智慧城市输送先进经验。

一、顶层规划智慧城市蓝图，航天技术助推城市发展

2010年，中国共产党深圳市第五次代表大会提出建设“智慧深圳”，旨在通过以城市智慧化为特征的新一轮城市现代化建设，促进各种创新要素智慧交融，催生新的技术、产业、业态和商业模式，抢占城市与产业发展制高点，将深圳打造成为智慧城市示范区。《智慧深圳规划纲要(2011—2020 年)》提出，在全国率先建成信息通信技术基础设施环境国际领先、城市管理运营与民生服务质量明显提高、产业结构与创新能力优化发展的智慧型现代化城市。《深圳市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》把“智慧城市”列为深圳十张名片之一，提出建设信息经济为先导的智慧城市，打造具有国际先进水平的智慧之城。《深圳市信息化发展“十三五”规划》提出将“建成国家新型智慧城市标杆市”作为主要目标之一。《深圳市新型智慧城市建设工作方案（2016—2020年）》明确了智慧城市建设目标：力争到2020年构建起宽带、泛在、融合、安全的智慧城市基础设施，形成高效便捷、无处不在的信息服务，建设全程全时的公共服务体系，打造低碳绿色环境友好的宜居城市，智慧城市建设达到国际先进水平。

同时，深圳市各区也为智慧城市建设提供了有力的政府政策支持体系，使智慧城市建设发展具备了充分的前提条件。《深圳市罗湖区“智慧城区”“十三五”规划》提出要立足罗湖实际，突出罗湖特色，打造新型智慧城市标杆区；光明新区推出包括智慧基础专项、智慧教育专项、智慧医疗专项在内的“智慧光明”重点工程；宝安区在“十三五”规划中要求，全面推进“宽带宝安”“互联网+”和“宝安智造”行动计划，全面建设面向未来的智慧型城市形态。

在诸多政策的驱动下，深圳市的智慧城市建设取得了长足进展，推进信息基础设施建设，健全网络信息安全保障体系，进一步深化应用智慧政务、智慧安监、智慧公安、智慧交通等管理系统，创新发展智慧医疗、智慧教育和智慧社区等服务模式，构建智慧管理平台和智慧服务平台。

航天技术在空间地理信息、信息安全和系统集成等方面具有核心优势，有助于推动产业模式、商业模式和管理模式的创新，完善智慧城市产业链，为智慧城市的建设注入新的活力。深圳市高度重视航天产业发展，专门出台了相关发展规划和专项政策，重点加强在天地一体化信息网络、卫星研制与应用、智慧产业、新材料、新能源、智能装备、节能环保、军民融合以及商贸等领域的发展，大力推进航天技术产业化，依托航天技术推动智慧城市发展。2015年11月，深圳市人民政府与中国航天科技集团公司签署战略合作框架协议，双方将共同开展智慧城市顶层设计，打造航天智慧产业平台，共同推进“智慧深圳”建设。2016年8月，中国航天科技集团公司下属深圳航天智慧城市系统技术研究院有限公司成立，旨在创建我国智慧城市最佳样板，打造航天特色智慧城市品牌，以智慧城市建设为纽带，助力航天技术应用发展。

二、打造天地一体信息网络，加快信息基础设施建设

根据“打造国际一流信息港”目标和“宽带深圳”行动计划，深圳市参与国家多轨道宽带卫星通信网络建设。2016年7月，深圳市政府与中国航天科技集团公司共同成立亚太卫星宽带通信（深圳）有限公司，标志着我国首个高通量宽带卫星通信系统启动建设。同年11月，中国长城工业集团有限公司与香港亚太通信卫星有限公司、亚太卫星宽带通信（深圳）有限公司签署《全球宽带卫星通信系统采购意向书》及亚太-6D卫星在轨交付合同，通过打造天地一体、无缝覆盖、自主可控、高效安全的卫星宽带通信网络和服务平台，为包括海事通信、航空机载通信、陆地车载通信在内的移动通信，以及固定卫星宽带互联网接入等应用提供服务，助力深圳超前布局下一代网络基础设施。

2017年10月，深圳华讯方舟集团与鲲鹏资本签署协议，鲲鹏资本将对华讯方舟集团进行直接股权投资以及共同发起设立30亿的卫星产业发展基金。根据华讯方舟集团发布的天枢计划，其最终将实现卫星与地面的太赫兹大带宽通信，建立卫星物联网/互联网的产业生态链。鲲鹏资本是深圳市为深化国有企业改革、推动国企做强做优做大、支持深圳重大产业项目发展而专门设立的战略性基金管理运作平台。

此外，随着深圳大型展览增多以及台风暴雨等恶劣天气频发，卫星通信技术在通信保障、应急救灾方面日益发挥着重要作用，包括小型卫星基站车、短波车、“静中通”通信车、“动中通”通信车等在内的应急通信保障车，涵括了卫星通信、移动通信、固定通信、卫星电话等十余种应急功能，提供了有效的应急通信后台保障。2015年12月，深圳市光明新区滑坡灾害发生后，武警交通部队充分运用卫星图像传输、视频通信系统等手段，对救援现场实施不间断、可视化图像采集，保障了救援指挥高效畅通（见图1）。

三、深耕高精度北斗应用，提升时空信息服务能力

近年来，深圳市高度重视加速卫星导航系统应用与推广。《深圳市航空航天产业发展规划（2013—2020年）》指出，提升空间定位精度，使深圳市率先成为可提供亚米级至分米级定位的城市，支持卫星导航服务运营企业提供跨区域跨行业的增值服务，实现在交通物流、应急安防等领域的广泛应用。

2016年，深圳市卫星导航与位置服务产业规模和企业数量均位居全国首位，民用车载卫星导航系统占全国市场份额超过40%，引进和培育了一批卫星研发机构和企业，基本形成了涵盖终端产品研发制造、系统集成和运营服务的产业生态体系。2017年，深圳市专门设立了50亿元人民币融合产业基金，成立了北斗卫星导航系统应用产业联盟，发布了国内首个应用产业的方案，初步在卫星导航等领域形成了较好的产业基础。

深圳市是全国首个城市北斗地基增强系统示范建设城市。2012年11月，深圳市发改委发布了《关于深圳市北斗卫星导航系统应用产业化实施方案》，提出建设三大基础工程，包括北斗地基增强系统、北斗时空服务平台、北斗产业创新平台，并明确将按照“智慧深圳”统一部署，推动北斗卫星导航系统的广泛应用。深圳市北斗地基增强系统建设于2013年6月启动，2014年验收并投入使用。该项目进一步提高了连续运行参考站（CORS）系统定位精度和可靠性，为城市燃气、城镇供热、电力电网、供水排水、智慧交通、智慧养老等多个智慧城市领域提供了北斗精准服务，有效推动智慧城市基础设施的优化和完善。

在核心技术研究与开发方面，重点关注卫星导航芯片、兼容多模多频高精度天线模组、高性能导航基带、射频芯片、精确定位、高动态定位、应用集成等技术。2017年9月，深圳华大北斗科技有限公司（以下简称“华大北斗”）公布其研制的全球首个支持新一代北斗三号信号体制的高精度导航定位芯片（见图2），这款超低功耗的第三代北斗芯片能在没有地基增强的情况下，实现亚米级的定位精度，并实现芯片级安全加密。未来，芯片可被广泛应用于车辆管理、汽车导航、可穿戴设备、航海导航、GIS数据采集、精准农业、智慧物流、无人驾驶、工程勘察等领域。

在北斗卫星导航系统推广方面，创新“北斗+智慧城市”应用。以智慧交通为例，北斗卫星导航系统提升了深圳市交通系统的运行效率和管理水平。交通工具加装北斗车载终端后，大数据平台就能够对交通数据进行实时监测，通过对大数据的分析，提炼出更加准确、高效的应用方案。2016年6月，深圳市交通运输委员会（以下简称“深圳交委”）与中国航天科技通信有限公司（以下简称“航通公司”）签署了战略合作协议，将利用北斗导航卫星等技术发展智慧绿色交通，深圳交委进行政策引导并开放数据，航通公司通过软硬件协同，利用物联网、云计算等新技术破解交通发展难题，提高运输效率，为政府宏观管理、监管业务和公共服务提供信息支持，共同推动交通运输产业转型升级。同时，北斗卫星导航系统有利于提升深圳市民的智慧出行体验。2017年1月，深圳交委、深圳巴士集团与“滴滴出行”签署战略合作协议，打造国内首个城市“一站式出行平台”（见图3），通过使用北斗卫星导航技术，解决市民“等车难”的问题，提升公交调度的效率。这一全市开放性的综合交通大数据平台，将提升交通管理智能化水平，打造智慧交通产业发展生态圈。

四、深度挖掘遥感大数据，全面增强社会治理能力

遥感技术是城市空间信息的动态采集与监测不可或缺的重要技术手段。通过常态化的遥感监测，综合运用各类感知手段，集成实时遥感数据，整合城市运行核心系统的各项关键信息，对包括市政、规划、国土、交通、测绘等在内的各类需求做出智能响应，从而优化城市管理、降低城市运营成本，推进智慧城市建设。

《深圳市航空航天产业发展规划（2013—2020年）》指出，重点培育卫星遥感技术在信息增值服务、基础地理空间信息产品等领域应用。近年来，深圳市大力促进遥感产业发展，依托政策、资金和人才等多方面优势，推动卫星遥感的数据接收处理、信息增值和应用开发，遥感事业发展的良好生态圈正逐步形成。

依托航天企业、研究院等重要平台，进一步完善遥感技术创新链和产业链，增强遥感技术创新能力。2015年9月20日，长征六号火箭将第一颗“深圳制造”的科学实验卫星开拓一号送入太空，该卫星由深圳航天东方红海特卫星有限公司研制，主要采用深圳本地企业提供的产品与技术。开拓一号A星上搭载的工业级照相机成功传回多幅图片，其拍摄的北极维利基斯基海峡区域等卫星图像，为中国雪龙号极地科考提供了重要信息支撑。2017年6月，中科遥感微小SAR卫星星座深圳一号项目启动。深圳一号SAR小卫星星座将由8颗卫星组网而成，具有聚束模式、条带模式、扫描模式三种成像模式，重访周期短，分辨率高达0.5m，可应用于城市安全及重大工程动态监测、地质灾害动态监测、交通设施养护动态监测、城市三维建模、地理国情监测等多个领域，推进卫星遥感空间大数据产业化。

依托卫星遥感技术，在节能监测、环境污染监测和治理等领域开展示范项目建设，完善智慧城市建设的数据基础设施。根据《深圳市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》，建设绿色低碳的生态文明城市，强化环境治理和保护。在提升大气环境质量方面，通过地面站、垂直高塔、超级站、无人机、卫星等空天一体化的大气观测设施，建立大气质量预报预警监测系统实现城市区域尺度的大气环境质量及污染来源监测、预报和预警。遥感技术还可用于河流水质监测、海洋环境监测、水环境保护、土壤污染防治与修复、污染源的追踪等一系列应用，保护深圳全市的生态环境。以对深圳滨海湿地的观测为例，通过每年最新的卫星遥感影像，可以准确地看出生态资源的分布和变化的情况。卫星遥感分析图像显示，2011—2013年深圳湿地面积由原来的14.7m2下降至13.14 m2，3年间减少的面积相当于220个标准足球场的大小，引起了政府部门和公众对保护湿地生态环境的重视。

作为城市发展的新形态，智慧城市建设承载了我国“新四化”建设时期信息化和城镇化两大主要方面，是推动中国未来中长期成长的主要动力。国家在2016年12月发布的《“十三五”国家信息化规划》中明确提出：到2018年分级分类建设100个新型示范性智慧城市，到2020年，新型智慧城市建设取得显著成效，推进智慧城市时空信息云平台建设试点，运用时空信息大数据开展智慧化服务，提升城市规划建设和精细化管理服务水平。深圳市将智慧城市作为重点发展方向，完全符合国家产业发展导向。

同时，深圳市贯彻落实创新驱动、军民融合发展战略和“一带一路”倡议，依托航天高科技引领产业进步，打造科技创新驱动发展的新增长点，率先形成了多领域、高效益的军民融合发展格局。通过积极推进政府和社会资本合作模式，建设天地一体化信息网络，加快微小卫星研发制造基地建设，组建北斗知识产权及应用服务联盟、天基信息应用标准与检测认证平台，加速推进天基信息应用知识产权的全球布局，完善时空基准信息和城市数据信息，全力发展智慧城市。

深圳这座年轻的城市，正在着力建设新型智慧城市。