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2018年中国卫星应用若干重大进展

2019-02-22卫星应用编辑部

卫星应用 2019年1期
关键词:北斗卫星系统

文|《卫星应用》编辑部

2018年,我国发射卫星数量超过了历史的峰值,目前在轨卫星超过200颗,中国航天发展正处于健康、快速的时期,卫星应用逐步落地。2018年底,北斗三号基本系统星座部署完成,迈开了中国北斗走向全球的重要一步。虹云工程首星和“鸿雁”全球卫星通信星座首星成功发射,我国低轨通信卫星系统建设实现新突破。截至2018月12月底,中国民用陆地观测卫星产品分发数量达3011万景,卫星直播用户达138299940户,空间信息正加快与大数据、云计算、物联网等高技术融合,卫星应用及战略性新兴产业规模年均增长率超过20%,已成为服务经济社会发展的重要手段。

一、政策聚焦行业应用,促进产业纵深拓展

2018年以来,国务院、各部委及地方政府陆续出台了相关政策,指导卫星应用产业发展的相关政策,积极发展卫星应用产业,推进商业卫星发展和卫星商业化应用。

1月,国务院批准发布《第三次全国土地调查总体方案》,其中指出,在全国范围内利用遥感、测绘、地理信息、互联网等技术,统筹利用现有资料,以正射影像图为基础,实地调查土地的地类、面积和权属,全面掌握全国耕地、园地、林地、草地、商服、工矿仓储、住宅、公共管理与公共服务、交通运输、水域及水利设施用地等地类分布及利用状况……健全土地资源变化信息的调查、统计和全天候、全覆盖遥感监测与快速更新机制。2018年,全面启动第三次全国土地调查,完成遥感数据采集、处理和全地类内业初步预判工作,完成土地调查统一底图制作并陆续下发各地开展调查……

1月,交通运输部与中央军委装备发展部联合印发《北斗卫星导航系统交通运输行业应用专项规划(公开版)》,这是“十三五”至“十四五”期间推进北斗系统在行业应用的指导性文件,明确了今后一个阶段行业北斗系统应用工作的发展目标和主要任务,将有力提升行业北斗系统应用规模及水平,进一步发挥交通运输行业在北斗系统应用推广方面的带动作用。

2月,水利部印发《国家水土保持监管规划(2018-2020年)》,目标是:利用卫星遥感、无人机等先进技术实现部管生产建设项目和重点区域信息化监管全覆盖,推动国家水土保持重点工程信息化监管应用,提高水土保持重要监测点自动化水平,全面提升水土保持监管现代化水平和能力,为防治水土流失、促进生态文明建设提供有力支撑。

6月,国务院印发《打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知》,其中指出,完善环境监测监控网络,包括研究发射大气环境监测专用卫星。建设完善遥感监测网络、定期排放检验机构国家——省——市三级联网,构建重型柴油车车载诊断系统远程监控系统,强化现场路检路查和停放地监督抽测。2018年底前,重点区域建成三级联网的遥感监测系统平台,其他区域2019年底前建成。

11月,工业和信息化部发布《关于工业通信业标准化工作服务于“一带一路”建设的实施意见》,要求在北斗卫星导航领域推动终端模块化、低功耗、高集成度芯片设计标准的制定与实施,深化中俄北斗/格洛纳斯双模车载卫星导航终端研发合作与澜湄流域北斗卫星定位导航服务系统建设及民生领域应用合作,推动北斗应用终端标准“走出去”。

各省市自治区等地方政府也根据地域发展规划和具体需求,制定了促进卫星应用产业发展相关政策、规划或指导意见:福建省制定了《卫星应用助力数字福建创新发展总体方案》,深圳市印发了《新型智慧城市建设总体方案的通知》,天津市出台了《天津市航空航天产业发展三年行动方案(2018-2020年)》,安徽省发布了《2018年安徽国防科技工业军民融合专项行动计划》等。

▲ “鹊桥”示意图

二、卫星通信步入“手机时代”

我国已形成固定通信广播、移动通信、数据中继等卫星通信技术服务体系,构建了北京、香港、喀什三地互联互通的卫星测控和业务监测网络,建成了连接南亚、非洲、欧洲和美洲的卫星电信港,基本形成了全球化的卫星通信服务能力。我国已经建成一个卫星资源较充足的卫星固定通信业务用的空间段,为我国和亚太地区用户提供良好服务;我国已经建成一定规模的基本满足各种业务需要的卫星通信网,较好地起到了地面通信网的补充、延伸和应急备份作用;我国已经建成较大规模的卫星广播电视传输网,为扩大广播电视覆盖率作出了重要贡献。

1.“虹云”“鸿雁”首星升空,大星座部署已然启航

5月4日,亚太6C卫星发射,将向亚太地区提供高功率的广播电视、直播到户、VSAT以及移动蜂窝回传等业务。

5月21日,嫦娥四号中继星“鹊桥”成功发射,标志着我国成功迈出了月球背面登陆工程中的第一步。6月14日,“鹊桥”进入地月拉格朗日L2点的任务轨道,将用于嫦娥四号着陆器和巡视器与地球间的通信和数据传输任务。

10月29日,北京国电高科科技有限公司研制的“天启星座”首颗业务卫星“天启一号”成功发射,这是我国民营航天企业在卫星物联网数据采集应用领域的首发商业运营卫星。

12月22日,中国航天科工集团有限公司虹云工程首星成功发射,标志着我国低轨宽带通信卫星系统建设迈出了实质性的一步。虹云工程首星是我国首颗低轨宽带通信技术验证卫星,同时是首次将毫米波相控阵技术应用于低轨宽带的通信卫星,能够利用动态波束实现更加灵活的业务模式,后续将以此卫星为基础开展低轨天基互联网试验与应用示范。

12月29日,中国航天科技集团有限公司鸿雁星座首颗试验星发射升空,标志着鸿雁星座建设全面启动。该卫星将在轨开展L和Ka频段通信频率资源可用性和数据转发关键技术验证,为鸿雁星座全球低轨通信系统的建设奠定基础。鸿雁星座由数百颗低轨卫星和全球数据业务处理中心组成,具有在复杂地形条件下的全球实时通信能力。

2.卫星移动通信进入“手机时代”

天通一号正式面向商用市场放号,标志着我国进入卫星移动通信的“手机时代”。天通一号地面业务由中国电信股份有限公司负责运营,与地面移动通信系统共同构成移动通信网络。2025年前,我国移动通信卫星系统的终端用户将超过 300 万。其中,2018年的发展用户规划 20 万,预计将带来约20 亿元的市场空间。

▲ 天通一号卫星电话卡

▲ 工信部颁发的首张卫星移动终端电信设备进网试用批文

11月,工业和信息化部颁发了首张卫星移动终端电信设备进网试用批文暨中国首张国产卫星移动通信终端牌照,打破了国外厂家对卫星终端的长期垄断,实现了国产卫星终端零的突破,我国自主移动通信卫星系统全产业链建设完成,正式进入商用阶段。此次获得牌照的柒星通信科技(北京)有限公司,领取首张进网证的卫星终端产品具备小巧方便、结实耐用、专业性强等特点。

3.国内首个上星超高清电视频道国庆开播

10月1日,国内首个上星超高清电视频道——CCTV-4K超高清频道开播。相对于现有的高清、标清电视系统,4K超高清是一次技术升级换代,图像清晰度和色彩亮度、三维声的音响效果都大幅度提升。该频道通过中星6A卫星和全国有线电视干线网向全国传输,已有北京、广东、上海、浙江、四川等15个省区市开通CCTV-4K超高清频道。

4.卫星直播业务助力精准扶贫

自2017年11月起,卫星直播中心与黑龙江、河南、湖南、广西、重庆、云南、陕西、宁夏等省(区、市)广播电视主管部门,共同推进实施直播卫星户户通精准扶贫工作。地方广播电视主管部门自筹扶贫资金,为建档立卡贫困户免费发放直播卫星地面接收设施。卫星直播中心建立扶贫工号,确保直播卫星地面接收设施精准管理到户。各地累计安装开通精准扶贫设备10万多套,让10万多个农村贫困家庭通过直播卫星收听收看到了广播电视节目。

5.工信部颁发第四张卫星通信业务经营许可证

3月7日,工业和信息化部向中国卫通集团股份有限公司(简称中国卫通)颁发了基础电信业务经营许可证,批准中国卫通在全国范围内经营卫星移动通信业务和卫星固定通信业务。目前,中国电信集团卫星通信有限公司、中信网络有限公司、中国交通通信信息中心和中国卫通集团股份有限公司四家企业获得了工信部颁发的卫星通信业务经营许可证,可在全国范围内经营卫星移动通信业务和卫星固定通信业务。

三、北斗三号基本系统开通运行,北斗系统正式迈入全球时代

2018年,北斗三号系统进入全球组网密集发射期,圆满完成了10次北斗导航卫星发射任务,成功将17颗北斗三号导航卫星和1颗北斗二号导航卫星送入预定轨道。

1.北斗三号基本系统星座部署圆满完成,能力更强、精度更高

11月1日,第四十一颗北斗导航卫星发射,这是北斗三号系统首颗地球静止轨道卫星。该卫星除提供基本导航服务(RNSS)外,还提供短报文服务(RDSS)、星基增强服务(SBAS)。其中,短报文服务在全面兼容北斗二号RDSS服务基础上,容量提升10倍,用户机发射功率降低10倍,能力大幅提升。星基增强服务按照国际民航标准,提供更高精度、更高完好性的导航服务。11月19日,第四十二、四十三颗北斗导航卫星成功发射,这是中国北斗三号系统第十八、十九颗组网卫星,北斗三号基本系统星座部署圆满完成。12月27日,中国卫星导航系统管理办公室宣布,北斗三号系统完成建设,开始提供全球服务,这标志着北斗系统服务范围由区域扩展为全球,北斗系统正式迈入全球时代。

2.星地一体提供高精度时空服务,北斗系统惠及各行各业

1月8日,基于北斗精准定位的物联网无线数据模组——全网通智能LTE模块S809、全网通4G无线数据物联网模块X97、NB-IOT无线数据模块X96全球首发。5月16日,星地一体高精度时空服务——“天音计划”正式发布。“天音计划”由国家北斗地基增强系统“全国一张网”、星基增强系统、星地一体融合能力及千寻位置的全球站网系统构成,为用户提供高精度、高可靠、实施无缝的高精度时空服务。

北斗系统为城市燃气、城镇供热、电力电网、供水排水、智慧交通等多个行业应用提供北斗精准服务。7月2日,内蒙古北斗综合应用平台正式落地,加快推进内蒙古北斗导航产业发展及应用推广;20日,北京至张家口高铁东花园隧道顺利贯通,广泛应用了北斗导航、云计算、大数据、人工智能等新技术;30日,陕西省北斗卫星导航定位基准站系统进入试运行阶段,可提供全天候、不间断、实时高精度的卫星导航定位服务;截至7月,宁波、舟山、嘉兴、台州、温州等地6000多艘渔船安装了基于北斗的船舶动态监管系统;8月,宁夏北斗卫星导航连续运行基准网北斗升级项目通过验收,开通运行并提供服务;9月,北京市房山区6000辆公共自行车采用了基于北斗卫星定位的虚拟电子围栏技术;截至9月,北斗系统在燃气方面的应用已经为全国22个省份超过400个城镇提供服务,燃气管网生产运行的精细化水平明显提升。

3.地方政策不断出台,促进北斗应用落地

2月,河北省人民政府出台了《河北省人民政府关于加快推进工业转型升级建设现代化工业体系的指导意见》,明确了雄安新区要发展的四大类高端高新产业,包括军民融合产业(北斗卫星通信导航、信息安全、智能机器人等)。

4月2日,湖南省人民政府发布《关于进一步加强地质灾害防治工作的意见》。意见指出,湖南将探索运用北斗卫星、互联网+、大数据、云计算等先进技术,建设监测数据智能采集、自动分析和即时发送的天空地一体化和政府管控、群众巡防、专业监测相结合的地质灾害监测预警体系。

6月4日,江苏省邮政管理局印发了《关于做好快递专用电动三轮车规范通行工作的通知》,要求引导快递企业使用北斗导航、甩挂运输等技术,不断提升快递服务车辆管理的智能化水平。

8月,《成都市北斗产业园区创新发展实施方案(2018——2020)》印发,明确提出了对北斗基础核心关键技术创新、北斗产业终端技术产品创新、北斗系统集成应用和运营服务创新等方面的具体要求和发展重点。

四、 更快、更精,高分中国时代到来

1.高分辨率对地观测系统建设有序推进

2018年,高分辨率对地观测系统建设工作有序推进,先后发射了6颗卫星。3月31日,高分一号02、03、04卫星一箭三星成功发射,我国首个民用高分辨率光学业务星座正式投入使用。5月9日,高分专项中唯一一颗实现高光谱分辨率的对地观测卫星高分五号成功发射,构建了我国陆地环境高光谱能力。6月2日,高分六号卫星成功发射,是我国第一颗设置红边谱段的多光谱遥感卫星,其成功部署对形成我国高空间分辨率、高时间分辨率对地观测能力具有重要意义。7月31日, 高分十一号卫星成功发射,将主要应用于国土普查、城市规划、土地确权、路网设计、农作物估产和防灾减灾等领域。

高分辨率对地观测系统重大专项启动实施8年来,形成了一个条块统筹、布局合理的遥感应用组织和产业发展体系,推动高分数据广泛应用于20个行业、30个省(区、市)的1800多家单位。目前,高分卫星数据已全面进入主要应用领域,涵盖不同分辨率、不同覆盖宽度、不同谱段、不同重访周期的高分数据体系基本形成。4月24日,国防科工局重大专项工程中心发布了《2018中国高分卫星应用国家报告》,这是高分专项建设的又一标志性创新成果。

2.海洋遥感技术水平与观测能力提升

9月7日,海洋一号C星成功发射,这是我国第三颗海洋水色系列卫星,是我国民用空间基础设施规划的首颗海洋业务卫星,将进一步提升我国海洋遥感技术水平,对我国研究海气相互作用、提高防灾减灾能力、开展全球气候变化研究、解决人类共同面临的全球气候变暖等问题具有重要意义。10月25日,海洋二号B星成功发射,将进一步提升我国海洋遥感业务化观测能力,提高我国海洋预报与监测预警水平和海洋防灾减灾与海上突发事件响应能力,服务海洋资源开发利用,为我国参与全球治理、共同应对气候变化提供技术支撑。

3.气象卫星应用服务能力增强

11月30日,风云二号H星及风云三号D星正式交付。风云二号H星于6月5日成功发射,是我国第一代静止轨道气象卫星的收官之作,定点于东经79°位置,与E星实现业务接替并往西布局,使得风云卫星在轨布局更好地覆盖我国天气系统上游地区和“一带一路”沿线国家和地区。风云三号D星是我国第二代极轨气象卫星的第四颗星,于2017年11月15日成功发射,是目前我国光谱分辨率最高的极轨对地观测卫星,实现了极轨气象卫星从多光谱探测到高光谱探测的跨越。这两颗卫星的交付,将进一步增强我国气象卫星的综合观测能力与应用服务能力。

历经40年的发展,风云气象卫星实现了两代四型高低轨两个系列共17颗卫星的研制和发射,共有8颗在轨稳定运行,形成了近100种业务化定量产品,在海洋、农业、林业、水利、环境、交通、航空、航天等众多领域得到广泛应用。12月9日,风云系列气象卫星获中国工业大奖。

4.商业遥感卫星系统蓬勃发展

1月9日,高景一号03、04星发射成功,与在轨的高景一号01、02星实现组网运行,标志着中国首个0.5米级高分辨率商业遥感卫星星座正式建成。1月19日,吉林一号视频07、08星发射成功,与此前发射的8颗吉林一号卫星组网,为政府部门、行业用户等提供遥感数据和产品服务。4月26日,珠海一号02组卫星发射升空。12月17日珠海一号商业航天高光谱卫星数据首次对外发布,作为国内目前唯一完成发射并组网的商用高光谱卫星星座,其数据应用将开启我国定量遥感新时代。

五、卫星应用迈出国门,走向全球

中国航天积极参与“一带一路”倡议,建设空间信息走廊,积极开展航天外交,加强国际合作,提高中国的影响力与话语权,航天产业“走出去”的步伐明显加快。

1.整合通信卫星资源,服务“一带一路”国家和地区

1月,在法国总统马克龙访华期间,中国联合网络通信有限公司(以下简称中国联通)与欧洲通信卫星公司(以下简称欧卫公司)在人民大会堂签订合作谅解备忘录,就面向“一带一路”地区共同开拓卫星通信业务达成共识。根据协议,本次合作初期将利用EUTELSAT 172B卫星提升中国联通从北美西海岸到亚洲和大洋洲的卫星通信服务能力,第二阶段欧卫公司将在“一带一路”地区为中国联通提供定制化卫星通信服务。

10月1日,亚太卫星宽带通信(深圳)有限公司(以下简称亚太星通)全球海事宽带卫星通信网络正式开通。亚太星通基于新一代高通量卫星资源,与松下航空电子等国际客户建立了长期合作关系;并在获得国家发展和改革委员会关于亚太6D卫星项目的核准与工业和信息化部颁发的VSAT与ISP经营许可后,正式开通全球网。这是亚太星通继续与各股东方合作布局全球,发展国际市场的重大战略举措。亚太星通致力于打造覆盖全球、自主可控和灵活运营的海事服务平台,实现“全网高通量”、“一网一平台”的建设目标。亚太星通创造性地整合了中星系列、亚太系列和Intelsat等国内外优质卫星资源,实现全球覆盖,以响应国家“提速降费”要求和“一带一路”倡议。

2.“国家名片”北斗系统走出国门服务全球

北斗系统积极融入世界,已被国际民航、国际海事、3GPP移动通信等国际组织接纳与认可,还将为全球提供免费搜索救援服务。

2月2-3日,首届“一带一路”老-中合作论坛在老挝首都万象举行。此次论坛发布了五项合作成果,包括老挝北斗卫星定位综合服务系统区域联网运营——此举不仅能够初步测试北斗卫星定位综合服务系统网络在老挝落地的各项技术指标和运行效果,而且为老挝中部多个地区的政府各部门、各类公司和项目提供高精度的应用服务。

4月10日,中国北斗卫星导航系统首个海外中心——中阿北斗中心在位于突尼斯的阿拉伯信息通信技术组织总部落成运行,这一中心将成为中国全面展示北斗建设应用成果,推动北斗在阿拉伯及非洲国家应用与合作的重要平台。

9月28日,中俄卫星导航重大战略合作项目委员会第五次会议举行,会议对合作建站、监测评估服务平台、跨境运输应用等9个标志性合作项目进展给予了肯定,审议通过北斗/格洛纳斯精准农业合作示范项目,并将其作为第10个标志性合作项目纳入项委会合作项目清单。

11月5日,联合国全球卫星导航系统国际委员会(ICG)第十三届大会在陕西省西安市开幕,会议正式发布《全球卫星导航系统空间服务域(GNSS SSV)互操作手册》。11月7日,中俄签署《中华人民共和国政府和俄罗斯联邦政府关于和平使用北斗和格洛纳斯全球卫星导航系统的合作协定》,将为两国卫星导航领域开展广泛合作提供法律和组织保障。

3.卫星遥感国际合作结硕果

4月24日,国家航天局发布《高分五号卫星数据应用国际合作计划》,鼓励和促进高分五号卫星数据应用,服务“一带一路”国家和地区,构建高光谱遥感国际化科研交流环境,推动高分五号卫星的国际合作。

5月6日,中国国家航天局和埃及国家遥感空间科学局在开罗签署《中华人民共和国国家航天局与阿拉伯埃及共和国国家遥感空间科学局关于埃及航天城合作的谅解备忘录》,正式启动埃及航天城项目合作。

7月9日,巴基斯坦遥感卫星一号成功发射,这是我国向巴基斯坦出口的第一颗光学遥感卫星,主要用于巴基斯坦的国土资源普查、环境保护、灾害监测和管理、农作物估产和城市规划等领域,助力中巴经济走廊和“一带一路”建设。

10月29日,首颗中法海洋卫星成功发射,中国国家主席习近平同法国总统马克龙互致贺电。中法海洋卫星在轨运行1个月以来状态良好,已获取首批海洋动力环境数据,并生产出初级产品。

11月22日,中国国家航天局、巴西航天局在京联合召开中巴航天合作三十周年座谈会。30年来,中巴双方联合研制了6颗中巴地球资源卫星,卫星数据广泛应用于两国农业、林业、水利、国土资源、环保和防灾减灾等行业,为拉美、非洲、东盟等地区的诸多发展中国家提供了50余万景遥感卫星数据,打造了中巴地球资源卫星国际品牌。

4.风云气象卫星惠及国际用户经济社会发展

目前,我国风云气象卫星被世界气象组织(WMO)纳入全球业务应用气象卫星序列,成为全球综合地球观测系统的重要成员,也是空间与重大灾害国际宪章机制的值班卫星,为93个国家和地区的防灾减灾和经济社会发展作出贡献。习近平主席在2018年曾多次提出中国愿意利用风云气象卫星为“一带一路”沿线国家和非洲等提供气象服务。

9月15日,超强台风“山竹”(超强台风级)在菲律宾吕宋岛东北部沿海登陆,中国气象局启动风云卫星国际用户防灾减灾应急保障机制,调用风云二号F星针对“山竹”开展扫描观测,为菲律宾、越南提供周围区域的卫星云图。

11月14日,在亚太空间合作组织成立10周年高层论坛上,中国国家航天局、中国气象局与亚太空间合作组织共同签署风云气象卫星应用合作的协定,将优化风云系列气象卫星星座配置,实现风云系列气象卫星数据资源和服务进一步惠及亚太空间合作组织及其成员国。

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