浅谈面向区域及行业的卫星综合应用

2020-07-21何大海胡寅龙吴晓辉航天恒星科技有限公司

卫星应用 2020年6期

文 | 何大海胡寅龙吴晓辉航天恒星科技有限公司

一、引言

卫星应用产业是国家战略性高技术产业，随着经济与社会发展，国家对应急减灾、农业作物估产、森林资源调查、水文信息采集、国土资源调查、数字城市建设、通信保障、广播电视、远程医疗、远程教育以及大众用户对位置和地理信息的需要等都对卫星应用产生巨大需求。

近年来，国家出台了一系列鼓励政策，包括《国家民用空间基础设施中长期发展规划 2015-2025 》《“十三五” 国家战略性新兴产业发展规划》以及《关于加快推进“一带一路”空间信息走廊建设与应用的指导意见》等在内的多项相关规划，推动我国卫星应用产业发展。在这些政策支持下，我国卫星应用市场规模近年来稳步提升，但目前增速有所放缓。

“十三五”期间，我国的信息化领域产生了深刻的变革，常规的通信网络、计算机平台独立建设的模式已无法适应各区域及行业信息化的深层次需求；同样，卫星应用产业传统的卫星通信、导航和遥感三大应用系统也无法独立满足各区域及行业用户的综合应用需求，各类网络、应用系统、信息数据的深度融合是大势所趋。

二、卫星综合应用

《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》明确指出：要推进卫星全面应用，统筹军民空间基础设施，完善卫星数据共用共享机制，加快卫星遥感、通信与导航融合化应用。积极推进空间信息全面应用，为资源环境动态监测预警、防灾减灾与应急指挥等提供及时准确的空间信息服务，大力拓展国际市场。

本文将介绍卫星通信、导航、遥感的融合化应用，或其中一种及多种与无人机、5G、物联网、云计算等信息技术的融合应用，为特定区域和行业用户提供天空地一体化的系统解决方案，统称为卫星综合应用。

“十三五”期间，随着一批空间基础设施重点工程的建设完成，我国在卫星通信、遥感、导航的空间资源已经十分丰富，已具备通过卫星综合应用更好地服务于国民经济建设和社会发展的基础条件。同时，天基网络、空基网络与地面网络逐渐融合，各类空间信息数据与行业传统数据互联互通，卫星综合应用快速发展。

北斗卫星导航系统是当前卫星行业发展的重中之重。2018 年 12 月 27 日，北斗三号基本系统已完成建设，开始提供全球服务，在交通运输、防灾减灾、国土资源、环境保护、测绘勘探、应急救援等重要行业将实现规模化应用。北斗卫星导航系统具备短报文等特色优势，能够实现应急通信传输，并与物联网、移动互联等广泛融合与联动，提升行业运行效率，促进相关产业转型升级。此外，基于北斗系统的短报文通信的气象站、水文站也得到相关部门的大力推广。

同时，融合了卫星导航和卫星遥感应用的地理信息系统（GIS）与大数据、物联网、人工智能以及区块链等新一代信息技术融合，智能化进程不断加快，将迎来新的黄金发展期。尤其在智慧城市的建设中，GIS将作为“大脑”而存在，为城市信息化奠定技术基础。

除此之外，以3S(卫星遥感、全球卫星导航定位和地理信息系统)为代表的应用系统对智慧城市的建设发挥了重要作用，无人机等技术也已广泛应用在智慧城市建设中，“互联网+卫星应用”智慧产业正在蓬勃兴起，空间信息与大数据、物联网、移动互联网、云计算、人工智能等高新技术加速融合，以商业航天、“互联网+卫星应用”为代表的航天战略性新兴产业规模年均增长率超过20%，有望成为国民经济新的增长点。

三、区域应用

我国卫星应用产业已基本形成北京、天津为代表的京津冀地区、以上海、南京为代表的长三角地区、以广州、深圳为代表的珠三角地区、以武汉为代表的鄂豫湘地区、以西安为代表的川陕渝地区等五大聚集区域。尤其在卫星导航领域，各区域积极布局北斗产业园建设。

目前我国的卫星应用产业发展已进入国家级规划作为发展纲领，区域级规划指导各地区产业发展的新阶段，广东、四川、湖南等多省份均印发了相关产业规划。同时，由于卫星综合应用能够在自然灾害、农林监测、海洋观测等方面发挥极大作用，使得卫星应用市场也逐步向偏远和灾害多发的区域转移，黑龙江、青海、福建、新疆等省份及自治区也纷纷出台相应政策，大力发展卫星应用产业。

从各省份发布的卫星应用相关规划来看，目前各区域在卫星应用产业建设上呈现两种模式。一种是以吉林省、宁夏回族自治区为代表的模式，研制发射自己的小卫星，以省内卫星的生产、研制、发射及服务为主线开展产业建设，带动省内卫星应用快速发展；一种是以黑龙江、福建省为代表的的模式，注重产业基地建设及行业应用，结合自身地域特点落实卫星应用项目，以卫星应用发展为主，带动周边产业链发展。

随着各区域的卫星应用产业与地方政府、行业主管部门、地方企业战略合作不断深化，当前智慧城市的建设热潮全面释放，已由一、二线城市向三、四线城市乃至各区县发展，发展也趋于理性，逐渐聚焦应用系统建设的后期效果。因此，结合各区域优势及特色，提升实用性与应用效能将会是后续区域卫星综合应用的发展重点。

其中，黑龙江省政府办公厅印发了《黑龙江省推进卫星应用产业发展专项行动计划(2017-2020年)》，明确提出将该省打造成具备特色核心竞争优势和突出影响力的卫星应用产业集聚区和区域综合应用示范区。以哈尔滨城市空间信息服务平台为例，该平台融合卫星遥感、卫星导航、无人机、大数据等多领域技术，建设包含城市地上空间信息、基础地理信息、地下管线信息、地下空间设施等信息的城市空间信息大数据中心，支撑城市精细化管理及各行业应用，为政府、企业、社会公众提供权威高效的空间信息服务，荣获了全国优秀测绘工程白金奖。

上海国家民用航天产业基地是我国卫星应用产业主要聚集区之一，我国首个卫星导航应用产业基地就落户于此，积极推进北斗导航产业向空间信息产业拓展，将北斗导航向“北斗+5G”的通导一体、天地一体、室内外一体以及“位置+感知”融合发展推进，将北斗应用和物联网、大数据以及云计算紧密结合，优先满足国家重点支持的航运、交通、智慧城市、无人系统应用以及满足大众应用需求。

2018年12月，浙江北斗数据中心落户宁波江北，在卫星通信、卫星导航的基础上，大力发展卫星遥感产业，三者融合后的北斗导航应用领域得到极大拓展，天、空、地等多类型遥感的精度进一步提高，广泛应用于城市规划建设、地表覆盖监测、环境污染监测、城市管理等领域。

2020年4月，重庆市2020年首轮新型基础设施建设项目集中开工，涵盖5G网络、数据中心、人工智能、航空航天等众多领域。其中，重庆市航空航天遥感影像统筹及北斗定位服务应用项目总投资2亿元，2020年投资0.45亿元，规划建设重庆市遥感影像数据获取、加工处理、应用服务统筹以及北斗三号高精度位置服务的增强网络。

同时，西藏自治区目前也在启动相关的论证与规划工作。当前西藏自治区在应对突发、频发的自然灾害过程中缺乏有效的信息化手段，科学监测预警能力严重不足，同时由于地处西南边疆，边境信息化管控能力也亟待加强，统筹规划未来西藏全区卫星应用的建设意义重大。

四、行业应用

“十三五”期间，随着政府改革机构调整到位，自然资源部、应急管理部等国家部委成立，陆续出台了系列产业规划，包括《自然资源科技创新发展纲要》《应急管理信息化发展战略规划框架(2018-2022年)》《国家综合防灾减灾规划（2016-2020年）》等相关政策，助推卫星应用业务向自然资源、生态环境、应急管理等行业拓展。

目前，国家各部委纷纷在纵向上在各省市建立自身行业的区域卫星应用数据中心，形成国家、省、市等多级的数据共享服务模式，降低了卫星数据共享应用的门槛，但是在横向上各部委的卫星数据尚未完成共享应用。以自然资源部为例，其印发的《自然资源省级卫星应用技术中心建设指南》提出，在巩固2018年已批准的9家省级中心建设基础上，2019年，选择10个左右基础条件较好、应用成效显著的省（区、市）启动省级中心建设。

针对行业应用，卫星遥感可监测大范围生态环境、自然灾害、污染动态；卫星导航可实现高精度的地理定位，用于执法监察、野外采样、海洋监测等；卫星通信则可以提供无人区数据传输、环境应急事件的通信保障；综合运用卫星遥感、导航、通信并与无人机、物联网、大数据等技术充分融合，实现天空地一体化的行业解决方案将是卫星综合应用的后续发展重点。

在生态环保行业，随着生态文明建设上升为国家战略，生态监测、生态修复以及国家公园体制试点等一系列重要生态保护措施相继提出并实施，各级政府对生态环保的投入逐年提高，行业迎来快速发展的重要机遇期。我国第一个国家公园——三江源国家公园完成以空间信息为核心的国家公园大数据平台建设，卫星遥感与卫星通信相融合的综合应用已成为青海省70万平方公里“山水林田湖草”动态监测与管理的核心手段，为国家重大生态文明体制改革的顺利进行提供了先进的信息化手段。

在交通运输行业，交通运输部于 2016年12月印发了《交通运输部关于在行业推广应用北斗系统的指导意见》，在相关政策支持和推动下，北斗系统得到了广泛应用；同时，利用北斗系统作为遇险定位、报警通信、搜救指挥的技术手段，可以为海上遇险提供更多样化的报警手段，为移动搜救现场指挥提供技术支撑；除此之外，随着我国提出自主可控大飞机战略，C919实现首飞，基于北斗系统的机载导航终端能够在飞机的起飞、航路、终端区提供全航路的导航定位服务，市场前景广阔。低轨互联网星座热潮的兴起，将提供覆盖全球的航空航海监视、导航增强以及广域的互联网接入，切实解决高铁、飞机及舰船的无线通信问题，卫星综合应用在交通运输行业实现通导一体化势在必行。

在科学考察行业，伴随着我国日益活跃的南极科考活动，大量科考数据已能通过卫星通信系统及时传输至国内，而通过科考途中的一路对比分析，实测结果表明中国北斗系统信号质量总体与GPS相当， 2019年11月，雪龙号、雪龙二号成功抵达南极中山站，实现了我国南极科考历史上首次“双龙探极”。新华网思客联合长光卫星技术有限公司，调用吉林一号卫星进行了“定制化”卫星遥感拍摄，遥感影像图清晰显示了“双龙探极”的行驶轨迹，卫星综合应用在科学考察行业发挥着越来越重要的作用。

在电力、石油等能源行业，卫星应用和无人机技术也发挥着越来越重要的作用。国家电网有限公司2019年提出建设“泛在电力物联网”战略部署，从感知、连接、融合三个方面全面提升，支撑“三型两网、世界一流”建设目标。其中，卫星通信成为泛在电力通信网络的新兴关键一环，将与其他通信网络融合形成天空地一体化通信系统。随着我国北斗导航系统全球组网和后续低轨移动卫星通信星座的建设运营，卫星综合应用有望在泛在电力物联网领域实现广泛应用。