2020年中国卫星应用若干重大进展

文|《卫星应用》编辑部

2020年是“十三五”的收官之年，中国进入和利用空间的能力都有大幅提升，中国航天的征程越走越远，与百姓的生活越走越近。我国自主建设、独立运行的北斗全球卫星导航系统全面建成，北斗迈进全球服务新时代；“新基建”助力卫星互联网迅速发展，高通量卫星宽带服务取得突破性进展；高分专项完美收官，高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的天基对地观测能力初步形成。2020年国家颁布多项卫星应用利好政策，推动航天技术应用及产业持续发展，2020年卫星应用取得若干重大进展。

一、政策保障卫星应用持续稳定发展

2020年，国家部委及地方政府颁布多项相关政策，促进卫星应用持续稳定发展。

1月，工业和信息化部印发《卫星无线电频率使用可行性论证办法（试行）》，详细规定了卫星无线电频率和轨道资源可行性论证的目的、论证依据、论证原则、论证程序、论证结果、监督检查等内容，有助于加强和规范卫星无线电频率和轨道资源的可行性论证工作，促进卫星无线电频率资源的科学有效利用。

3月，国家林业和草原局发布《关于在林业草原行业推广北斗卫星导航系统应用的意见》，指出将北斗系统全天候、全天时、高精度的定位、导航、授时和短报文通信服务与林业草原行业信息化设施、数据、平台、应用系统整合，与遥感、通信、地理信息系统、云计算、大数据、物联网等技术集成，实现北斗系统在林业草原行业的规模化应用，全面提高林业草原北斗系统应用水平与服务能力。

4月，国家发改委明确“新型基础设施”主要包括信息基础设施、融合基础设施和创新基础设施三大类。卫星互联网被明确列入信息基础设施范围。

8月，交通运输部印发《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》，提出推进第五代移动通信技术（5G）等协同应用、北斗系统和遥感卫星行业应用，提升交通运输行业北斗系统高精度导航与位置服务能力，建设行业北斗系统高精度地理信息地图。

8月，商务部、科技部调整发布《中国禁止出口限制出口技术目录》，主要目的是规范技术出口管理，促进科技进步和对外经济技术合作，维护国家经济安全。调整删除了4项禁止出口的技术条目，禁止出口涉及测绘制图、无人机、北斗卫星、遥感影像等技术。

11月，《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》提出，“十四五”时期，将实施星际探测、北斗产业化等重大工程。

二、卫星通信应用取得多项新突破

1.通信卫星迈入世界先进行列

1月5日，实践二十号卫星成功定点，标志着东方红五号卫星公用平台首飞成功，使我国具备研制100～1000Gbit/s超高通量通信卫星的能力，可满足中国近20年内对大功率通信卫星的需求，我国迈入世界卫星通信领域的先进行列。

7月9日，亚太6D卫星成功发射，该星为Ku/Ka频段高通量通信卫星，通信容量达50Gbit/s，是我国目前通信容量最大、输出功率最大、设计程度最复杂的民商用通信卫星，可满足海事通信、航空机载通信、陆地车载通信、应急固定卫星宽带互联网接入等多种应用需求。

11月12日，天通一号02星成功发射，将与01星及后续卫星共同组网亚太区域卫星移动通信系统，为中国及周边、中东、非洲等地区，以及太平洋、印度洋大部分海域用户，提供全天候、全天时、稳定可靠的话音、短消息和数据等移动通信服务。

2.多家企业布局低轨通信卫星星座

低轨通信卫星星座实现全球覆盖，可为全球用户提供低延时、高带宽、全球无缝覆盖、灵活便捷的互联网接入服务。多家企业提出了建设低轨通信卫星星座，包括“鸿雁”星座、“虹云”工程等。

1月，银河航天首发星发射成功，这是我国首颗由商业航天公司研制的低轨宽带通信卫星，可通过卫星终端为用户提供宽带通信服务。5月，中国航天科工集团有限公司天基物联网星座的首发星行云二号01、02星发射升空。上海欧科微航天科技有限公司打造低轨通信卫星星座“翔云”，为行业用户提供天基物联服务。吉利集团也于近年开始布局卫星互联网，2020年与中国移动等多家公司签署战略合作协议，共同推进低轨卫星通信、自动驾驶等领域合作，并为全球客户提供航天信息与通信基础设施和应用方案。北京国电高科科技有限公司建设运营的物联网星座“天启”星座已有多颗业务卫星在轨，服务于全球物联网数据业务，支持物联网向海洋、沙漠、森林等区域延伸，助力万物互联。

3.天通卫星通信服务正式商用

1月10日，中国电信正式提供基于天通一号卫星的通信服务。天通卫星业务使用1740号段的手机号码作为业务号码，实现与国内外通信运营商通信网络的互联互通，有25款终端获得工信部入网许可，包括手持、车载、船载、天通猫、便携数据等多种终端类型。用户使用天通卫星手机或终端在卫星服务区内，可进行话音、短信、数据通信及位置服务。天通卫星移动通信系统是我国自主建设的首个卫星移动通信系统，实现了卫星、芯片、终端、信关站的国内研发和生产。系统已为水利、消防、林业、地质、武警、电力、海洋渔业等多个行业客户提供通信服务。

4.行业应用取得多项突破

2020年，国内通信卫星持续深化卫星直播、应急救灾、航空海洋等领域应用的同时，在远程医疗、在线教育和办公等领域也发挥了重要作用，助力科技抗疫和复工复产。

卫星直播电视方面，截至2020年底，直播卫星“村村通”和直播卫星“户户通”工程公共服务用户总数已突破1.46亿户，超过全国广播电视用户总数的三分之一。直播卫星已经成为我国农村地区群众接收广播电视的主要方式，为促进城乡广播电视基本公共服务均等化发挥了重要作用。疫情期间，直播卫星“户户通”工程及时面向广大农民群众传递了实时新闻、宣传防控防疫政策、开展各项应急措施等相关信息。同时，国家广播电视总局积极推进直播卫星平台高清节目同播工作。中央广播电视总台14套高清同播节目，东方卫视、重庆卫视、湖南卫视等9套高清同播节目已正式开播。

在线教育与办公方面，中国教育电视台开设了空中课堂频道，为全国的“户户通”和“村村通”用户提供中小学课程教学节目，确保学生疫情期间停课不停学。中国卫通集团股份有限公司研发了可支持多地接入视频会议和视频监控的卫星企业专网，利用卫星通信建立融合网络，形成卫星视频办公平台解决方案，搭建卫星视频办公平台。

远程医疗方面，中国航天科工集团有限公司所属世纪卫星公司研制的远程医疗会诊车可通过卫星通信的方式，建立前方医疗现场与后方医学专家或指挥部的视频连接。医疗会诊车还接入医疗信息网，现场医疗人员可即时获取相关医疗信息资源，并通过卫星通信网络上传信息。疫情期间，中国卫通进一步提升远程医疗业务的保障力度，紧急调配卫星备份资源，为病历资料和视频音频提供可靠的传输保障。

应急救灾方面，3月，四川省凉山州木里县和西昌市发生森林火灾，当地电信运营商调集应急保障人员、应急通信车、卫星电话、Ka卫星便携站等赶赴现场，开通卫星应急基站，为现场指挥部提供通信保障；6月，台风“鹦鹉”在广东省阳江市海陵岛登陆，中国卫通联合深圳航天科技创新研究院提供多款Ka卫星便携站，提供卫星宽带传输链路，确保台风登陆现场高清视频能够实时回传；6月中下旬入汛后，多地发生泥石流、山体滑坡等地质灾害，中国卫通所属鑫诺卫星通信有限公司为四川省阿坝藏族羌族自治州、云南省怒江州贡山县独龙江乡等地提供陆地机动站，依托中星16号卫星资源，建立宽带卫星通信链路，提供应急通信保障。

机载通信方面，随着我国民用航空的快速发展，民航飞机数量、航线里程以及乘客数量增加，飞机上网的需求激增，为基于高通量卫星通信的机载应用带来了机遇。1月5日，我国首架部署Ka机上互联网的民航客机试飞成功，此次试飞采用了我国首颗Ka高通量卫星中星16号作为通信手段，每架飞机带宽可达150Mbit/s。7月7日，我国第一架高速卫星互联网飞机青岛航空QW9771航班成功首航，本次航班搭载了中星16号卫星的高速互联系统，飞机在万米空中可以实现百兆以上的高速率联网。

船载通信方面，1月，鑫诺公司完成“海星通”全球网络的扩容，新增南印度洋区域覆盖，实现了南印度洋海域主要航线及渔场覆盖。该波束的正式投入使用，满足了南印度洋航线以及在印度洋区域作业船舶的通信需求。鑫诺公司“全球网”为自主可控的全球卫星宽带通信网，已覆盖全球90%以上的主要航线。

科考探险方面，在2020珠峰高程测量任务中，从拉萨市到5200m珠峰大本营，再到海拔约6500m的前进营地，通信卫星为测量登山队提供了通信保障。随测量登山队出行的Ku频段车载“动中通”系统连接中星6A卫星，信号落地运营商在拉萨的卫星中心站后，通过专线接入互联网，为珠峰高程测量的顺利进行提供了稳定的网络服务和应急通信支撑。

三、北斗迈进全球服务新时代

1.北斗三号全球系统部署全面完成

7月31日，习近平总书记向世界宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通，标志着北斗“三步走”发展战略圆满完成，北斗迈进全球服务新时代。北斗三号2009年11月启动建设。历经关键技术攻关、试验卫星工程、最简系统、基本系统、完整系统五个阶段，提前半年完成全球星座部署，开通全系统服务。目前，北斗系统已提供导航定位和通信数传两大类、七种服务。具体包括：面向全球范围，提供定位导航授时（RNSS）、全球短报文通信（GSMC）和国际搜救（SAR） 三种服务；在中国及周边地区，提供星基增强（SBAS）、地基增强（GAS）、精密单点定位（PPP）和区域短报文通信（RSMC）四种服务。

2.北斗应用范围和规模持续扩大

随着北斗三号全球卫星导航系统的正式开通，北斗应用迈进新时代。我国积极构建由基础产品、应用终端、应用系统和运营服务构成的产业链，推进创新体系建设，扩大应用规模，实现融合发展，已构建起集芯片、模块、板卡、终端和运营服务为一体的北斗完整产业链。支持北斗三号新信号的22nm工艺射频基带一体化芯片，已经进入量产阶段，性能再上新台阶。北斗基础产品已输出到120多个国家和地区。北斗系统已全面服务交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业，融入电力、金融、通信等基础设施，产生显著的经济和社会效益。

交通运输方面，北斗系统广泛应用于重点运输过程监控、公路基础设施安全监控、港口高精度实时定位调度监控等领域，使综合交通管理效率和运输安全水平显著提升。截至2020年10月底，有近700万辆道路营运车辆已经安装使用北斗系统，占运营车辆的96%；3.14万辆邮政快递车辆安装使用北斗系统，占比88%；约1400艘公务船舶安装使用北斗系统，占比75%；约300架通用飞行器安装使用北斗系统，占比11%。特别是在运输航空器上成功实现了北斗首次应用。此外，北斗在中欧班列运输、京张高铁建设运营、浩吉和沪昆等铁路测试监测等方面也得到大量应用，为铁路运输高质量发展赋能赋智。

农林渔业方面，北斗智能农业成标配，除了北斗导航控制的拖拉机，还相继引入了免耕播种机、无人喷药机、籽粒收割机等众多大型智能化农机，覆盖粮食从种到收的整个流程。基于北斗的农机自动驾驶系统推广应用近4.5万台套，节约50%的用工成本；基于北斗的农机作业监管平台和物联网平台为近40万台套农机设备提供服务，极大提高了作业管理效率。北斗定位与短报文通信功能广泛应用于森林防火、天然林保护、森林资源调查、病虫害防治等。北斗为渔业管理部门和渔船提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理等服务。

减灾救灾方面，基于北斗的导航、定位、短报文通信功能，提供实时救灾指挥调度、应急通信、灾情信息快速上报与共享等服务。已建成部、省、市（县）三级平台，实现六级业务应用，推广北斗终端超过4.5万台。湖南、江苏、贵州、广西、四川等地利用北斗/GNSS高精度技术建立地质灾害监测预警系统，多次成功预报山体滑坡等灾害事件发生。安徽省启用了北斗卫星备用信道，保障水情信息及时传输；江苏在地灾信息管理系统的基础上，充分发挥北斗系统的高精度优势，提升地灾防治能力和水平；广西壮族自治区自然资源厅联合多家机构，研发了“北斗＋广播”边坡高精度自动监测系统。

电力能源方面，南方电网公司利用北斗授时频功能，将全网范围的变电站分期、分步开展北斗授时/授频终端系统改造，建立基于北斗的安全、自主可控的时间同步系统，实现全网时间同步、终端状态可观、时间精度可控。目前，全网各级调度自动化主站北斗卫星授时接入率已达100%。北斗系统在宁夏、甘肃等地进行了用电信息采集的试点应用，解决了偏远无公网覆盖区域的通信手段匮乏、用电信息采集难的问题。国网信通产业集团承建电力北斗精准服务网，加快推进北斗在电力领域的实际应用。目前国网信通产业集团已在青海、浙江、陕西、宁夏、甘肃等省开展了北斗用电信息采集业务的应用。

北斗助力2020珠峰高程测量，珠穆朗玛峰的最新高程为8848.86m。此次珠峰测高综合运用了多种传统和现代测量技术，并以我国北斗卫星导航系统数据为主。北斗卫星导航系统首次应用于珠峰峰顶大地高的计算，获取了更长观测时间、更多卫星观测数量的观测数据。此次珠峰高程测量登山队登顶时携带了我国企业研制的北斗高精度定位设备，国产北斗卫星接收机登顶珠峰。

3.北斗系统创新应用层出不穷

基于北斗的导航服务已融入电子商务、移动智能终端、位置服务等领域，广泛进入大众消费、共享经济和民生领域，深刻改变着人们的生产生活，并在各类新兴产业中迅速发展。北斗与5G通信、物联网、人工智能技术等领域深度融合，基于北斗高精度定位、高精准时间的各种智慧应用层出不穷。

国内外主流芯片厂商均推出支持北斗的通导一体化芯片。首款支持北斗高精度定位的智能手机已经发布，支持接收北斗地基增强服务信号，可为车辆导航等大众消费提供高精度定位信息，已经在部分城市试用。在入网的智能手机里，已经有80%以上的提供了北斗服务。目前，含智能手机在内采用北斗兼容芯片的终端产品社会总保有量已超过7亿台/套，北斗应用正在诸多领域迈向“标配化”发展的新阶段。

交通运输部开展了新一代国家交通控制网和智慧公路的试点工作，推动北斗导航技术应用于智慧公路建设。围绕基础设施的智能化、陆运一体化、车路协同等前沿的技术方向，推动5G通信和北斗导航等技术的应用，结合2022年冬奥会和2022年第29届世界智能交通大会，在京礼高速、东海大桥、雄安新区等推进一批自动驾驶和车路协同试点项目。北斗高精度车载终端，自动获取车辆行驶轨迹，实现准确计算、自动扣费和实时清分结算，未来可实现无站模式下的无感支付和快速通行。海南省启动了“基于北斗技术的里程费改革”，探索高速公路收费新模式。

北斗精准施策，在智慧防疫抗疫中发挥了重要作用。北斗高精度测量火线驰援武汉火神山、雷神山医院建设；基于北斗的无人机、无人配送车开展疫区医疗物资配送；基于北斗的车联网推动疫情期间交通智能化、精准化，为车辆提供精准导航等信息服务。

四、遥感卫星应用加速发展

1.高分卫星专项系统建设完美收官

高分辨率对地观测系统重大专项是《国家中长期科学与技术发展规划纲要（2006-2020年）》确定的十六个重大科技专项之一，天基系统建设包括14颗组网卫星。2020年高分九号02-05星先后发射成功；8月20日，我国首颗民用亚米级光学传输型立体测绘卫星高分七号正式投入使用；10月，高分十三号高轨光学遥感卫星升空；12月，高分十四号光学立体测绘卫星成功发射，实现高分专项系统建设的完美收官。高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的天基对地观测能力初步形成，我国对地观测能力实现巨大跨越；我国卫星观测应用体系逐步完善，卫星数据获取能力大幅提升。2020年是高分专项数据应用推广建设的关键年，数据应用推广体系建设和遥感应用产业化发展进一步推进，高分数据实现在20余个行业、31个省（自治区、直辖市）的广泛应用。

除高分专项卫星外，我国还成功发射了多颗遥感卫星，卫星数据源日益丰富，应用领域更加广泛。7月3日，高分辨率多模综合成像卫星发射升空，该星是我国首颗民用分辨率达到亚米级、同时具有多种敏捷成像模式的光学遥感卫星，主要用于获取我国国土及周边区域高分辨率图像。7月25日，资源三号03星成功发射，该星将与在轨的资源三号01星、02星及后续系列卫星组网，形成全球领先的业务化立体观测能力，拓展我国自然资源调查监测技术手段。9月27日，环境减灾二号A、B卫星成功发射，两颗卫星通过同轨组网可快速获取地面影像，具备可见及红外多光谱数据国土2天1张图、高光谱数据国土15天1张图的能力，并将与高分一号、高分六号协同组网运行，整体提升我国对地遥感观测效率，广泛服务于环境保护、自然资源等应用用户。

2.我国风云卫星气象事业50年跨越发展

2020年是我国风云卫星气象事业50周年。50年来，我国风云卫星气象事业从零起步、发展迅速，目前已经成为世界上少数同时拥有极轨和静止气象卫星的国家或地区之一。从风云一号、风云二号，到风云三号、风云四号，我国已成功发射了“两代四型”共17颗风云气象卫星。其中，风云一号和风云三号是极轨卫星，负责全球观测；风云二号和风云四号属于静止卫星，对我国及周边地区进行定点观测。风云卫星是目前世界上在轨数量最多、种类最全的气象卫星星座，在应对防范气象灾害及其衍生灾害、生态环境遥感监测、森林草原火灾监测预警、土地利用遥感监测和粮食产量监测预报等方面发挥了巨大作用。2020年，我国利用风云卫星开展了台风、暴雨、强对流、大雾、沙尘、霾等灾害性、高影响天气以及洪涝水体、森林草原火灾、地表高温和干旱等地表环境的监测，特别是在2020年长江中下游洪涝灾害监测评估和抢险救灾工作中发挥了重要作用。

3.海洋卫星的综合观测与应用服务能力持续增强

6月11日和9月21日，海洋一号D星和海洋二号C星先后发射，进一步提升了海洋卫星的综合观测能力和应用服务能力，为海洋强国建设提供数据支撑。海洋一号D星是我国海洋水色系列卫星中的第四颗，与在轨的海洋一号C星形成上、下午双星组网运行，开展大幅宽、高精度、高频次观测，每天可获取2幅全球海洋水色、植被指数遥感图和4次海面温度产品，填补我国海洋水色卫星无下午观测数据的空白，大幅提高对全球海洋水色、海岸带资源与生态环境的有效观测能力。海洋二号C星是我国第三颗海洋动力环境卫星，与已在轨运行的海洋二号B星协同观测，大幅提高海洋动力环境要素全球观测覆盖能力和时效性，可有效获取海风、海浪、海流、海温、中尺度涡等海洋动力环境信息。

4.商业遥感卫星星座组网加速

以吉林一号为代表的商业遥感卫星加速组网，发展势头强劲。1月15日，亚米级超大幅宽商业光学遥感卫星吉林一号宽幅01星发射升空。该星是一颗新型高性能光学遥感卫星，具有高分辨、超大幅宽、高速存储、高速数传等特点。9月15日，9颗吉林一号卫星成功发射。吉林一号在轨卫星数量达到25颗，建成了我国目前最大的商业遥感卫星星座，具备了较强的服务能力。吉林一号星座可对全球任意地点实现每天8～10次重访，具备全球一张图一年更新2次、全国一张图一年更新7次的能力。11月30日，长光卫星完成24.64亿元Pre-IPO轮融资，是目前国内商业航天领域单轮融资金额最高的一笔，将主要用于吉林一号卫星星座建设、遥感数据应用产品开发等。

五、坚持开放共享与国际合作交流

1.为“一带一路”沿线国家和地区提供卫星通信服务

非洲卫星电视“万村通”项目是中非“十大合作计划”之一。 “万村通”项目已覆盖非洲大陆8162个村落，非洲19个国家已完成项目验收。面对新冠肺炎疫情，“万村通”项目的实施方四达时代集团在项目中推出防疫特别报道，内容包括国际和非洲疫情动态、防疫知识、人物专访等，用中、英、法、葡、斯瓦希里、豪萨语等6种语言播出。同时，四达时代与合作伙伴共同推出非洲版“新冠肺炎自测评估系统”，还为肯尼亚、南非、加纳、乌干达、刚果（金）等国的中小学生上线本国的教材课程视频节目，助力“停课不停学”。

9月，中国航天科技集团有限公司向北非国家阿尔及利亚出口的阿星一号通信卫星及地面站图案，出现在阿尔及利亚新版500第纳尔面额纸币上，凸显了该国对首颗通信卫星的高度重视和钟爱。目前，该星已逐步服务于阿尔及利亚广播电视、宽带接入、移动通信、视频会议、应急通信等行业领域，为推动国家经济发展、民生改善、社会进步发挥了重要作用。该卫星为阿尔及利亚新开通的国家远程教育频道提供上星播发服务，为全国因疫情停课的中小学生提供学业辅导，让该国民众切实感受到两国航天合作带来的便利与实惠。

2.践行“世界的北斗”，推广国际应用与合作

中国秉承“中国的北斗，世界的北斗，一流的北斗”，积极开展国际合作与交流，促进全球卫星导航事业的发展。北斗开通全球服务后，已经向“一带一路”国家和地区亿级以上用户提供服务，相关产品出口120余个国家和地区，基于北斗的国土测绘、精准农业、数字施工、智慧港口等已在东盟、南亚、东欧、西亚、非洲成功应用。

7月，中国－阿拉伯国家合作论坛第九届部长级会议召开，在中阿合作论坛框架下持续开展中阿卫星导航合作，多项北斗合作内容写入《中阿合作论坛2020年至2022年行动执行计划》。

10月，中俄卫星导航重大战略合作项目委员会第七次会议召开，同意启动《2021至2025年中俄卫星导航合作路线图》联合拟制工作，为未来五年中俄卫星导航合作提供规划指导，全面推进北斗系统与格洛纳斯系统融合发展。12月2日，中俄总理第二十五次定期会晤，宣布通过《中俄总理第二十五次定期会晤联合公报》，拓展卫星导航领域的长期合作，提升北斗系统和格洛纳斯系统兼容共用服务性能，促进在中国和俄罗斯境内互相建设北斗和格洛纳斯监测站，推动落实中俄跨境运输、精准农业应用示范等合作项目及该领域的其他倡议。

11月，第三届中国-东盟北斗应用与产业发展合作论坛召开，中国向东盟国家提供更加优质的北斗系统精准时空服务，助力“一带一路”倡议和中国-东盟信息港建设。论坛期间举行了中国-东盟北斗总部基地揭牌仪式及首批入驻项目签约，北斗三号短报文终端试用合作成为中国-东盟总部首批签约的合作项目之一，其他合作项目还包括了卫星地面测运控、农业北斗项目等。

3.风云气象卫星惠及全球

风云气象卫星为世界贡献中国气象智慧。1月印发的《风云气象卫星国际服务计划》提出了风云气象卫星国际服务提升、风云气象卫星数据共享服务和风云气象卫星产品推广服务等3个计划，共计22项建设任务，紧紧围绕“全球监测、全球预报、全球服务”展开。1月，中国气象局援助建设的风云二号气象卫星接收处理及应用系统正式在莫桑比克交付，这是非洲国家首次应用该系统，可获得24小时连续不间断气象卫星监测服务。中国已为115个国家和地区提供风云卫星资料和产品，面向39个国家开通了绿色服务通道，来自100多个国家的1200多名学员接受了风云卫星应用专题培训。

4.履行Charter职责，贡献中国力量

支持国际灾害救援方面，在“空间与重大灾害国际宪章”（Charter）成员在轨运行的61颗卫星中，我国提供了高分一号、高分二号、高分三号、高分四号、中巴地球资源卫星04星、风云三号C星共6颗值班卫星，是值班卫星数量较多的国家。我国多次响应Charter请求，先后为澳大利亚森林火灾、日本地震海啸等提供大量卫星遥感数据，共计为30多个国家提供卫星数据500余景。