美国航天遥感力量发展现状及特点

杨歌 李伊涵 （北京市遥感信息研究所）

美国高度重视航天遥感力量的建设发展，不断发布和调整相关政策、规划，指导军、民、商遥感系统协同发展。加速推进构建装备体系能力建设、应用转型，确保美国在太空的绝对优势地位，支撑和促进国家战略能力的发展。本文概述了航天遥感发展战略，阐述了航天遥感力量建设现状，并分析了航天遥感力量发展特点。

太空在国家安全、经济社会发展、科技进步和政治影响力等方面均具有极其重要的战略地位，是国家重大利益所在，也是国家综合国力的集中体现和重要标志。一直以来，美国都重视航天遥感力量的建设发展，不断发布和调整相关政策、规划，指导军、民、商遥感系统协同发展。加速推进构建装备体系能力建设、应用转型，确保美国在太空的绝对优势地位，支撑和促进国家战略能力的发展。

1 美国航天遥感领域发展战略

航天遥感作为航天力量的重要组成部分，有力支撑和促进国家战略能力的发展

美国认为，没有强大的航天力量，美国就不能维护自己在世界上的霸权地位，不能在世界文明中占据重要位置。一直以来，美国都将航天战略视为国家战略的重要组成部分，强调航天活动服务于国家利益，认为航天能力为美国及其盟友在国家决策、军事行动及国土安全方面提供了空前的优势。从1958年艾森豪威尔政府发布的美国第一个航天政策《国家航空航天法》至今，航天领导地位始终是历届美国政府航天政策的核心和出发点。通过在顶层设计、文件法规、组织管理、手段建设、技术创新等方面的研究建设，有力支撑和促进国家战略能力的发展。

美国航天遥感领域发展战略和政策遵守美国航天发展战略和政策，成为航天战略的重要组成部分。美国从国家层面出台系列法律法规，至今共发布多份不同形式的航天遥感法规、政策和相关制度，是美国发展和管理航天遥感领域的方针与准则，对美国遥感卫星系统的建设、应用、产业化发展至关重要。

航天遥感作为支援国防建设的信息来源，在军事行动中的作用地位日益凸显

在相关政策的引导下，美国军、民、商遥感系统分工合作、协同发展。美国政府在2020年12月《国家航天政策》中明确“太空是美优先考虑的情报和军事行动领域，美情报界和国防部应利用太空能力为国家提供战略、作战和战术情报以及决定性的军事优势”。无论平时还是战时，军用遥感系统均担负美国主要的侦察任务，具备航空遥感、无人机遥感不可比拟的优势。随着战争形态的发展变化和军队任务的拓展，航天情报在军事、政治、灾害监测等多领域的应用价值将进一步凸显。

自1991年海湾战争以来，美国直接发动或者参与的军事行动包括海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争、利比亚战争、叙利亚空袭，在这些军事行动中都无一例外地依赖于天基能力，使用大量的天基信息系统实施战场信息支援。天基信息系统借助其强大的信息支援能力扮演了重要角色，天基信息技术的发展与应用对作战样式、战争形态、军队建设、武器装备运用都产生了极大影响。随着军事行动的不断实战检验，美军天基信息系统作战应用更加深入和成熟。

航天遥感作为高科技产业前沿，带动科技、经济稳步发展

航天遥感本身技术门槛高，处于科技前沿，上游产业包括火箭、卫星制造，下游产业包括图像处理、定量分析，技术种类涵盖化学、自动化控制乃至计算机视觉，涉及基础工业到市场应用的全产业链，大力推动航天遥感力量建设，有利于科技创新，培养技术人才，发展新兴产业，促进高附加值经济发展。

美国国家航空航天局（NASA）组建之初，就将国防部下的非军用航天发展计划纳入其中，从而确立了军民航天并举的发展格局。同时在《国家航空航天法》和《国家航天政策》中都将航天活动划分为军用航天、民用航天、商业航天三大部分。航天遥感领域也不例外。在民用领域，航天遥感数据在国土资源调查、矿产资源勘探、海洋资源监测、环境保护、地震预测、防灾减灾、城市规划、公共安全、国计民生等国民经济与社会发展各领域，有着广泛深入的应用。在商业领域，商业航天遥感是遥感事业发展到一定程度的必然产物。商业遥感对国民经济发展具有广泛带动作用。近年来，全球商业遥感市场收入延续增长态势。技术创新对于航天遥感的发展至关重要，与此同时，航天遥感的发展，也直接或间接地促进新概念、新技术的发展。

2 美国航天遥感力量建设现状

航天遥感力量顶层统筹，分类统管

美国设立国家组织机构，推进装备统筹发展。在国家层面，美国总统负责航天遥感政策制定、相关立法、装备建设等事项。军事航天遥感方面，美国总统通过国家安全委员会下的政策协调委员会进行总体协调，国防部和国家情报委员会承担具体管理职责；民用航天遥感方面，美国总统通过国家科学技术委员会审查民用航天遥感发展。美国民用航天遥感由NASA、商务部、能源部、内务部、国务院等共同管理，只是分工不同；商业航天遥感方面，多个部门通过不同方式共同管理。交通运输部联邦航空局负责管理和审批航天运载器的发射活动；商务部负责空间系统的商业应用管理，监管商业遥感卫星产业，开展航天产业评估、出口许可等；商务部和国务院共同负责审查受管制航天遥感的出口许可，并对违规出口的企业和个人提起诉讼或进行处罚。

航天遥感力量手段建设完备，性能先进

美国的遥感卫星体系最为完备，在轨卫星数量最多。遥感技术能力最为先进，远远领先于其他国家，已形成了光学、雷达、气象、海洋和环境多类型，覆盖全色、可见光、多/高/超光谱、红外等谱段，高、低轨配合，成像和视频相结合，军、民、商协调发展的遥感卫星体系。卫星性能日益趋于“极限化”。美军成像侦察卫星的技术指标已经发展到了相当高的水平，“锁眼”（KeyHole）与“未来成像体系/雷达”（FIA-Radar）星最高分辨率0.1m，红外分辨率达到1m，短期内实现质的突破的可能性不大。“世界观测”（WorldView）商业遥感卫星分辨率已达到0.31m，超过其他国家军用卫星水平。遥感装备日益强调“体系化”。随着体系作战成为现代战争的基本形态，在军事需求和高新技术的强力牵引和推动下，航天遥感已发展到微波、红外、高光谱、电子、海洋监视、预警探测等多种手段，由原先的单星研制使用模式发展到成规模、成体系的建设运用模式。

航天遥感力量综合运用，聚焦实战

航天遥感作为现代战争体系中指挥、控制、通信、计算机、情报及监视与侦察（C4ISR）系统的“感觉器官”，目前已广泛应用于战场侦察监视、打击目标指示、毁伤效果评估等战场情报保障，特别是通过综合集成，将包括天基手段在内的多源战场情报与决策指挥等要素无缝链接，可有效提高战场透明度，增强火力打击效能，从而取得并保持战场主动权。在俄乌冲突中，北约的军、民、商天基信息支援力量均直接或间接参与了军事行动。美国及其盟国利用太空能力获取战场情报并为作战行动提供信息支援，在战前制定作战预案，战时及时做出战场决策和战术调整，对作战行动整体态势及发展走向产生了重要影响。

3 美国航天遥感力量发展特点

从发展历程看，遥感力量齐头并进，发展壮大

美国军用遥感卫星发展起步于20 世纪50年代末，已历经七代，共发射240 多颗，侦察手段由单一可见光成像发展到可见光、多光谱、热红外和微波成像多手段综合。随着作战使命任务不断拓展延伸，形成了四个发展阶段：一是起步发展、国家战略情报保障阶段。这一阶段主要服务于美苏争霸。二是全面突破、提供持续稳定战略情报保障阶段。从20 世纪70年代中期开始，建立起较为完备的装备体系，呈现全面突破态势，具备了较为稳定的在轨侦察监视能力。三是能力提升、提供初步战场情报保障阶段。这一阶段，初步具备了直接支持作战应用的能力。四是体系推进、提升航天情报保障整体水平阶段。这一阶段，围绕直接支持作战应用，掌握制天权，占领太空战略制高点转型发展。

商业遥感是政府对原有民用航天遥感不断尝试推向市场、逐步开展商业化运行探索的结果。商业遥感卫星发展起步于20 世纪90年代。1999年地球之眼公司发射的“艾科诺斯”（Ikonos）卫星是全球第一颗成功发射和运营的分辨率优于1m 的高分辨率遥感卫星。目前，行星公司（Planet）的“鸽群”（Flock）卫星组成了世界上最大的地球成像卫星星座，每天对整个地球进行成像。卫星遥感技术与互联网、大数据思维结合，商业遥感迈向2.0 时代，进入发展高潮。

从发展趋势看，注重系统能力建设、应用转型发展，确保太空优势地位

（1）注重加强系统能力构建，体系化、弹性化趋势显著

美国作为世界航天强国，在整个航天领域都引领着全球的发展方向，率先提出了体系化、弹性化的发展思路，在航天遥感领域更是如此。美国旨在发展光学、雷达、电子多手段，高中低多轨道，详普查、全球区域兼顾多用途，军民商高度融合，“骨干＋应急”相结合的综合对地观测卫星体系。在技术能力上，美国发展静止轨道高分辨率成像卫星，兼顾成像和视频，可实现大范围快速成像和动目标探测。

（2）力量运用实战化，加快战略保障向战术应用转型

美军发展军用小卫星遥感星座的核心目标是瞄准短周期、高时敏战术应用需求，为基层作战部队和低优先级用户提供战术支持能力。小卫星星座可支持持续时间仅为数天或数小时的战术行动，真正地促进军用侦察卫星从传统的“战前侦察、战后评估”应用模式向融入作战方式转变。加快航天侦察情报保障从战略保障不断向战役战术层面拓展，向直接为作战行动提供战场情报保障延伸。

（3）注重数据共享共用，商业航天遥感向低成本、多样化、规模化方向发展

从近几年的发展态势来看，世界航天产业长期保持稳定增长，商业航天已经成为世界航天产业的主要构成和主导力量。商业资本纷纷涌向航天领域，带动大量技术和资源进入航天领域。商业航天整体向低成本、多样化、规模化方向发展。美国积极通过“商业图像采购与融合战略”将先进的商业能力融入美国国家侦察局（NRO）的地理空间情报体系，构建高精尖的侦察监视卫星与先进商业遥感能力有机融合的地理空间情报体系架构。自2019年以来，美国国家侦察局陆续向多家商业公司授出了多份图像论证合同和采购合同，包括麦克萨技术公司（MAXAR）、行星公司、黑天全球公司（BlackSky Global）、卡佩拉空间公司（Capella Space）等，研究如何将商业公司的光学、雷达、射频等遥感数据融入政府的地理空间情报体系架构。未来国家侦察局计划继续增加对商业图像的利用，扩大与之合作的商业图像供应商规模，试图从商业市场获得不同类型的产品，以改进数据采集和向军方和情报机构分发数据的能力。

从发展重点看，装备建设谋求创新发展

（1）军用遥感卫星持续稳定发展，体系架构酝酿变革

美国军用遥感卫星持续稳定发展，进一步优化传统高分辨率卫星系统，在保持分辨率不变的前提下，大幅减少卫星质量，并优化轨道布局，提升重访能力。在体系完备、性能先进的基础上，美国提出新一代国防太空体系架构。在低轨部署一个骨干性的、具备互联互通的体系，以此为基础，搭载侦察监视、导弹预警、太空态势感知等载荷。这一体系设计理念，颠覆传统航天装备形态和发展模式，体现了美军未来航天力量建设的趋势。在新体系发展需求的牵引下，技术发展上，大规模星群的智能规划、调度、协同等人工智能技术成为构建新体系必不可少的关键技术，同时，时敏目标监视技术成为发展重点。

（2）民用遥感卫星进入更新换代阶段，性能更加优异

民用遥感卫星进入更新换代阶段，NASA 和美国国家海洋和大气管理局（NOAA）均在持续研发用于下一代卫星的新概念与新技术，性能将得到显著提升，应用更加广泛。2019年9月，美国空军航天司令部向国防部长提交了《2060年太空的未来及其对美国战略的影响》研究报告。该报告最积极的设想是，美国通过在月球、火星和小行星上建立国际前哨站和殖民地引领太空探索。报告指出，哪个国家能以最优方式组织、开发、利用太空，太空就将成为其国家政治、经济、军事发展的主要引擎。

（3）商业遥感积极组建及应用微小卫星星座，提高体系弹性

微小卫星在成本控制、快速响应、安全性、功能重构等方面有着不可替代的优势。基于微小卫星构建大规模低轨遥感星座已经成为卫星遥感领域广受关注的发展重点。目前美国已提出多个微小卫星商业遥感星座计划，不仅在微小卫星研制方面取得重要进展，还在推动遥感产业格局和应用模式的巨大变革。例如，“鸽群”卫星星座每天24 小时对南北纬52°之间的区域成像，以“永远在线”取代传统“指令开机”工作模式，无需对卫星下达成像指令即可自动持续获取全球图像，实现热点与全局兼顾的动态监测。未来，遥感小卫星仍将保持高速发展态势，业务能力不断提升。