久久99国产精品尤物-国产高清色播视频免费看-男生肌肌往女人桶爽视频-精品国产-91PORNY九色|www.jqdstudio.net

李德仁院士團(tuán)隊(duì)：我國(guó)天基信息實(shí)時(shí)智能服務(wù)系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略研究

點(diǎn)擊：2838  作者：李德仁，沈欣    來(lái)源：軍民融合觀察微信號(hào)  發(fā)布時(shí)間:2024-07-23 13:15:24

 

編者按：天基信息實(shí)時(shí)智能服務(wù)系統(tǒng)是指衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航與衛(wèi)星遙感集成的下一代天基系統(tǒng)。建設(shè)天基信息實(shí)時(shí)智能服務(wù)系統(tǒng)，提供高性能的導(dǎo)航、定位、授時(shí)、遙感、通信一體化實(shí)時(shí)服務(wù) ，可化解我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)海外建設(shè)地基增強(qiáng)站受限難題，搶占通信 / 導(dǎo)航 / 遙感集成服務(wù)這一新興科技制高點(diǎn)，也是實(shí)現(xiàn)我國(guó)在空間科技領(lǐng)域 “彎道超車(chē)”，帶動(dòng)衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航等關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要推動(dòng)力。

 

中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院李德仁院士研究團(tuán)隊(duì)在中國(guó)工程院院刊《中國(guó)工程科學(xué)》2020年第2期發(fā)表《我國(guó)天基信息實(shí)時(shí)智能服務(wù)系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略研究》一文。文章從天基信息實(shí)時(shí)智能服務(wù)系統(tǒng)的重大戰(zhàn)略需求入手，梳理了國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感的發(fā)展現(xiàn)狀，凝練了我國(guó)天基信息系統(tǒng)存在的問(wèn)題，闡述了天基信息實(shí)時(shí)智能服務(wù)系統(tǒng)的基本概念、建設(shè)目標(biāo)和技術(shù)體系，在分析天基信息實(shí)時(shí)智能服務(wù)系統(tǒng)與現(xiàn)有（或規(guī)劃中）天基系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系的基礎(chǔ)上，論證了相應(yīng)系統(tǒng)建設(shè)的可行性。文章提出，系統(tǒng)建設(shè)按照“先局部、再區(qū)域、到全球”的路線(xiàn)圖，可采取“三步走”策略；系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)納入國(guó)家科技發(fā)展的總體規(guī)劃，采用軍民共建共享共用的運(yùn)行模式；系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)加強(qiáng)與現(xiàn)有和規(guī)劃中的“通導(dǎo)遙”衛(wèi)星及地面通信系統(tǒng)的對(duì)接與融合。

 

 

一、前言

 

天基信息系統(tǒng)利用衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航和衛(wèi)星遙感手段，實(shí)現(xiàn)地球表面自然和人類(lèi)活動(dòng)的實(shí)時(shí)觀測(cè)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理獲取信息知識(shí)來(lái)滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和大眾民生的需求。目前，我國(guó)衛(wèi)星通信、導(dǎo)航、遙感系統(tǒng)均取得了“從無(wú)到有”的巨大發(fā)展，但還存在系統(tǒng)孤立、信息分離、服務(wù)滯后的問(wèn)題，導(dǎo)致天基信息系統(tǒng)服務(wù)的時(shí)效性、廣域性、連續(xù)性無(wú)法完全滿(mǎn)足現(xiàn)代化軍事斗爭(zhēng)與災(zāi)害應(yīng)急需要，天基信息大眾化服務(wù)的格局有待形成。

 

2017 年，中國(guó)工程院?jiǎn)?dòng)實(shí)施了“天基信息實(shí)時(shí)服務(wù)系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略研究”咨詢(xún)項(xiàng)目。本文作為項(xiàng)目研究成果的學(xué)術(shù)性展示，以我國(guó)天基信息實(shí)時(shí)智能服務(wù)的重大戰(zhàn)略需求為切入點(diǎn)，在分析當(dāng)前天基信息服務(wù)差距的基礎(chǔ)上，梳理天基信息系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀和最新進(jìn)展，明確我國(guó)天基信息實(shí)時(shí)智能服務(wù)系統(tǒng)（PNTRC）建設(shè)的目標(biāo)，并對(duì)系統(tǒng)建設(shè)的可行性、技術(shù)體系進(jìn)行論證，針對(duì)性提出我國(guó)未來(lái) PNTRC發(fā)展的戰(zhàn)略建議。

 

二、開(kāi)展 PNTRC 建設(shè)的戰(zhàn)略需求

 

為搶占天基信息實(shí)時(shí)智能服務(wù)這一航天強(qiáng)國(guó)發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，亟需加強(qiáng)天基系統(tǒng)的軍民功能結(jié)合，將現(xiàn)有的通信、導(dǎo)航、遙感衛(wèi)星以及地面通信網(wǎng)進(jìn)行深度融合。開(kāi)展 PNTRC 建設(shè)的必要性主要體現(xiàn)在以下四方面。

 

（1）建設(shè) PNTRC 是應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的國(guó)際形勢(shì)，滿(mǎn)足全球運(yùn)動(dòng)目標(biāo)實(shí)時(shí)跟蹤、固定目標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等重大需求的必要舉措。我國(guó)戰(zhàn)略利益從本土延伸至全球，迫切需要實(shí)時(shí)地獲取國(guó)土周邊甚至全球范圍內(nèi)熱點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)目標(biāo)的態(tài)勢(shì)和變化信息。然而，我國(guó)現(xiàn)有天基信息系統(tǒng)的響應(yīng)速度仍停留在小時(shí)級(jí)，難以滿(mǎn)足上述需求，與世界航天強(qiáng)國(guó)的技術(shù)差距明顯。PNTRC 衛(wèi)星具備與高軌、低軌通信衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，數(shù)據(jù)獲取后經(jīng)在軌智能處理，通過(guò)衛(wèi)星通信網(wǎng)、地面網(wǎng)為我國(guó)軍民用戶(hù)提供快速、準(zhǔn)確的天基信息服務(wù)。

 

（2）建設(shè) PNTRC 是破解北斗系統(tǒng)海外建設(shè)地基增強(qiáng)站受限難題的有效途徑，從而大幅提升北斗系統(tǒng)綜合效能。為提升衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)時(shí)定位精度，目前主要采用地基導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)分米級(jí)的實(shí)時(shí)導(dǎo)航精度，但我國(guó)在海外建設(shè)北斗地基增強(qiáng)站受到競(jìng)爭(zhēng)國(guó)家的長(zhǎng)期阻撓。PNTRC 空間飛行器搭載了星基導(dǎo)航增強(qiáng)載荷，可對(duì)北斗系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)，從而提供我國(guó)在全球范圍內(nèi)遂行各類(lèi)軍民行動(dòng)所需的分米級(jí)導(dǎo)航位置服務(wù)能力。

 

（3）建設(shè) PNTRC 可掌握通信 / 導(dǎo)航 / 遙感集成服務(wù)這一新興科技制高點(diǎn)，支持我國(guó)在空間科技領(lǐng)域的“彎道超車(chē)”。目前，航天強(qiáng)國(guó)在衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)空前激烈，但未見(jiàn)有“通導(dǎo)遙”一體的天基信息系統(tǒng)方案。鑒于現(xiàn)狀，我國(guó)應(yīng)當(dāng)抓住這一難得機(jī)遇，超前謀劃系統(tǒng)建設(shè)，以通信 / 導(dǎo)航 / 遙感集成應(yīng)用為核心突破方向，為全面提升我國(guó)空間科技競(jìng)爭(zhēng)力、引領(lǐng)世界空間科技發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

 

（4）建設(shè) PNTRC 是帶動(dòng)我國(guó)衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、推動(dòng)形成空間經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)能的重要舉措。PNTRC 將為我國(guó)衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入新活力、開(kāi)辟新方向，全面帶動(dòng)遙感應(yīng)用、導(dǎo)航移動(dòng)終端、位置服務(wù)、低軌衛(wèi)星通信等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動(dòng)形成“互聯(lián)網(wǎng)+ 航天”的全新業(yè)態(tài)，產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值預(yù)期可達(dá)萬(wàn)億元規(guī)模。

 

三、國(guó)內(nèi)外天基信息系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的問(wèn)題

 

（一）國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

 

美國(guó)、歐洲、俄羅斯等航天強(qiáng)國(guó)或地區(qū)較早建成了以通信、導(dǎo)航、遙感 3 類(lèi)衛(wèi)星為骨干的天基系統(tǒng)。近年來(lái)，低軌移動(dòng)通信衛(wèi)星、商業(yè)遙感衛(wèi)星因其在性能和效能方面具有良好的預(yù)期，成為天基系統(tǒng)的新興熱點(diǎn)；通過(guò)錯(cuò)位競(jìng)爭(zhēng)，在技術(shù)與市場(chǎng)方面與傳統(tǒng)衛(wèi)星系統(tǒng)初步形成鼎立態(tài)勢(shì)。

 

在衛(wèi)星移動(dòng)寬帶通信方面：①自20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)外陸續(xù)建成了以“瑟拉亞”（Thuraya）、“國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星”（Inmarsat）、“地網(wǎng)星”（TerreStar）為代表的高軌衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)；②傳統(tǒng)的低軌移動(dòng)通信衛(wèi)星以“銥”星（Iridium）、“全球星”（Globalstar）等為代表，工作頻段以L、S低頻段為主,業(yè)務(wù)以中低速率為主，支持面向手持移動(dòng)通信和低功耗小型化物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)；③當(dāng)前，低軌通信網(wǎng)絡(luò)朝著多業(yè)務(wù)寬帶衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)方向發(fā)展，一網(wǎng)（OneWeb）、太空探索技術(shù)（SpaceX）等公司分別設(shè)計(jì)了低軌寬帶通信星座，工作頻段采用 Ku、Ka 等高頻段，系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)量多，以中高速業(yè)務(wù)為主，支持互聯(lián)網(wǎng)接入、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)互聯(lián)以及基站回程等服務(wù)。

 

導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)主要分為全球系統(tǒng)、區(qū)域系統(tǒng)和星基增強(qiáng)系統(tǒng)。全球系統(tǒng)和區(qū)域系統(tǒng)的差別在于提供服務(wù)的覆蓋范圍不同；星基增強(qiáng)系統(tǒng)重點(diǎn)在于利用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)服務(wù)。全球系統(tǒng)主要有：已投入運(yùn)行的美國(guó)全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS），以及正在建設(shè)中的歐洲伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GALILEO）。區(qū)域系統(tǒng)主要有：日本準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)（QZSS）、印度區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（IRNSS）等。星基增強(qiáng)系統(tǒng)主要有：美國(guó)廣域增強(qiáng)系統(tǒng)（WAAS）、俄羅斯衛(wèi)星差分改正監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SDCM）、歐洲地球靜止衛(wèi)星導(dǎo)航重疊服務(wù)系統(tǒng)（EGNOS）、日本多功能運(yùn)輸衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)（MSAS）等。

 

高分辨率遙感衛(wèi)星主要分為光學(xué)成像和合成孔徑雷達(dá)（SAR）成像兩類(lèi)。自 1999 年美國(guó) Ikonos-2衛(wèi)星成功商業(yè)運(yùn)行以來(lái)，國(guó)外在此領(lǐng)域的技術(shù)和應(yīng)用取得了長(zhǎng)足發(fā)展。相關(guān)產(chǎn)業(yè)集中在美國(guó)、歐洲、日本等航天強(qiáng)國(guó)或地區(qū)，應(yīng)用模式趨于成熟。代表性的衛(wèi)星系統(tǒng)有：美國(guó)伊科諾斯（Ikonos）、地眼（Geoeye）系列，法國(guó)地球觀測(cè)系統(tǒng)（SPOT）系列，德國(guó)雷達(dá)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)（TerraSAR），日本先進(jìn)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星（ALOS）等，最高的成像分辨率已經(jīng)發(fā)展到亞米級(jí)。

 

（二）國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

 

我國(guó)航天領(lǐng)域經(jīng)過(guò) 60 余年的發(fā)展，形成了覆蓋通信、導(dǎo)航、遙感的衛(wèi)星譜系。隨著高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)（簡(jiǎn)稱(chēng)“高分專(zhuān)項(xiàng)”）、《國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2015—2025 年）》（簡(jiǎn)稱(chēng)“中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃”）的有力推進(jìn)，2020 年我國(guó)在軌運(yùn)行衛(wèi)星數(shù)超過(guò) 200 顆。

 

在衛(wèi)星移動(dòng)通信方面：① 2016 年 8 月，“天通一號(hào)”01 星發(fā)射入軌，邁出了我國(guó)區(qū)域衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用的第一步；② 2017 年 4 月，我國(guó)首顆高通量通信衛(wèi)星“實(shí)踐十三”號(hào)發(fā)射入軌 ,實(shí)現(xiàn)了偏遠(yuǎn)地區(qū)的移動(dòng)通信基站接入及眾多行業(yè)應(yīng)用；③國(guó)家“科技創(chuàng)新 2030”重大工程中部署了“天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)”項(xiàng)目，旨在建成天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)體系。目前，衛(wèi)星通信應(yīng)用仍以衛(wèi)星廣播和固定類(lèi)業(yè)務(wù)為主，而衛(wèi)星移動(dòng)通信主要用于語(yǔ)音、窄帶通信，用戶(hù)分布在國(guó)防、應(yīng)急行業(yè)、野外作業(yè)等方面，應(yīng)用成本較高，大眾化應(yīng)用尚不廣泛。

 

在衛(wèi)星導(dǎo)航方面，我國(guó)通過(guò)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)，成為繼美國(guó)、俄羅斯后第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家；繼 2000 年、2012 年向中國(guó)和亞太地區(qū)提供服務(wù)后，2020 年具備面向全球提供導(dǎo)航服務(wù)的能力。目前，北斗系統(tǒng)的行業(yè)應(yīng)用處于規(guī)模化應(yīng)用發(fā)展期，在移動(dòng)通信技術(shù)的推動(dòng)下，大眾應(yīng)用市場(chǎng)前景良好、潛力較大。

 

在高分辨率遙感衛(wèi)星方面，“資源”“環(huán)境”系列衛(wèi)星相繼發(fā)射入軌；在“高分專(zhuān)項(xiàng)”的支持下，高分辨率遙感衛(wèi)星研制和應(yīng)用技術(shù)取得重大突破，對(duì)地觀測(cè)分辨率已達(dá)到米（亞米）級(jí)。投入應(yīng)用的先進(jìn)遙感衛(wèi)星的最高分辨率優(yōu)于亞米級(jí)，遙感信息處理速度已達(dá)分鐘級(jí)。相關(guān)成果的規(guī)模化應(yīng)用，主要集中在國(guó)防、國(guó)土、規(guī)劃、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、電力、水利、石油化工等行業(yè)領(lǐng)域；但應(yīng)用方式仍以提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為主，直接產(chǎn)值低于導(dǎo)航和通信應(yīng)用，且大眾化應(yīng)用模式尚在探索階段。

 

（三）國(guó)內(nèi)面臨的問(wèn)題

 

我國(guó)航天領(lǐng)域技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展顯著，但相比世界航天強(qiáng)國(guó)仍有差距，最為典型的是，我國(guó)尚不具備在全球范圍內(nèi)提供“快、準(zhǔn)、靈”的天基信息綜合服務(wù)能力。

 

（1）我國(guó)天基信息服務(wù)的實(shí)時(shí)性與世界先進(jìn)水平存在差距，與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求存在差距，尚無(wú)法全面保障國(guó)家安全、搶險(xiǎn)救災(zāi)、遠(yuǎn)程調(diào)度等重大行動(dòng)對(duì)關(guān)鍵信息時(shí)效性的亟需。

 

（2）現(xiàn)有天基信息系統(tǒng)的廣域連續(xù)監(jiān)視能力薄弱，尚不具備對(duì)全球重點(diǎn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤監(jiān)視、固定目標(biāo)變動(dòng)監(jiān)測(cè)的綜合能力。

 

（3）北斗系統(tǒng)的海外地基增強(qiáng)站建設(shè)受阻，制約了我國(guó)自主導(dǎo)航系統(tǒng)在境外的精確導(dǎo)航定位精度，無(wú)法滿(mǎn)足“一帶一路”建設(shè)和全球利益保障的信息支援需求。

 

（4）現(xiàn)有通信、導(dǎo)航、遙感衛(wèi)星系統(tǒng)各成體系，天基信息數(shù)據(jù)回傳的瓶頸現(xiàn)象突出，嚴(yán)重制約信息獲取和處理的效率；衛(wèi)星移動(dòng)通信能力不足以保障天基信息高速傳輸，使得“通導(dǎo)遙”信息分離、天基信息服務(wù)能力滯后。

 

四、PNTRC 建設(shè)構(gòu)想

 

面向軍民共用的天基實(shí)時(shí)智能服務(wù)需求，PNTRC 由數(shù)百顆具有遙感和導(dǎo)航增強(qiáng)功能的低軌高分辨率光學(xué)和雷達(dá)小衛(wèi)星組成天基網(wǎng)絡(luò)，協(xié)同在軌運(yùn)行的高分辨率遙感衛(wèi)星、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星和正在建設(shè)的衛(wèi)星通信網(wǎng)，并與地面互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)整體集成。在天基大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能（AI）、第五代移動(dòng)通信（5G）技術(shù)的共同支撐下，PNTRC 為包括專(zhuān)業(yè)用戶(hù)和大眾用戶(hù)在內(nèi)的軍民用戶(hù)提供從衛(wèi)星到智能終端的快速、準(zhǔn)確、智能化、實(shí)時(shí)的天基信息服務(wù)。

 

（一）建設(shè)目標(biāo)

 

①在遙感信息精度方面，空間分辨率要達(dá)到分米級(jí)，時(shí)間分辨率要達(dá)到分鐘級(jí)，數(shù)據(jù)處理速度優(yōu)于 1 min。②在實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位精度方面，要達(dá)到分米級(jí)。③在覆蓋范圍和通信能力方面，要具有面向全球范圍的語(yǔ)音、視頻和圖像通信功能，天基信息從衛(wèi)星到智能終端的傳輸時(shí)間優(yōu)于 1 min。④在服務(wù)能力方面，要具備向用戶(hù)提供快速、準(zhǔn)確、智能化的空天信息服務(wù)功能，支持各類(lèi)衛(wèi)星系統(tǒng)的信息聯(lián)通、時(shí)空融合、服務(wù)暢通。

 

（二）技術(shù)體系

 

PNTRC 建設(shè)涉及平臺(tái)與載荷、信息傳輸處理服務(wù)、支撐保障三方面的七大關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)：低軌星基導(dǎo)航增強(qiáng)、天地一體化網(wǎng)絡(luò)通信、多源成像數(shù)據(jù)在軌處理、天基信息智能服務(wù)、天基資源調(diào)度與網(wǎng)絡(luò)安全、多載荷集成一體化平臺(tái)、空天地一體化的時(shí)空基準(zhǔn)構(gòu)建。

 

PNTRC 作為北斗衛(wèi)星的增強(qiáng)系統(tǒng)，用于提升北斗系統(tǒng)的實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位精度；作為天基通信網(wǎng)的接入節(jié)點(diǎn)，采用天基網(wǎng)絡(luò)的星間、星地鏈路傳輸數(shù)據(jù)，支持天基通信衛(wèi)星應(yīng)用效能的充分發(fā)揮；作為高分辨率衛(wèi)星系統(tǒng)的有益補(bǔ)充，進(jìn)一步提高遙感信息響應(yīng)時(shí)效性。擬建系統(tǒng)和在軌系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系見(jiàn)圖 1。

 

 

圖 1 PNTRC 與其他天基系統(tǒng)的邏輯關(guān)系

 

1. 與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系

 

PNTRC 既是現(xiàn)有全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）的用戶(hù)，又是現(xiàn)有 GNSS 的擴(kuò)展和補(bǔ)充。一方面，低軌衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)、成像數(shù)據(jù)在軌處理系統(tǒng)需要接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，用于計(jì)算精密軌道和精密時(shí)間同步；另一方面，低軌衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)也能自主生成測(cè)距信號(hào)并與現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)聯(lián)合定位，進(jìn)一步提升現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)系統(tǒng)的服務(wù)性能。低軌衛(wèi)星距離地面近、信號(hào)空間衰減小、幾何位置變化迅速，有利于縮短精密定位的收斂時(shí)間。

 

2. 與衛(wèi)星通信系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系

 

“十三五”時(shí)期，國(guó)家“天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)”重大工程啟動(dòng)實(shí)施，中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司正在建設(shè)“鴻雁”網(wǎng)絡(luò)，中國(guó)航天科工集團(tuán)有限公司正在建設(shè)“虹云”網(wǎng)絡(luò)。這類(lèi)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)將為PNTRC 提供關(guān)鍵的天基數(shù)據(jù)傳輸通道。PNTRC 衛(wèi)星配置了星間傳輸鏈路，可作為衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的接入節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行海量高分辨率數(shù)據(jù)的快速傳輸。

 

低軌通信衛(wèi)星可為 PNTRC 導(dǎo)航增強(qiáng)載荷提供搭載平臺(tái)：軌道高度在 1000 km 左右，組網(wǎng)后易于無(wú)縫對(duì)地覆蓋；導(dǎo)航增強(qiáng)載荷體積小、功耗低，對(duì)平臺(tái)約束小。發(fā)揮低軌通信衛(wèi)星星座的軌道分布和平臺(tái)特性，便捷搭載星基導(dǎo)航增強(qiáng)載荷，使得通信 –導(dǎo)航增強(qiáng)的功能集成具有良好的工程實(shí)施性。

 

3. 與現(xiàn)有高分辨率遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系

 

PNTRC 作為現(xiàn)有高分辨率遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的有效補(bǔ)充，可緩解甚至消除現(xiàn)有系統(tǒng)因衛(wèi)星數(shù)量有限、依賴(lài)過(guò)境傳輸導(dǎo)致時(shí)效性不佳等問(wèn)題，從而顯著提升國(guó)家衛(wèi)星遙感信息系統(tǒng)的響應(yīng)速度。仿真試驗(yàn)表明，針對(duì)于全球覆蓋、“一帶一路”沿線(xiàn)區(qū)域的覆蓋需求，分別采用 200 顆、80 顆遙感衛(wèi)星星座方案，即可實(shí)現(xiàn)分鐘級(jí)的高分辨率遙感信息快速獲取。另外，PNTRC 衛(wèi)星所配置的星間鏈路、在軌數(shù)據(jù)壓縮與快速處理等功能，使其具有接入衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)快速回傳的能力。

 

（三）建設(shè)可行性

 

從關(guān)鍵技術(shù)、配套系統(tǒng)、國(guó)家政策等方面初步判斷，我國(guó)開(kāi)展 PNTRC 建設(shè)的條件基本齊備，預(yù)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)建設(shè)有望實(shí)現(xiàn)我國(guó)在空間科技領(lǐng)域的“彎道超車(chē)”。

 

（1）我國(guó)亞米級(jí)高分辨率遙感衛(wèi)星研制與處理應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)基本成熟，為 PNTRC 建設(shè)提供了核心技術(shù)支撐。近年來(lái)，相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域取得一系列重大突破，例如：民用遙感衛(wèi)星最高分辨率達(dá)到0.5 m，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的業(yè)務(wù)化應(yīng)用；高分辨率天基信息的獲取和處理技術(shù)經(jīng)過(guò)在軌驗(yàn)證，已經(jīng)進(jìn)入工程應(yīng)用階段。

 

（2）低軌星基導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)取得突破性進(jìn)展，提供了增強(qiáng)北斗系統(tǒng)導(dǎo)航精度、完好性、實(shí)時(shí)性的新途徑，進(jìn)一步拓寬了北斗系統(tǒng)已經(jīng)基本形成的全球服務(wù)能力。“珞珈一號(hào)”低軌導(dǎo)航增強(qiáng)在軌技術(shù)驗(yàn)證表明，利用低軌衛(wèi)星增強(qiáng)北斗系統(tǒng)，可顯著提升其實(shí)時(shí)定位精度。

 

（3）低軌衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，不僅為天基信息快速傳輸提供數(shù)據(jù)傳輸通道，也為導(dǎo)航增強(qiáng)載荷提供了良好的搭載平臺(tái)。PNTRC 衛(wèi)星可作為接入節(jié)點(diǎn)，依托在建的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)海量高分辨率快速傳輸。1000 km 左右的軌道高度，為搭載載荷的任務(wù)設(shè)計(jì)、通信 – 導(dǎo)航增強(qiáng)的功能集成設(shè)計(jì)提供了便利條件。

 

（4）我國(guó)衛(wèi)星研制和應(yīng)用體系快速發(fā)展，國(guó)家政策提出新導(dǎo)向，賦予了 PNTRC 建設(shè)和產(chǎn)業(yè)化的前提條件。隨著“高分專(zhuān)項(xiàng)”“中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃”的穩(wěn)步推進(jìn)，我國(guó)應(yīng)用衛(wèi)星體系將更為完善。此外，“中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃”明確提出了“支持民間資本投資衛(wèi)星研制和系統(tǒng)建設(shè)”“鼓勵(lì)并支持有資質(zhì)的企業(yè)投資建設(shè)規(guī)劃內(nèi)的衛(wèi)星”，國(guó)有、商業(yè)資本紛紛進(jìn)入航天領(lǐng)域，商業(yè)衛(wèi)星進(jìn)入新一輪快速發(fā)展階段。這標(biāo)志著航天領(lǐng)域全面進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展這一新階段的到來(lái)，也為 PNTRC 的商業(yè)化運(yùn)行提供了市場(chǎng)化資源。

 

五、對(duì)策建議

 

（一）按照“先局部、再區(qū)域、到全球”的路線(xiàn)圖，采取“三步走”發(fā)展策略

 

第一步，2020—2022 年，面向我國(guó)南海區(qū)域和粵港澳大灣區(qū)的天基信息實(shí)時(shí)服務(wù)需求，發(fā)射約40 顆低軌高分辨率遙感與導(dǎo)航增強(qiáng)衛(wèi)星；與現(xiàn)有天基通信網(wǎng)和地面移動(dòng)通信網(wǎng)融合，將實(shí)時(shí)天基信息送達(dá)軍民用戶(hù)終端，保障特定區(qū)域內(nèi)的國(guó)防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求。與此同時(shí)，應(yīng)對(duì)未來(lái)全球系統(tǒng)建設(shè)亟需，匯集優(yōu)勢(shì)資源和團(tuán)隊(duì)，開(kāi)展 PNTRC“卡脖子”技術(shù)的集成攻關(guān)和在軌驗(yàn)證。

 

第二步，2023—2025 年，新增發(fā)射 120 顆智能遙感與導(dǎo)航增強(qiáng)衛(wèi)星，建成覆蓋國(guó)土周邊和“一帶一路”沿線(xiàn)的區(qū)域性 PNTRC 服務(wù)系統(tǒng)。

 

第三步，2026—2035 年，新增發(fā)射 200 顆智能遙感與導(dǎo)航增強(qiáng)衛(wèi)星，建成全球性 PNTRC 服務(wù)系統(tǒng)；與我國(guó)其他天基系統(tǒng)打通、融合，全面保障軍民用戶(hù)對(duì)天基制信息權(quán)的需求，進(jìn)而開(kāi)創(chuàng)天基信息全球大眾化、商業(yè)化應(yīng)用的新局面。

 

（二）納入國(guó)家科技創(chuàng)新頂層規(guī)劃，采用共享共用的運(yùn)行模式

 

在融合發(fā)展的背景下，PNTRC 的論證建設(shè)納入國(guó)家統(tǒng)籌管理，加強(qiáng)天基信息服務(wù)軍民用戶(hù)需求和系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。創(chuàng)新項(xiàng)目機(jī)制，吸引優(yōu)勢(shì)單位，搶奪發(fā)展先機(jī)，力爭(zhēng)盡早建成和應(yīng)用。注重市場(chǎng)規(guī)律，形成“平時(shí)采購(gòu)、戰(zhàn)時(shí)征用”的系統(tǒng)運(yùn)行模式，在確保國(guó)防需求的基礎(chǔ)上，更好服務(wù)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)民生，同步開(kāi)拓更大的全球應(yīng)用市場(chǎng)。

 

（三）加強(qiáng)與現(xiàn)有和規(guī)劃中“通導(dǎo)遙”衛(wèi)星及地面通信系統(tǒng)的對(duì)接與融合

 

拓寬星基導(dǎo)航增強(qiáng)載荷的搭載渠道，與已規(guī)劃立項(xiàng)、尚處規(guī)劃中的低軌天基系統(tǒng)的衛(wèi)星平臺(tái)進(jìn)行功能對(duì)接。與北斗系統(tǒng)功能融合以提供高精度實(shí)時(shí)導(dǎo)航服務(wù)，破解海外建設(shè)地基增強(qiáng)站受限的難題，全面提升北斗系統(tǒng)的軍民應(yīng)用效能。加強(qiáng)與下一代移動(dòng)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、天地一體化定位導(dǎo)航授時(shí)信息網(wǎng)絡(luò)的接口對(duì)接和應(yīng)用場(chǎng)景融合，重點(diǎn)保障天基遙感信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)杰娒裼脩?hù)智能終端的能力需求。通過(guò)“天基信息上手機(jī)”，為全球用戶(hù)提供便捷、泛在的通信、導(dǎo)航、遙感信息服務(wù)。

 

作者：李德仁，沈欣；來(lái)源：中國(guó)工程科學(xué)