我国商业遥感卫星建设及典型数据服务
2022-08-04
来源:卫星应用
航天运载能力和有效载荷技术的快速发展,带来了遥感卫星数据的爆炸性增长和广泛应用。作为空天大数据重要组成部分,遥感卫星数据具有多时相、宽覆盖、立体化等独特优势,是信息时代传播速度最快、影响面最宽、开发利用潜力最大的科技资源之一。
2014年以来,在国务院《关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015—2025年)》《国家民用卫星遥感数据管理暂行办法》和《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》等国家一系列政策大力支持与指引下,我国商业遥感卫星设计研发和生产制造能力迅速攀升,总体呈现星座化、高分化、市场化等发展趋势,具有广阔的市场应用和产业发展前景。
一、我国商业遥感卫星建设规模
截至2022年6月,我国在轨商业遥感卫星数量达到120余颗(图1),其中,光学卫星数量超过90%,涵盖全色、多光谱和高光谱等载荷类型;合成孔径雷达卫星发展势头强劲,频段覆盖C波段、X波段和Ku波段。相机成像模式种类丰富,具备常规推扫、大角度侧摆、凝视视频、灵巧成像、立体成像、夜光、惯性空间、多目标成像等能力。
图1 我国在轨商业遥感卫星数量
(截至2022年6月)
商业遥感卫星星座不断涌现(表1),数据服务日益多元化,从查询订购、编程拍摄向智能处理、挖掘分析和共享应用全链路延申,在自然资源管理、防灾减灾、粮食安全、城镇可持续发展、公共卫生监测等方面发挥着重要作用。
表1 我国主要在轨商业遥感卫星
(截至2022年6月)
北京二号遥感卫星星座是我国民用航天领域批准的首个商业遥感卫星项目,包括三颗0.8m全色、3.2m多光谱分辨率的光学遥感卫星,能够实现全球任意地点一到两天观测任务重访。二十一世纪空间技术应用股份有限公司自主研建了地面测控、数据接收及数据处理、生产管理系统,构建了以北京为中心的国内外布局合理的卫星测控及接收协同地面站网,具备大区域全覆盖数据获取能力。公司自2016年7年正式启动全球商业服务以来,数据销售区域覆盖全球30多个国家和地区。
吉林一号卫星星座是我国目前最大的商业遥感卫星星座,也是国际上最大的亚米级商业遥感卫星星座,涵盖高分辨、大幅宽、视频、多光谱等系列的高性能光学遥感卫星,具备全球一张图一年更新1次、全国一张图一年更新6次的能力。依托吉林一号卫星星座,长光卫星技术股份有限公司建立了卫星遥感大数据、空间信息综合应用服务两大业务体系,推出了遥感易购、云极视、共生地球等信息服务平台,先后为10余个国家和地区的数百家单位提供了高质量的遥感信息服务。
珠海一号遥感微纳卫星星座目前已实现4颗视频卫星、8颗高光谱卫星在轨组网运行。其中8颗高光谱卫星是国内空间分辨率最高、幅宽最大的高光谱卫星,具备2天半覆盖全球和特定区域1天重访能力。依托珠海一号卫星星座的大数据基础,珠海欧比特宇航科技股份有限公司研制的“绿水青山一张图”综合遥感监测应用平台可集成自然资源、水利、环保、农业、住建等各类数据,为各级智慧政务提供系统高效的科学决策依据,首个示范项目已于2019年在珠海成功落地。
高景一号卫星星座是我国首个自主研制的0.5m高分辨率商业遥感卫星星座,首批4颗0.5m全色、2m多光谱分辨率卫星于2018年完成组网,具备全球范围内任意目标一天内重访的能力,可提供星下点成像、侧摆成像、连续条带、多条带拼接、立体成像、多目标成像等多种工作模式。目前,数据已成功应用于全国土地利用变更监测与核查、全国土地调查以及地理国情普查等国家和省级大型项目中,并成为欧洲航天局、荷兰航天局等国际机构遥感卫星数据服务供应商。
天仪系列卫星专注于为国内外的科学家、科研院所和商业公司提供短周期、低成本、一站式的空间科学实验和技术验证服务。其中海丝一号和巢湖一号两颗C波段微小型合成孔径雷达卫星的成功发射,使得长沙天仪空间科技研究院有限公司率先实现国产商业SAR卫星批产组网和在轨商业化运营。
海南卫星星座由海南一号光学卫星、文昌一号光学卫星、三亚一号高光谱卫星和三沙一号合成孔径雷达卫星组成,将为海南岛及其管辖海域提供全方位业务化动态观测,保障海南在自然资源、海洋环境监测等重点领域的空间数据需求。2022年2月27日,首期四颗光学卫星(海南一号01星、02星和文昌一号01星、02星)在我国文昌航天发射场成功发射,在轨期间载荷数据质量良好,首批数据已于2022年3月正式发布,并向海南省高等院校免费开放使用。
齐鲁卫星星座是我国首次采用“天基互联网+遥感小卫星”模式的创新型遥感卫星应用示范项目,具备先进的高分辨率对地观测和星间互联通信能力,可实现数据快速采集、传输与处理。其中,齐鲁一号雷达卫星和齐鲁四号光学卫星已于2021年4月成功发射,在轨运行一年以来对地观测1300余次,为山东省生态环境保护、应急救援、城市基建等方面提供了大量遥感数据服务。
高分辨率多模态综合成像卫星是我国民用航天落实政府与社会资本合作模式(PPP模式)的首个项目。中国四维测绘技术有限公司拥有为期8年的高分多模卫星数据特许经营权,可向商业客户提供高分多模卫星商业化成像服务及相关数据产品;随着四维高景一号01、02卫星的发射成功,中国四维将加速产品升级、模式升级和市场升级,助力我国数字经济创新发展。
此外,我国相关企业还积极推动商业遥感卫星发射计划,比如航天宏图信息技术股份有限公司也启动了航天宏图一号SAR卫星星座工程。该星座计划采用“1+3”多星多基线编队构型,具备快速、实时、高精度全球地形测绘、成像监测、形变测量等能力,解决我国雷达卫星数据稀缺、干涉合成孔径雷达应用需求旺盛等问题,赋能传统行业数字化转型。
二、我国商业遥感星典型数据服务
1.凝练商业卫星技术优势,助力地方经济社会发展
加快数字化发展、建设数字中国是新时代国家信息化发展的总体战略。商业遥感卫星公司通过自主研制发射遥感卫星、深度加工遥感应用产品、建设空天地一体化服务平台等业务模式,灵活满足政府、企业、高校等各类用户在不同阶段的差异化、多样化需求。例如,在政府管理方面,亚米级高分辨率卫星数据为各级政府提供了高效而低成本的技术手段,能够对违法违规用地、违法勘查开采矿产资源、违法围填海造地等问题的发现、核实和整改进行全过程监督;在农业方面,商业遥感卫星更短的重访周期和更高的定位精度,便于农作物生长和灌溉、施肥、除害除草技术的有效性评估,农作物产量得到更加精确地预测;在生态环境保护方面,高光谱卫星可以对不同污染程度和不同污染来源的黑臭水体,以及水华和水生高等植物进行识别,实现了对河湖水质状况的快速检测。
2.创新商业卫星公益模式,共同参与遥感数据治理
国家对地观测科学数据中心是2019年科技部和财政部正式认定的二十个国家科学数据中心之一,代表国家进行空天领域科学数据资源的治理和协调。目前,二十一世纪空间技术应用股份有限公司、长光卫星技术股份有限公司和珠海欧比特宇航科技股份有限公司已通过审核成为国家对地观测科学数据中心商业卫星数据资源分中心,并通过中心平台为我国和全球的教育、科研等公益用户开展元数据公开、长尾数据开放、定制数据集加工等服务。在中心领导下,珠海欧比特宇航科技股份有限公司于2021年9月面向高校及科研机构全面免费开放高光谱卫星所有存档数据,截至2022年6月超过397家科研团队申请使用上述资源,为探索建立开放共享的高光谱卫星数据国际合作做出率先示范,受到国内外同行的高度关注。
3.发挥商业卫星灵活性和主动性,支撑我国响应全球减灾工作
商业遥感卫星具有重访周期短、成像模式多、机动性能强等优势,可以在灾害发生后及时快速了解灾情信息。从2016年起,二十一世纪空间技术应用股份有限公司、长光卫星技术股份有限公司、珠海欧比特宇航科技股份有限公司、北京航天世景信息技术有限公司、长沙天仪空间科技研究院有限公司等积极参与我国主导的中国GEO全球灾害数据应急响应机制,为全球23个国家的30次重大灾害提供数据援助,工作成果得到新西兰、汤加、老挝等受灾国政府致信感谢,相关数据被联合国亚洲及太平洋经济社会委员会(UNESCAP)、联合国训练研究所(UNITAR)等国际组织推荐给全球减灾机构使用,对我国更好地服务全球减灾工作起到重要支撑作用。
三、总结与展望
商业遥感卫星是我国对地观测体系的重要组成部分,经过多年的发展,卫星观测体系持续完善、数据获取能力大幅提升、应用服务水平显著增强,为经济社会发展提供基础支撑和信息保障。商业遥感卫星除了承载商业航天和地理信息产业发展的责任外,同时还具有非常重要的社会价值。事实证明,商业遥感卫星企业参与卫星建设与服务与产业发展并不矛盾,反而相辅相成,各类型商业遥感企业积极探索可持续的数据生态系统,共同推进我国商业航天产业的发展。
来源:《卫星应用》2022年第7期
作者:张连翀
编辑:陈飚
责编:杨璐茜
监制:祁首冰
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