空间应用: 颗颗卫星飞天,满满成果落地

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2021-03-13 02:27

  空间应用: 颗颗卫星飞天,满满成果落地

  空间对地观测技术具有宏观、快速、准确的特点,我国的空间对地观测应用从区域到全球都取得了极大的成功。

  郭华东 全国政协委员、中国科学院院士

  2月18日,今年第1号台风“杜鹃”在西北太平洋洋面生成,除了风云系列卫星,中法海洋卫星、海洋二号B/C星等卫星也捕捉到了“杜鹃”的生成与变化过程。在海洋防灾减灾领域,海洋卫星已经成为不可或缺的数据源。

  截至2019年,全球在轨卫星数量达到2460颗,2008—2019年我国共发射卫星203颗,在轨卫星数量达到299颗,位居全球第二位。

  以中星、亚太、天通等为代表的通信卫星,以风云、资源、海洋等为代表的遥感卫星,还有大家所熟悉的北斗卫星……中国航天科技集团有限公司近日发布的《中国航天科技活动蓝皮书(2020年)》显示,2020年,中国航天应用继续取得重要进展,在轨运行应用卫星数量超过300颗,构建了较为完善的卫星应用体系,有力支撑了各行业的综合应用。

  “空间对地观测技术具有宏观、快速、准确的特点,我国的空间对地观测应用从区域到全球都取得了极大的成功。”全国政协委员、中国科学院院士郭华东在接受科技日报记者采访时表示,我国航天事业发展60多年来,卫星应用从无到有,基本构成了全方位的遥感、导航、通信卫星应用体系。

  卫星遥感实现坐地巡天、观海

  1月8日,江苏省最低气温普遍都在0摄氏度以下,南京本地蔬菜中的芦蒿、马兰头、荠菜、菠菜、香芹等叶菜批发价格均有上涨,比如芦蒿从之前的每斤6元上涨到每斤7—8元。

  当地媒体发现,这与连续出现的寒潮颇有关系。

  天气变化影响着人们穿衣、出行,乃至生活的方方面面。国家卫星气象中心遥感应用室主任、风云气象卫星应用系统总设计师唐世浩介绍,为准确预报寒潮提供支撑,并监测寒潮的发展和影响,只是风云卫星的“基本功”之一。

  据中国气象局消息,2021年我国计划发射风云四号B星和风云三号E星,“十四五”期间共计划发射7颗风云气象卫星。

  “到2035年,我国要建立监测精密、预报精准、服务精细的气象业务体系,气象综合实力达到世界先进水平,气象深度融入民生保障和行业发展,基本建成气象强国。”中国气象局局长庄国泰透露。

  据中国气象局消息,作为风云四号的第二颗卫星,风云四号B星,目前研制工作基本已经完成,按照计划,今年将择机发射。

  唐世浩对此颇为期待。风云四号B星搭载的快速成像仪可以对数百万平方公里区域实现1分钟一次成像,最高分辨率达到250米左右,对中小尺度的天气系统具备更强的监测能力。

  风云三号E星将是世界首颗晨昏轨道气象卫星。它与目前在轨的风云三号系列卫星组网运行后,将使每天的观测时间分布更均匀,并让科研人员能得到晨昏时间的气象资料。另外,过去风云卫星在夜间只能通过红外和微波仪器观测,而风云三号E星搭载了微光观测设备,具备可见光夜间观测能力。

  作为海洋高新观测技术手段,天基海洋遥感已广泛应用于海洋环境资源调查、海洋防灾减灾、海洋经济、海洋生态、海上安全和国防建设等领域。

  中国工程院院士、国家卫星海洋应用中心主任蒋兴伟在2020年8月举行的世界海洋科技论坛分论坛“海洋观测与探测技术论坛”上透露,2021年将发射2颗卫星,已经立项的有2颗,正准备立项的有5颗。

  2020年3月,国家提出加快新型基础设施建设,卫星与工业互联网、智能电网、人工智能、5G等新基建的融合应用进入“快车道”,自然资源、生态环境、农业等行业持续发布行业政策文件,助推卫星应用业务向各行业拓展。

  “十四五”国家重点研发计划“深海和极地关键技术与装备”重点专项2021年度项目申报指南(征求意见稿)日前发布。该专项由科技部会同有关部门共同启动实施。

  该征求意见稿提出,将开展北极海冰自主卫星探测及微波综合试验。

  一名业内人士表示,我国缺乏专门面向极地特殊地物环境监测的遥感卫星,现有卫星虽获取大量数据,但探测能力有限且定量化应用尚待提高,急需建立极地天基遥感能力。按照该征求意见稿,我国有望突破国产卫星北极海冰遥感探测技术,初步形成我国自主的近实时海冰遥感产品及技术体系,为世界各国气候变化研究提供中国的海冰遥感数据,同时进一步提升我国气候预测和天气预报能力。

  悬在天上的“眼睛”指明地上的路

  在2020年7月北斗卫星导航系统完成全球组网后,北斗创新应用迎来新的发展机遇。2021年是“十四五”开局之年,北斗产业化有望迎来爆发式增长。

  2021年,将是多款L3级别自动驾驶车辆上市的重要窗口期。

  在汽车智能驾驶过程中,强烈的阳光照射、雨雪等恶劣天气复杂场景,会对摄像头、雷达等传感器产生干扰。搭载北斗高精度定位技术,已经成为众多国内外汽车品牌冲击高级别自动驾驶功能落地的首选项。

  作为全球领先的时空智能基础设施公司,千寻位置率先打通北斗高精度定位技术到商业落地的全链路,为行业发展铺设了高速发展道路。

  2020年,国内已有7款搭载千寻位置提供的北斗高精度定位服务的智能驾驶汽车量产上市,包括广汽新能源埃安V、广汽新能源埃安LX、小鹏P7、红旗HS5、红旗H9、红旗E-HS9和上汽通用别克GL8艾维亚(Avenir)。

  不仅在陆地,海上导航同样重要。

  国家重点研发计划“深海和极地关键技术与装备”重点专项2021年度项目申报指南(征求意见稿)提到了北极航道通信导航保障关键技术研究与系统研发。

  具体来说,按照该征求意见稿,针对北极主要航道的开发利用需求,我国有望开展北极航道船舶航行通信传输、导航定位和信息服务需求研究,构建北极航道船舶航行通信导航保障体系,研究高纬度地区的高可靠通信技术、基于北斗的极地航行船舶导航优化技术;研发的船载导航系统可以实现可靠定位,支持通过我国北斗系统接收冰区导航信息服务,支持极地电子航行图、航行保障信息集成与互操作。这些技术的突破结合北极遥感卫星的实时数据,将为北极高纬航行提供自主和高可靠的通信导航技术支撑,助力国际社会北极航道开发利用。

  未来无论身在何处都能体验家中网速

  近年来,我国在遥感测绘、定位导航、科学实验等中高轨道卫星应用领域取得了一系列重大成果,如风云气象卫星、北斗导航卫星、嫦娥探月卫星等。然而要把卫星作为节点载体,把互联网搬到天上,光靠高轨卫星还不够。需要通过低轨卫星在2000公里范围内、几百公里轨道高度上构建星座,用连续接力的星间链路方式来实现全球覆盖。

  中国航天科技集团前几年全面启动全球移动宽带卫星互联网系统建设。该系统是一个部署在低轨道的通信卫星星座。

  全国政协委员、航天科技集团科技委主任包为民介绍,该系统将对全球实现无缝覆盖,能够为地面固定、手持移动、车载、船载、机载等各类终端提供互联网传输服务,可在深海大洋、南北两极、“一带一路”等区域实现宽、窄带结合的通信保障。通过这样一个全球无缝覆盖的系统,处于地球上任何地点的任何人或者任何物体,都可以在任何时间实现信息互联。

  与此同时,中国航天科工集团二院也提出基于低轨卫星星座构建天地一体化信息系统——虹云工程,并于2018年12月22日成功发射首星。

  2020年5月,全国人大代表、中国航天科工集团二院党委书记马杰介绍说,该卫星在轨运行一年半以来,表现良好,有效验证了低轨卫星互联网的技术途径。

  据了解,虹云工程建设按照三步走策略进行,预计2022年我国将部署、运营整个星座,形成以低轨宽带通信为主,具备导航增强、实时遥感支持能力的通信、导航、遥感综合信息系统。

  2020年4月,国家发改委首次将卫星互联网与5G、物联网、工业互联网等通信网络基础设施一并纳入新基建范围。

  业内认为,随着卫星互联网的发展,未来无论身处沙漠、海洋还是飞机上,人们都能享受到与家里一样的上网速度和服务体验,而这一梦想现在看来并不遥远。(本报记者 陈 瑜)

(责编:赵欣悦、杨光宇)

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