国外军方采购商业对地观测卫星数据的现状和趋势

·文|北京空间科技信息研究所 龚燃

国外军方采购商业对地观测卫星数据的现状和趋势

·文|北京空间科技信息研究所 龚燃

随着全球国防、国土安全和人道主义行动等活动的不断增多，以及政府卫星项目预算压力的增大，国防需求大量增加，政府所拥有的对地观测卫星系统很难满足国防机构的全部需求。国防、本土安全和人道主义活动全球参与度的不断提高推动图像需求的增长，其中很大一部分将通过商业机构来满足。此外，随着更高分辨率数据集、图像精度和缩短重访时间等方面的技术进步，商业对地观测卫星数据正成为响应国防和军事机构某些需求的可行方式，这些因素带来了商业数据在国防和安全应用中的显著增加。

2013年10月，北方天空研究所（NSR）发布的最新版《全球天基对地观测报告》显示，2007-2012年，全球天基对地观测数据销售收入从12.5亿美元增长到22亿美元。从应用领域来看，在国防与情报领域的销售量最高，占全部销售量的38％。2014年3月，欧洲咨询公司发布的《对地观测：数据分发》报告指出，目前国防用户仍是最主要的对地观测卫星数据用户，来自国防用户的收入约占全球对地观测卫星数据总收入的65％。商业数据可同时支持图像情报（IMINT）和地理空间情报（GEOINT）应用。

总体上，过去10年，商业数据市场在国防领域稳定增长，国防部门已经成为商业数据的最大客户，与国防和安全相关的应用，如情报收集、关键基础设施监视和侦察是商业数据最大的市场。

一、国外军方采购商业数据的基本流程

各国政府国防部门采购商业数据的流程基本相同：中央集权政府部门在考虑工业采购事宜前，首先要搜集其他政府部门和军事武装力量的需求。在允许的情况下，主管部门往往要寻求民用空间机构的帮助，并一起完成采购过程。然后，民用航天局将负责卫星系统和地面站的运营和管理。同时在名义上，地方工业也参与建造卫星和地面站。

在图像情报数据采购流程中，首先，评估本国系统是否能满足数据需求；然后，考虑通过中央集权的政府机构采购数据，并在国内开发使用（或通过授权首选服务公司来满足各种特殊需求）；最后在相关政府部门和军事武装力量间分发数据（见图1）。

图1 图像情报数据采购流程

国防客户的主要需求是能够安全交付高分辨率、高精度数据。随着商业对地观测卫星能力越来越强，商业卫星系统已经成为满足图像情报和地理空间情报需求的重要手段和方式，其中，有亮点值得关注。

1）必要时，政府希望拥有商业卫星的优先使用权，这被认为是国家对地观测卫星商业授权的监管条件。

2）在获取和开发数据期间，经常需要指定数据机密性和自主性等级。包括私有地面站设施使用等级和直接与商业运营商一起工作的主要政府人员等级。

二、国外军方采购商业数据的现状

1.美国

商业数据采购为美国保密项目补充卫星数据，提供二次数据源，并提高图像情报数据采集能力。美国国防部（DoD）的国家地理空间情报局（NGA）具有代表美国国防部采购商业图像的法定权力，收集国防部、作战司令部、武装力量和情报界的所有地理空间图像采集需求，并进行优先级管理。

自从2003年美国政府发布《美国商业遥感政策》，NGA就逐渐成为美国商业图像数据的主要采购机构，与美国商业运营商签订了一系列采购合同，典型代表是2010年8月，NGA在“增强视景”（Enhanced View）框架下，向美国原“数字地球”（Digital Globe）公司和原“地球眼”（GeoEye）公司授出了未来10年价值73亿美元的合同。但近几年，美国国防对商业对地观测卫星数据的需求趋于稳定，商业对地观测数据收入增幅放缓（见图2），尤其是2013年，NGA大幅削减了Enhanced View采购计划的预算，直接导致了全球最大的两家商业对地观测公司Digital Globe公司和GeoEye公司的合并，成为新的Digital Globe公司（见表1）。尽管如此，NGA仍是全球最大的商业对地观测卫星数据用户。

图2 向终端客户销售的商业对地观测卫星数据

表1 Digital Globe公司在轨运行和即将发射的商业对地观测卫星

同时，NGA也在扩大采购范围，开始采购国外商业图像数据，每年的国外数据采购额都维持在2000万～3000万美元，包括向阿斯特里姆服务公司（Astrium Service，现“空客防务与航天公司”）采购的中/高分辨率光学成像卫星图像。此外，在没有本国商业SAR系统的情况下，NGA还与大型高分辨率商业SAR数据供应商签订了不定交货期/不定交货量（IDIQ）合同，包括TerraSAR-X卫星、TanDEM-X卫星、“地中海盆地小卫星观测星座”（COSMO-Skymed）卫星、Radarsat-2卫星等数据。这些卫星运营商均通过其美国子公司和美国合伙人与NGA进行合作。

美国军方主要采用大量的固定和移动地面站，通过下行链路的方式获取商业对地观测卫星数据：

固定地面站体系：商业数据供应商通过供应商卫星操作中心、NGA和未分类国家图像库（UNIL）间的高带宽通信链路分发数据。将处理过的图像数据存入数字媒介中，即时分发给NGA和其他国防部用户。

移动地面站：便于武装力量直接接收图像，典型项目为美国空军作战支援办公室（AFCSO）的“鹰视”（EV）地面站。该地面站具有卫星下传数据直接接收能力，直接、快速接收多颗商业对地观测卫星数据。2013年，Digital Globe公司被授予合同，对EV地面站的数据捕获能力进行升级，缩短向军方交付高分辨率商业图像的时间。目前，EV 地 面 站 已 能 接 收 SPOT-5、WorldView、Radarsat、TerraSAR-X等商业对地观测卫星数据。

2.欧洲

法国国防采购局（DGA）是法国国防部的主要采购部门，代表法国联合国防机构（EMA）负责采购大型情报项目和数据服务。DGA希望通过采购商业图像补充中分辨率图像情报获取能力，目前，DGA已经与“斯波特-信息地球”（SPOT-Infoterra）公司（2011年，SPOT Image公司和Infoterra公司合并，2014年重组为“空客防务与航天公司”的地理情报业务）、美国Digital Globe公司、加拿大MDA公司等建立了多年采购合同体系。所有的商业系统数据都由SPOT-Infoterra公司或其他卫星运营商的地区子公司按照协商后的供应协议进行分发（见表2）。

德国联邦国防技术和采购办公室（BWB）是德国联邦国防部的主要采购部门。BWB通过商业供应商采购卫星图像，BWB已经与美国Digital Globe公司签订了多年采购合同，向其采购高分辨率系统数据和相关产品。另外，BWB还与Infoterra德国有限公司签订了多年采购合同，向其采购TerraSAR-X和TanDEM-X卫星的高分辨率雷达图像，补充军用SAR-Lupe卫星的雷达图像采集能力。

英国国防部的国防情报组（DIS）是英国国防部的主要采购部门，该部门负责英国武装力量和独立的军种指挥部中的全部情报协调工作。DIS已经通过与Infoterra英国有限公司签订多年协议，集中采购了商业卫星图像和服务。Infoterra英国有限公司通过与卫星运营商或其指定的分公司签订分发协议，分发各种商业对地观测卫星数据，如Digital Globe公司的WorldView-1卫星、GeoEye-1卫星等。此外，在Astrium Service的保护下，Infoterra英国有限公司还通过SPOT-Infoterra公司直接采购SPOT-5卫星、TerraSAR-X卫星等数据。根据与英国国防部签订的合同，Infoterra英国有限公司每2～3个月采购一次卫星图像数据。如果政府用户提出新的成像采集需求（比如，重返时间更短），那么根据供应商给出的不同优先权使用等级，则需要花费更高的费用。

意大利信息安全部（DIS）是意大利国防部的主要采购部门，DIS通过与意大利空间通信公司（Telespazio）或意大利对地观测公司（e-GEOS）签订多年采购合同，集中采购商业对地观测卫星图像和服务。在与e-GEOS公司的协议中，意大利已经与主要供应商（如Digital Globe公司）或指定的地区子公司（如Eurimage公司，GAF AG/Euromap公司等）达成分发协议。

表2 SPOT-Infoterra公司运营的商业对地观测卫星（包括其合作伙伴的卫星）

3.以色列

以色列采购局（MANHAR）是以色列国防部的主要采购部门，代表IDF的总参谋部部长负责采购事宜。在军方采购商业数据方面，以色列国防安全局主要通过国防部，利用以色列成像卫星国际公司（ImageSat International）的“地球遥感观测卫星”（EROS）数据（见表3）。EROS卫星增强了以色列成像能力的鲁棒性，减少了重访时间，提高了服务有效性，扩展了信息采集范围。自2001年，以色列国防部就开始利用EROS卫星系统。以色列与ImageSat公司签订合同，享有EROS-B卫星分时使用权，可以通过以色列国防军（IDF）地面站直接接收EROS-B卫星数据。

表3 ImageSat国际公司运营的商业对地观测卫星

通过签署长期租赁合同，ImageSat国际公司80％的图像销售收入来自军方用户。ImageSat国际公司针对军方和政府用户主要采用“卫星操作伙伴”（SOP）服务模式。根据SOP服务，用户在协议规定的特定覆盖区内独家拥有卫星的控制权和图像存档权，不用经过ImageSat国际公司可以直接向卫星发送指令和接收图像。政府对EROS卫星星载相机的使用、控制和分配具有高级优先权，可以在指定的地理范围内秘密地接收图像。台湾、印度、新加坡的军事和安全部门均已获取EROS卫星的SOP服务。

除了私有的EROS卫星系统，以色列军方还向第三方商业运营商采购图像数据。

4.其他国家

除了上述拥有私营商业对地观测卫星系统的国家和地区外，其他国家的国防部门也广泛采购高分辨率、高精度商业对地观测卫星数据，通过建立接收站等方式直接接收对地观测卫星图像。

印度国防生产与供应部（DDP＆amp;S）是印度国防部的主要采购部门，通过向Digital Globe公司公司采购商业卫星数据来补充国家能力。印度很早就开始采购IKONOS卫星数据，之后扩展为采购其他卫星数据。据报道，印度国防机构每年向空间成像公司（Space image，现Digital Globe）中东地面站（SIME）采购2000万卢比（约合45万美元）的IKONOS卫星高分辨率图像，偶尔还向Digital Globe公司采购大量的QuickBird-2卫星图像。可以说，尽管印度致力于自主开发空间能力，但是仍将继续采购超高分辨率和高分辨率图像数据。

日本内阁卫星情报中心（CSICE）和日本安全局（DIH）共同组成日本情报界对地观测终端用户，主要通过国内商业代理商与运营商签订了多年采购合同，秘密采购不同对地观测卫星图像，包括Digital Globe公司、Spot image公司、MDA地理空间公司、ImageSat国际公司、意大利e-GEOS公司等，为日本国防情报机构提供服务。

韩国主要通过韩国国防部（MND）的国防采购局（DPA）采购商业数据满足国防需求。DPA既负责采购韩国私有卫星系统，也负责向第三方采购图像数据。MND负责下达采办或采购的命令，参谋长联席会议（JCS）采办协商委员会（ADC）负责与韩国国防情报局磋商情报需求。韩国民用国家情报院（NIS）和中央军事情报机构负责进行图像数据分析，韩国陆军地理空间情报局（KAGA）负责为韩国武装力量提供制图情报。目前，DPA已经向Digital Globe公司、MDA美国公司等商业供应商采购了高分辨率商业卫星数据/服务。

三、结束语

尽管除美国之外的其他国家都没有授出耗资巨大的多年商业数据采购合同，但在全球范围内，国防仍旧是首要应用。国防客户通过直接向商业供应商采购商业数据，既减弱了对第三方政府数据的依赖性，也不需要采购昂贵的私有卫星系统。尽管商业数据的安全问题，包括如何把握数据开放与保密之间的界限，如何控制数据获取、处理、分发生命周期过程中的安全控制，一直是各国关注的重点，但随着商业对地观测卫星数量增加和能力提升，全球国防客户向商业供应商采购的商业数据量还将继续增长。据欧洲咨询公司预测，目前及未来政府用户将占整个商业对地观测卫星市场收入的80％以上，其中2/3用于国防和安全应用。此外，尽管普遍认为商业数据的主要客户还将是美国NGA，但是其他政府国防机构也正在成为商业数据的重要客户。