我国陆地观测卫星应用技术发展

文 ∣ 王海燕 何伟 冯春 中国资源卫星应用中心

我国已经建设了国家陆地观测卫星大型地面系统设施，实现了卫星数据集中处理、统一存档和统一分发。陆地观测卫星应用技术包括卫星地面系统、卫星数据分发服务体系、在轨卫星定标检校和信息系统集成服务四个方面的内容。

我国已经建成了四代卫星地面系统；形成了基于专线、电子政务网和互联网“三网合一”的不同层次、多类用户的数据分发体系；建立了多种卫星多个定标场，实现了在轨卫星定标的业务化运行，每年定期更新定标系数；建立了卫星应用综合信息集成服务平台，推动卫星数据“落地”，带动了地理信息的产业化发展。

一、卫星地面系统

1999年，我国成功引进了中巴地球资源卫星01星（CBERS-01）地面系统。2007年，自主研制了CBERS-02B星地面系统，初步形成了分布式计算、集中存储的地面处理系统体系架构。2008年，集中统一的国家陆地观测卫星地面系统投入运行，承担了CBERS系列03星、04星和环境减灾小卫星A、B、C星（HJ-1A/B/C）5颗卫星数据的标准化处理、产品存档、分发和服务。2013年，高分一号卫星（GF-1）发射成功，我国陆地观测卫星地面系统集成了无限带宽（Infiniband）等先进网络技术，实现了万兆网络。目前，空间基础设施陆地观测卫星地面系统正在顺利实施，以云计算、云存储为架构，卫星数据处理效率大大提高。图1为卫星地面系统发展图。

图1 卫星地面系统发展

综上所述，我国已经建成了四代卫星地面系统，包括CBERS-0 1/02/02 B星地面系统、国家陆地观测卫星地面系统、资源三号卫星地面系统和高分专项（民用部分）卫星地面系统。

地面系统由八个分系统组成，通过接收、处理、存档、分发以及科学的任务规划编排，最大限度获取用户所需数据，使卫星应用的效益发挥到最大。基于云架构的第五代遥感卫星地面系统目前正在建设当中。图2为地面系统工作模式。

图2 地面系统工作模式示意图

二、卫星数据分发服务体系

1999年，我国引进了C/S结构服务系统；2005年，第一次实现了B/S结构的面向“互联网”的分发服务系统；2008年，第一次实现了“互联网+专线”分发数据模式；2011年，实现了“遥感+GIS”交互的分发设计；2013年，建设了“三网合一”的分发服务网络体系；2017年，初步完成了基于“大数据+微服务”架构的分发服务平台；2018年，初步实现了“全分辨率影像数据实时发布”的新的分发服务模式。

我国已经建成了陆地观测卫星数据服务平台，该平台是一个统一的、开放的平台，陆地观测卫星数据可通过该平台进行查询、订购和下载。该平台的主要技术指标为支持2000人同时在线访问，支持100人同时在线检索，当天数据当天准实时发布。

我国已形成了基于专线、电子政务网和互联网“三网合一”的不同层次、多类用户的数据分发体系（图3）。与自然资源部、生态环境部、水利部、住建部、减灾委、交通运输部等国家部委建设了21条专线，实现了数据的自动推送服务。电子政务网覆盖范围扩展到京内85家部委行业用户以及京外31个省、自治区、直辖市以及新疆建设兵团。所有与互联网连接的用户都可通过互联网方便快速获得数据。

图3 “三网合一”的不同层次、多类用户的数据分发体系

目前，已向用户分发各类产品数据累计突破4000万景，注册用户量约1.6万。用户可通过陆地观测卫星数据服务平台获取数据，整个获取过程完全自动化、自助化。

三、在轨卫星定标检校

从2000年起，我国首次开展敦煌绝对辐射校正试验；2008年，HJ-1B青海湖热红外定标试验；2010年，内蒙古鄂托克旗SAR定标场建成；2013年，建成嵩山固定靶标场；2014年9月，建成数字化几何检校场（新疆伊犁、京冀豫、河南安阳）；2014年10月，高分专项定标检校分系统实施；2016年，高分三号SAR内蒙古定标试验；2017年1月，空基“十二五”定标场网项目实施；2017年12月，建成云南数字化几何检校场；2018年，建成敦煌、青海湖自动化观测设施，初步实现业务化定标；2019年1月，空基“十三五”定标场网项目实施；2019年6月，建成云南低纬度定标场。

目前，我国在轨卫星校正场已覆盖了可见光、红外、激光雷达、微波遥感等多种卫星，每年开展在轨卫星的业务化定标试验，结合交叉定标试验，定期更新与发布各类在轨卫星的定标系数。

四、信息系统集成服务

卫星应用综合信息集成服务平台可以充分发挥遥感数据的价值，结合实际业务需求直接产出应用专题产品。通过平台，利用国产卫星数据以“软件+服务”的模式打造综合信息集合服务，将卫星数据“落地”，支持地方政府决策管理，长期业务化运行于国土、水利以及沉降等行业，实现行业与地区分布推广；带动地理信息、云计算以及北斗等产业，促进地方经济发展，为地方产业建设提供数据、信息、技术及人才支撑；促进信息综合与融合，完成“孤岛信息”到“智能信息”的转变；促进智慧城市建设，结合物联网、云计算等产生更多产品与产业，推动经济发展与政府管理进步。