2019年中国卫星应用若干重大进展

2020-11-26 11:36卫星应用编辑部
卫星应用 2020年1期
关键词:北斗卫星

文|《卫星应用》编辑部

卫星应用越来越广泛地深入人类生产生活的各个领域,改变人们的生产生活方式,使经济社会发生深刻的变化。2019年是新中国成立70周年,中国的航天事业从无到有,不断发展壮大,由航天大国迈向航天强国。全年我国多颗应用卫星发射升空,北斗三号系统提供全球服务一周年,低轨通信卫星星座按计划推进,高分专项卫星持续部署。国家颁布多项政策保障卫星应用发展,促进产业规模扩大,大力推动航天技术应用及服务产业聚焦发展。在加快卫星遥感、通信与导航融合化应用的战略规划下,2019年我国卫星应用取得若干重大进展。

一、多项政策颁布,保障卫星应用产业发展

2019年,国家部委及地方政府陆续出台多个相关政策,为卫星应用发展提供政策保障。

5月,国家航天局发布《国家民用遥感数据管理暂行办法》,对遥感卫星数据和航天行业管理具有里程碑意义,其实施将为国家卫星遥感数据的管理,推动数据共享、应用推广和相关文化产业提供有力的政策保障。

6月,国家发改委下发《加快推进高速公路电子不停车快捷收费应用服务实施方案》通知,提出依托北斗卫星定位、视频识别、大数据分析等技术手段,开展联网收费稽查体系建设。充分发挥我国自主北斗导航技术在高速公路收费站快速通行、智能驾驶等方面的技术优势,依托基于北斗卫星定位、现代通信技术的前沿收费技术和车路协同技术等开发成果,加快推进成果转化,鼓励地方先行先试,促进系统优化升级,推动管理服务创新发展。

6月,工业和信息化部印发《工业和信息化部关于规范对地静止轨道卫星固定业务Ka频段设置使用动中通地球站相关事宜的通知》,明确在Ka频段设置、使用动中通地球站的管理政策及技术要求。通知的发布,适应了当前宽带通信卫星的发展趋势,有助于指导动中通地球站设置使用人合理、有效地制定频率使用方案,规范引导设备厂商依规、有序地研制、生产动中通地球站终端设备,从而有效促进宽带卫星通信的广泛应用。

6月,《国家国防科技工业局 中央军委装备发展部关于促进商业运载火箭规范有序发展的通知》(下称《通知》)发布。《通知》鼓励商业运载火箭健康有序发展,以进一步降低进入空间成本,补充和丰富进入太空的途径,大力推进航天运输系统技术和产业创新,加快提升我国进入空间的能力和国际市场竞争力。《通知》对商业运载火箭科研生产活动及对商业火箭企业的管理进行了明确要求。

7月,交通运输部印发《数字交通发展规划纲要》(下称《纲要》),促进先进信息技术与交通运输深度融合,发展以数据驱动的现代交通运输体系。《纲要》指出,到2025年,交通运输成为北斗导航的民用主行业,第五代移动通信(5G)等公网和新一代卫星通信系统初步实现行业应用。

10月,国家发改委发布产业结构调整指导目录(2019年本),将卫星通信系统、地球站设备制造及建设,窄带物联网(NB-IoT)、宽带物联网(eMTC)等物联网(传感网)、智能网等新业务网设备制造与建设,灾害现场信息空地一体化获取技术研究与集成应用,基于北斗导航卫星的安全监测系统等列为重点发展行业。

11月,交通运输部、发改委、财政部等九部门印发了《关于建设世界一流港口的指导意见》,提出建设基于5G、北斗、物联网等技术的信息基础设施,到2025年,部分沿海集装箱枢纽港初步形成全面感知、泛在互联、港车协同的智能化系统。

12月,中国民用航空局正式发布《中国民航北斗卫星导航系统应用实施路线图》,提出要大力推进北斗系统应用,积极构建以北斗为核心的全球卫星导航系统技术应用体系,推动以星基定位、导航与授时技术为核心的新一代空中航行系统建设与运行,按照“从易到难,从便携到机载,从监视到导航,通用运输统筹推进”的总体实施路径,促进民航高质量发展。这是北斗系统在中国民航应用的首个系统性实施路径。

二、卫星通信应用迎来新机遇

1.传统广播卫星向卫星宽带互联网转变

1月11日,中星2D卫星发射。中星2D是我国最新研制的通信广播卫星,可为全国广播电台、电视台、无线发射台和有线电视网等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输任务。

3月10日,中星6C卫星发射。中星6C是一颗新增广电专用传输卫星,星上设计25个C频段转发器,覆盖中国及周边、澳大利亚、新西兰等南太平洋地区。为广电用户4K/8K等超高清业务发展提供充足的优质卫星资源保障,同时,实现C频段广电专用卫星在轨安全备份,确保广电业务的安全播出。

11月17日,全球多媒体卫星系统α阶段A、B卫星(KL-α-A、KL-α-B)“一箭双星”发射升空。全球多媒体卫星系统α阶段A、B卫星是国际合作商业项目,卫星主要用于Ka频段通信技术试验。

2.天启物联网星座五星组网,卫星物联网应用场景得到拓展

6月5日、8月17日、12月7日,天启三号、二号、四号A/B卫星相继发射成功,与2018年10月29日发射的天启一号形成五星组网。天启卫星物联网系统的应用场景得到较大拓展,将从煤矿水文监测、泛在电力物联网建设、海洋牧场监测管理,拓展到集装箱跟踪、渔船跟踪监测、生态环境监测、水利工程监测、动植物保护跟踪、自然灾害预警等领域。

3.中国卫通首发上市,加快卫星通信与5G融合发展

6月28日,中国航天科技集团有限公司所属中国卫通集团股份有限公司成功登陆上交所主板挂牌交易。中国卫通十年来实现了稳步发展:星队规模增加到16颗,基本建成全球卫星通信服务网,初步建成国内天地一体化高通量卫星网络;经济效益与产业牵引带动作用显著提升;获得第一类基础电信业务经营许可,探索了融合发展新模式。面向未来,中国卫通将全面提升卫星应用服务能力,不断拓展卫星应用服务场景,加强与产业上下游的通力合作,积极探索卫星通信与5G的融合发展。

4.天通卫星电话在广西推广商用

9月29日,中国电信广西公司宣布我国具有自主知识产权的卫星电话——中国电信天通卫星电话在广西试商用。天通卫星是中国第一个自主研发的移动通信卫星系统,芯片、终端全部由国内厂商研发、生产,该业务由中国电信负责运营。天通卫星信号已覆盖我国领土、领海及第一岛链以内的海洋及海岛,未来还将实现“一带一路”沿线国家和地区全覆盖。

5.实践二十号卫星成功发射,为东五平台全面推广与应用奠定基础

12月27日,实践二十号卫星成功发射。该卫星是东方红五号卫星公用平台(以下简称东五平台)首飞试验星,质重达8t,是目前我国研制发射质量最大的卫星,将对我国自主研发的新一代大型地球同步轨道卫星平台——东方红五号卫星公用平台进行全面在轨验证,对提升新技术成熟度、促进新技术应用、进一步推动我国航天技术发展具有重要意义。东五平台具有“高承载、高功率、高热耗、高控制精度”的特点,达到国际领先水平。实践二十号卫星的成功发射,标志着东五平台成熟度向前迈进了一步,为东五平台的全面推广与应用奠定了坚实基础。

三、北斗系统走向全球,应用迈向新阶段

卫星导航系统是国家重要的基础设施,中国的北斗走出了一条“自主、独立、兼容、开放”的发展道路。北斗三号系统提供全球服务一周年,北斗产业链发展不断扩大,北斗应用迎来新一轮的爆发。

1.北斗三号全球系统核心星座部署完成

北斗系统全球覆盖和服务能力进一步完善。2019年实施7箭10星高密度发射,北斗三号所有中圆地球轨道(MEO)卫星完成组网,标志着北斗三号系统核心星座部署完成。系统基本服务性能稳中有升,通过提升系统智能运维能力,确保北斗三号系统连续稳定运行。特色服务能力逐步形成,构成了集多种服务能力于一体的北斗特色应用服务体系。

2.北斗系统形成全产业链,重点行业标配化使用

2019年,我国卫星导航与位置服务产业规模持续扩大,产值稳步增长,保持了良好的发展态势,在各行各业实现广泛应用。北斗产业链上游的芯片、天线、GIS、板卡、地图、模拟源等已实现全面配套,国内自主研发的北斗芯片等基础产品,已进入规模应用阶段;中游的手持型、车载型、船载型、指挥型等各类应用终端已经广泛使用在各个行业;下游的运营服务和系统集成业已在各领域进行应用。此外,在大众应用领域,电子商务、移动智能终端制造、位置服务等厂商已采用基于北斗的导航服务,卫星导航广泛进入中国大众消费、共享经济和民生领域。

5月22日,在第十届中国卫星导航年会上发布两款“中国芯”,全频点覆盖的卫星导航高精度芯片——“海豚一号”基带芯片、北斗三号RX37系列射频芯片,两款芯片的组合是国内首个支持北斗三号应用的基带+射频全芯片解决方案。9月,“北斗+5G”的行业应用全新解决方案推出,利用5G技术,使原有的时空信息服务具备高带宽、低延时、高安全性,解决行业用户的应用需求。12月,新一代支持北斗三号新信号的22nm北斗/GNSS芯片Firebird II亮相,体积更小、功耗更低、精度更高。

北斗助力农作物全程机械化智能化。北斗农业应用足迹已遍布大江南北:北京、辽宁、山西、湖北、江苏、上海、浙江等省市体验到北斗系统带来的农业机械自动化的便捷。2019年,河北省多地实现智慧农机全程作业,搭载基于北斗系统的小麦联合收割机、无人驾驶拖拉机、精准变量喷药机、高效节水淋灌机,在全程机械化精准变量作业物联网的监控下,以全新的作业方式逐一亮相,集中展示了京冀联合打造的农作物全程智慧农机作业场景。

北斗应用于智能交通领域。广西壮族自治区全区内河航运船闸统一运营管理,通过北斗卫星导航系统、多方通信融合指挥系统等信息技术的应用,实现船闸联合调度、集中控制和不离船舶靠岸报闸等多项创新,极大提高了船舶过闸效率。我国推动北斗在长江航运应用全覆盖,长江电子航道图实现长江全线联通运行。江西省依托昌九高速公路改扩建工程,利用北斗卫星导航系统和基于传感控制网系统,对高速公路沿途实时车流、气象情况、每辆车的位置及基础设施状况实现全景监控,通过数据共享,可以为营运车辆驾驶员及私家车主提供信息服务,是我国首个在实际商用道路部署的包括基础设施、环境、车流、服务区等在内的数字化、联网化、智能化的智慧高速。12月,采用北斗卫星导航系统并实现自动驾驶等功能的智能高铁京张高铁开通运营。基于北斗卫星和GIS技术,京张高铁部署了一张“定位”大网,能够为建设、运营、调度、维护、应急全流程提供智能化服务。北京大兴国际机场成功应用了“北斗导航室内外定位系统”,实现了装卸车辆在室内外工作的连续跟踪定位,从行李托运开始就实现行李的实时共享和精准定位。

北斗预警地质灾害。3月26日、10月5日,甘肃黑方台附近两次发生黄土滑坡。高精度北斗/GNSS监测系统成功实现毫米级监测,提前预警黄土滑坡。该系统可提前30天对滑坡发出黄色预警,提前1天发出橙色预警,提前23分钟提供较为准确的滑坡临滑时间预报。系统提前发出预警信息,避免人员伤亡与财产损失。

3.北斗系统大众消费领域规模化应用

随着天上北斗卫星的增多,技术更新的提速,北斗产业由智能装备制造向大众化、服务型转变,北斗深度走进寻常百姓家。

湖北荆州市民可以在手机上下载“云图漫步”APP,可以随时看到电动自行车的实时动态,大大减少车辆失窃的概率,同时,电动车定位平台还实现预估续航、剩余电量等功能,湖北已有25万辆电动车安装北斗定位终端防盗。300辆搭载装有北斗高精度导航定位芯片的共享单车在湖北省武汉市投入场景应用测试,该北斗芯片在接入湖北省北斗地基增强网后,可实现厘米级定位。

陕西省西安市机动车停放服务中心启动“北斗智慧停车应用试点项目”,西安将进入车位查询、停车引导、即停即走、无感支付的智慧化停车管理时代。利用北斗卫星导航系统的精准时间和空间位置,将路面停车位数据采集后生成电子围栏,通过在车辆上安装北斗停车卡,利用北斗技术精确判断车辆进出电子围栏(车位)的位置和时间,并通过车主绑定的电子支付手段自动扣费。

广州市60所学校向1.7万名小学生发放装有北斗卫星导航系统芯片的智能手表。孩子的位置信息通过大数据管理平台实时传送到家长的手机端,遇到紧急情况还可一键向家长求救,定位精度在10m以内。北斗定位技术也早已广泛应用于手机行业,目前国内现有的手机产品中,有近300款配备有北斗卫星定位功能。

在11月举办的第二十一届中国国际高新技术成果交易会上,北斗高精度可穿戴设备最新解决方案发布。该方案将高精度定位融入智能可穿戴设备,实现“芯片平台+高精度定位服务+算法软件”从技术到应用的国产化。在芯片上实现支持新一代北斗三号卫星信号体制的功能,集成度更高、功耗更低。根据《中国可穿戴设备市场季度跟踪报告》显示,2019年中国可穿戴设备市场出货量大幅增加,可穿戴设备市场未来几年将继续增长。

四、遥感卫星应用蓬勃发展

1.高分辨率对地观测系统建设继续推进

2019年,高分辨率对地观测系统建设继续推进。3月21日,我国高分辨率对地观测系统的高分五号和六号两颗卫星正式投入使用,标志着高分辨率对地观测系统重大专项(简称高分专项)打造的高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的天基对地观测能力中最有应用特色的高光谱能力的形成。11月3日,高分专项中的高分七号卫星成功发射。高分七号是高分系列卫星中测图精度要求最高的科研型卫星,可实现1:10000比例尺卫星立体测图。高分十号卫星和高分十二号卫星分别于10月5日和11月28日发射,高分十号卫星和高分十二号卫星是高分辨率对地观测系统国家科技重大专项安排的微波遥感卫星,主要用于国土普查、城市规划、土地确权、路网设计、农作物估产和防灾减灾领域,可为“一带一路”倡议实施和国防现代化建设提供信息保障。

4月23日,国家航天局发布了《2019中国高分卫星应用国家报告》,这是高分专项建设的又一标志性创新成果,将推动中国遥感应用不断上台阶,塑造新成果。高分专项卫星数据已广泛应用于20个行业、30个省域,在国土、环保、农业、林业、测绘等领域应用中取得了重要成果。高分专项已设立了30个省级高分数据与应用中心,取得了一大批应用成果,为促进区域经济发展、提升地方政府现代化治理能力等提供了服务支撑。

11月6日,国家航天局推出了高分卫星16m数据共享服务平台,将中国高分卫星16m数据向全球开放共享。

2.我国将建成国家全球海洋立体观测网

6月28日,海洋一号C卫星和海洋二号B卫星投入业务化应用,这标志着国家全球海洋立体观测网建设取得重大进展。根据我国海洋观(监)测事业发展需求,全球海洋立体观测网的核心构成是国家基本海洋观测网和地方基本海洋观测网。国家全球海洋立体观测网建成后,将全面提升我国在全球范围的海洋环境保障、海洋防灾减灾、海洋生态环境保护及海洋综合管理能力。同时,通过积极参与和拓展国际海洋观测计划,加强国际多边和双边合作,全面提升与我国关系密切的海上丝绸之路沿线国家近岸近海和南北极区的观测能力。

3.商业遥感卫星发展势头强劲

2019年,我国商业遥感卫星发展势头强劲,在轨卫星已经超过30颗。1月21日,吉林一号光谱01/02星发射升空。11月13日、12月7日,吉林一号高分02A/02B星相继发射,实现15颗吉林一号卫星组网,具备对同一区域每天最多6次的重访能力,为农业、林业、资源、环境等行业用户提供更加丰富的遥感数据和产品服务。9月19日,珠海一号遥感微纳卫星星座03组卫星以“一箭五星”方式成功发射,与在轨的7颗卫星形成组网,实现12颗卫星在轨运行。11月13日,宁夏一号卫星(又称钟子号卫星)“一箭五星”成功发射。宁夏一号卫星是商业航天项目,主要应用于遥感探测等领域。

五、广泛开展国际合作与交流

1.北斗国际化合作走向深入

2019年7月,中国-东盟北斗行活动在南宁会展中心发车,活动历时20天,全程近8400km,在老挝、泰国以及马来西亚等国家分别开展北斗应用宣传活动,同时与当地政府部门、商会组织开展业务交流,旨在向东盟国家宣传推介我国在北斗时空信息领域的应用成果和产业政策,加强与东盟国家的产业对接,探索在东盟国家的产业发展合作模式,并对随车的北斗终端、E-Call紧急救援服务平台等进行路测与演练,开展北斗东盟服务性能测试,实地检验北斗产品(平台)的使用性能。同时,中国(广西)自由贸易试验区获批,根据总体实施方案,广西将与东盟国家加强北斗导航、大数据、人工智能等产业合作,广西-东盟北斗合作迎来新的机遇。10月17日,“中国-东盟北斗/GNSS(南宁)中心”正式揭牌,为务实开展双边和多边合作交流提供平台,为东盟用户体验北斗、认知北斗、应用北斗提供基础条件。

9月17日,中俄总理共同签署并发表《中俄总理第二十四次定期会晤联合公报》,表示要加强中俄卫星导航合作,切实落实《中华人民共和国政府和俄罗斯联邦政府关于和平使用北斗和格洛纳斯全球卫星导航系统的合作协定》,支持中国卫星导航系统管理办公室和俄罗斯国家航天集团就商谈《关于北斗和格洛纳斯全球卫星导航系统时间互操作的合作协议》所做的工作,进一步加强北斗和格洛纳斯系统的兼容和互操作,推动在中俄互设测量站、精准农业等领域的合作项目,继续推进北斗-格洛纳斯卫星导航系统在中俄国际道路运输应用合作,促进两系统以更高质量服务两国经济社会发展。

9月23日,中国与伊拉克签署卫星导航领域合作谅解备忘录,在卫星导航领域正式建立合作机制。双方将持续推动两国在卫星导航领域的交流合作,在公共安全、能源、农业、交通及港口管理等领域推动北斗应用合作,开展学术交流互访,联合建设北斗/GNSS中心,加快推进北斗系统更好服务伊拉克国家建设和经济社会发展。

2.中非人文领域合作项目肯尼亚“万村通”项目实施

12月,肯尼亚“万村通”项目竣工仪式在首都内罗毕举行,这意味着肯尼亚的800个村落、1.6万多个家庭将享受到免费的卫星电视服务。“万村通”项目是习近平主席在2015年中非合作论坛约翰内斯堡峰会提出的中非人文领域合作举措之一,旨在为非洲30多个国家的1万多个村落接入卫星数字电视信号。肯尼亚是首批启动“万村通”工程的国家,从首都内罗毕到偏远的海岛,该国47个郡的800个村落接入了卫星电视。

3.中巴地球资源卫星04A星与赠埃塞俄比亚微小卫星见证中巴、中埃友好合作新篇章

12月20日,中巴地球资源卫星04A星成功发射,同时搭载发射了“中国应对气候变化‘南南合作’项目——赠埃塞俄比亚微小卫星”。中巴地球资源卫星04A星是中国和巴西两国合作研制的第6颗卫星,是高技术领域南南合作的典范。该星将接替中巴地球资源卫星04星获取全球高、中、低分辨率光学遥感数据,为中巴两国资源系列卫星数据应用拓展至全球高分辨率业务领域奠定了基础,也为巴西政府实现对亚马逊热带雨林及全国环境变化监测等提供高技术手段,对于丰富中巴全面战略伙伴关系内涵、造福两国人民、实现联合国可持续发展目标、更好发挥中巴航天力量具有重要意义。

赠埃塞俄比亚微小卫星由中国无偿捐助,是埃塞俄比亚首颗人造地球卫星,质量约65kg,设计寿命2年,主要装载多光谱宽幅相机,能够获取农林水利、防灾减灾等领域多光谱遥感数据,支撑埃塞俄比亚开展应对气候变化研究。

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