空間信息網憑借衛(wèi)星得“天”獨厚的優(yōu)勢，對廣域空間信息資源進行一體化組織與處理，是具有按需服務能力的空間信息基礎設施?？臻g信息網是由不同軌道上不同種類、不同性能的衛(wèi)星或星座系統(tǒng)以及相應的地面設施，按照信息資源的最大有效綜合利用原則，通過星地、星間鏈路構成的天地一體化綜合網絡系統(tǒng)，能夠集信息獲取、信息分發(fā)、信息處理于一體，以最小的代價獲取盡可能廣泛、實時的信息，并快捷地發(fā)送到各終端，已經成為軍民信息應用領域不可缺少的重要系統(tǒng)。
空間信息網綜合了軍民兩用的多種航天系統(tǒng)......傳統(tǒng)的各類衛(wèi)星應用系統(tǒng)分離的控制中心通過網絡信息技術從單一平臺轉移到綜合信息網絡上，能夠實現(xiàn)陸海空天信息融合共享，實現(xiàn)不同信息獲取和應用組織的跨域信息互通互操作，并最終實現(xiàn)信息在軍事和民用領域全天時、全天候、全方位的無縫支持。
1 空間信息網應用需求
廣域信息感知需求
空間信息系統(tǒng)中的遙感衛(wèi)星、測繪衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星等為大時空廣度、多譜段的信息獲取提供了技術手段，多顆遙感衛(wèi)星組網可實現(xiàn)對指定區(qū)域的連續(xù)探測。通過分散的傳感器信息集成，預警衛(wèi)星系統(tǒng)可以在彈道導彈的助推段發(fā)現(xiàn)目標，提供預警信息，擴展了地面雷達和預警機的預警范圍，為反導作戰(zhàn)贏得寶貴的準備時間。測繪衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星可以提供戰(zhàn)場的詳細信息，縮短了信息獲取時間，為作戰(zhàn)決策提供有力的支持。
通信和指揮控制需求
與地面通信網相比，天基信息系統(tǒng)不受地域、地形的影響，能夠完成快速組網，短時間內可實現(xiàn)全球范圍內的終端用戶接入，為災害救援、聯(lián)合作戰(zhàn)、遠洋編隊等任務提供廣域通信支持.......能夠減少指揮層級實現(xiàn)扁平化的快速決策和響應，實現(xiàn)跨領域、跨地域的聯(lián)合行動。
信息融合需求
為實現(xiàn)信息的實時提取和高效分發(fā)利用，空間信息網利用星載信息處理技術，可以直接從遙感圖像信息中提取有效信息并下傳給用戶，不僅大幅度降低了數(shù)傳信道壓力，還能顯著提高信息產品的時效性。基于空間多源信息獲取平臺，利用空間信息處理技術對信息進行自動化融合處理，能夠極大提高信息獲取的準確性、目標提取的實時性和信息分發(fā)的目的性......
2 空間信息網發(fā)展態(tài)勢
空間信息網的發(fā)展經歷了“單星系統(tǒng)-單層衛(wèi)星系統(tǒng)-多層衛(wèi)星系統(tǒng)”三個發(fā)展階段，目前正向“異構多功能衛(wèi)星系統(tǒng)”，即空間信息網發(fā)展演進?？臻g信息網的本質是實現(xiàn)了空間衛(wèi)星系統(tǒng)的網絡化和一體化，將系統(tǒng)中的各個節(jié)點通過星間鏈路、星地鏈路有效地組織起來，提高系統(tǒng)的靈活性、機動性和智能化。因此，通信網絡化、衛(wèi)星智能化、深空通信等成為未來空間信息網發(fā)展的熱點方向。
空間組網通信
2001年美軍提出軍事轉型計劃，支持美國大陸和政府網絡間的通信。相互連接以后，以前區(qū)域性的網絡可連接到空間信息網實現(xiàn)全球互聯(lián)，支持用戶、處理中心和存檔中心間的信息交換。隨著空間路由技術的發(fā)展，美國開展了“思科低軌衛(wèi)星路由器”(CLEO)研究計劃......
美國國防部于2006年開展“太空互聯(lián)網路由”(IRIS)計劃。在地球同步衛(wèi)星空間環(huán)境下，測試評估星載IP路由器的工作性能以及對IP業(yè)務傳輸與路由的影響。衛(wèi)星發(fā)射成功后將構建以星上IP路由器為交換核心的IRIS網絡，為美軍提供話音、視頻和數(shù)據(jù)通信服務，并實現(xiàn)互聯(lián)網分組業(yè)務的“一跳”轉發(fā)......
NASA綜合網絡體系結構
星載高速信息處理
星載信息處理載荷通過智能處理技術能夠從遙感圖像信息中提取有效信息直接下傳給用戶。目前，世界上發(fā)達國家已經將星載信息處理載荷應用于多種類型的業(yè)務衛(wèi)星，使空間信息獲取系統(tǒng)不僅能獲取數(shù)據(jù)，并能對數(shù)據(jù)進行聚集和系統(tǒng)化處理，變成用戶容易接受的形式，形成用戶可直接利用的信息。美國計劃大力發(fā)展星上信息“融合”技術、神經網絡技術、圖像壓/擴技術等，經星上處理后的信息，可供用戶實時采用。
深空探測組網
20世紀末美國國防高級研究計劃局(DARPA)資助NASA噴氣推進實驗室(JPL)進行名為“行星際互聯(lián)網”(IPN)的研究計劃，該計劃比“思科低軌衛(wèi)星路由器”等研究計劃涵蓋的范疇更大，將應用于火星等其他行星的科學研究上。系統(tǒng)構成包括行星網、行星際擴展網、行星際骨干網三部分。美國國防高級研究計劃局基于IPN的體系結構，結合地面移動網絡、AdHoc網絡、傳感器網絡等受限網絡的特征，提出了容延遲網絡(DTN)。DTN可以處理具有間歇式連接和大傳輸延遲特性的網絡互聯(lián)問題和異構網絡互聯(lián)問題。其相關組件主要由消息轉發(fā)機制、節(jié)點與端點機制、命名與尋址機制、路由與轉發(fā)機制、安全機制、服務質量保障機制和匯聚層適配器組成，相關協(xié)議在開放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)層次模型中處于傳輸層之上，應用層之下。
信息系統(tǒng)戰(zhàn)術應用
衛(wèi)星信息實時應用于戰(zhàn)術目的的需求日益凸顯。為解決前線基層作戰(zhàn)人員無法實時按需獲取戰(zhàn)區(qū)情報的問題，美國國防高級研究計劃局于2012年3月12日提出了“提高軍事作戰(zhàn)效能的空間系統(tǒng)”(SeeMe)項目發(fā)展構想，該項目實質上是以低成本為最高優(yōu)先級，通過創(chuàng)新衛(wèi)星研制模式、創(chuàng)新圖像獲取和處理技術、創(chuàng)新發(fā)射部署模式......
在空間信息的綜合利用方面，美國針對如何從大數(shù)據(jù)中自動化、智能化地識別最有價值的信息，并進行分析處理，幫助指戰(zhàn)員更好地做出決策，美國國防高級研究計劃局在2010年后推出了多個項目，如“洞察”(Insight)火星著陸器等......該項目2013年進入了第二階段，進一步增強綜合、分析、集成多源信息能力。(文|王大鵬、等)
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