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陳向東:我國衛(wèi)星資源軍民融合應(yīng)用的實(shí)踐與思考

經(jīng)過了將近50年的發(fā)展,我們國家的航天事業(yè)特別是衛(wèi)星事業(yè),已經(jīng)達(dá)到了比較高的程度。

  6月14日,第六屆WGDC大會在北京國家會議中心隆重開幕。大會由空間信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)平臺泰伯主辦,秉承不斷引領(lǐng)和促進(jìn)空間信息技術(shù)創(chuàng)新與變革的宗旨,WGDC已走過五個年頭,如今已成為全球最具前瞻性的跨界創(chuàng)新風(fēng)向標(biāo)。

  在本屆大會的空間大數(shù)據(jù)+軍民融合峰會上,華力創(chuàng)通副總經(jīng)理陳向東做主題演講,以下為演講實(shí)錄。(內(nèi)容未經(jīng)本人審核):

  各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家大家下午好!應(yīng)該說經(jīng)過這么多年的發(fā)展,咱們國家第一顆衛(wèi)星是70年4月份發(fā)射的,經(jīng)過了將近50年的發(fā)展,我們國家的航天事業(yè)特別是衛(wèi)星事業(yè),到達(dá)了比較高的程度。

  目前我們國家的衛(wèi)星數(shù)躍居世界第二位,2014年有一個權(quán)威數(shù)據(jù),我們國家在軌的衛(wèi)星數(shù)是139顆,超過俄羅斯4顆,美國人是600顆衛(wèi)星,遙遙領(lǐng)先。2015年、2016年咱們國家又取得了巨大的進(jìn)步,在2016年一箭打了20顆小衛(wèi)星。

  目前國家在民用領(lǐng)域形成了通信、導(dǎo)航、遙感三大系列衛(wèi)星體系。通信主要是以中星、鑫諾、天通等系列構(gòu)建起的通信衛(wèi)星體系,導(dǎo)航是以北斗構(gòu)成的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星體系;在遙感這一塊我們國家的衛(wèi)星非常豐富,有風(fēng)云、海洋、資源系列,同時(shí)在商業(yè)包括北京一號、北京二號、吉林一號等系列衛(wèi)星構(gòu)建起我國的衛(wèi)星遙感體系。

  軍用領(lǐng)域基本形成了五大體系,比民用多一個偵察多一個預(yù)警,國家在戰(zhàn)略預(yù)警這一塊也進(jìn)一步加強(qiáng)了。

  切入今天的主題,我想言歸正轉(zhuǎn),到目前為止軍民融合走的最好的是兩大信息系統(tǒng),一個是北斗系統(tǒng),一個是天通系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)有國家的意識,是國家的第三張名片,高鐵、核電和北斗。在天通這塊國家宣傳少一點(diǎn),當(dāng)然衛(wèi)星也是去年8月6日才發(fā),我相信產(chǎn)業(yè)化能力不比北斗差。這兩大系統(tǒng)真正意義上形成了軍民融合,既滿足了軍事應(yīng)用需求,又帶動了我國衛(wèi)星應(yīng)用向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。遙感衛(wèi)星應(yīng)該在我國起步比較早的,但是產(chǎn)業(yè)化來說做的還不如導(dǎo)航。

  剛才周總介紹北斗的系統(tǒng),我還是從比較宏觀的層面介紹北斗的發(fā)展,特別是在用的北斗二號系統(tǒng)。這套系統(tǒng)是2004年立的項(xiàng),應(yīng)該說我們國家搞北斗這么幾年戰(zhàn)略決策一步一步踩的都很到位,2004年搞“北斗二號”一期系統(tǒng),就是因?yàn)槭芤晾藨?zhàn)爭。在三次戰(zhàn)爭中間,GPS都發(fā)揮了很好的作用。

  前兩次衛(wèi)星導(dǎo)航的應(yīng)用率并不是很高,但是到了伊拉克戰(zhàn)爭就不一樣了,據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),美軍的80%武器裝備用上了GPS導(dǎo)航,這個也觸動了我們國家決策上“北斗二號”的契機(jī),這是我個人的觀點(diǎn)。

  2007年4月發(fā)了第一顆星,第一顆星是個MEO衛(wèi)星,軌道高度為21500km。

  2009年,決策北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)納入國家十六大重大專項(xiàng),時(shí)隔五年緊接著決策搞北斗全球系統(tǒng)。從2010年1月,“北斗二號”進(jìn)入衛(wèi)星密集發(fā)射期,2010年共發(fā)射了5顆衛(wèi)星(3GEO+2IGSO),2011年共發(fā)射了3顆衛(wèi)星(都是IGSO),2012年共發(fā)射了6顆衛(wèi)星(2GEO+4MEO)。到了2012年年底,我們的北斗衛(wèi)星正式投入使用。

  從2015年開始,又啟動了北斗全球系統(tǒng)試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射,其中5顆組成,2顆IGSO和3顆MEO,在衛(wèi)星制造行業(yè)開啟了我們國家的競爭局面,北斗導(dǎo)航衛(wèi)星開始有兩家企業(yè)開始生產(chǎn)。像GPS衛(wèi)星是3家,波音公司、馬丁公司和休斯頓公司(音)三家在做,基本上每一家接10顆訂單。

  2015年3月30日,打了第一顆的試驗(yàn)衛(wèi)星是IGSO,里面的標(biāo)志性使火箭技術(shù)進(jìn)一步增強(qiáng),叫做空間百度車,可以進(jìn)一步進(jìn)行軌道的變軌,對于下一步的衛(wèi)星發(fā)展起到了很好的基礎(chǔ)作用。

  2015年7月25日,打了2克MEO一箭雙星打上去的,這顆衛(wèi)星用的國產(chǎn)的CPU。

  2015年9月30日,打了IGSO第二顆北斗衛(wèi)星,這顆星也是有創(chuàng)舉的,是搭載了氫原子鐘,能夠把氫原子鐘做小而且能做到星載還是很不容易的。本來2015年底就應(yīng)該把5顆試驗(yàn)星打完,稍微推遲一點(diǎn)。

  最后一顆星是2016年2月1日打的,至此北斗試驗(yàn)衛(wèi)星5顆全部完成。

  2016年進(jìn)一步增強(qiáng)目前的北斗二號一期系統(tǒng)的星座可靠性,去年3月30日打了一個IGSO,把兩條IGSO鏈路補(bǔ)全了更加完善。

  第二顆是打的GEO,第23顆的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。

  緊接著是去年9月份“北斗三號”開始啟動,這次計(jì)劃是3同步衛(wèi)星+3傾斜地球同步軌道衛(wèi)星+24中圓地球軌道衛(wèi)星組成的,獨(dú)立自主。

  下面簡單介紹一下“北斗二號”一期覆蓋范圍,真正意義上實(shí)現(xiàn)了大的區(qū)域。重點(diǎn)區(qū)域包括剛才周總提到的廣域差分集中在東經(jīng)75-135,北緯10-55度范圍。

  時(shí)空基準(zhǔn)這一塊簡單說一下,一個是大地坐標(biāo)系,在“北斗二號”系統(tǒng)真正意義上和國際接軌用的全球坐標(biāo)系,CGCS2000,比國際地球參考框架ITRF的一致性差約為5個厘米。

  時(shí)間體系和國際接軌,歷元從2006年1月1日0時(shí)0分,這是星期日的0點(diǎn),我們是從這個時(shí)間點(diǎn)起算的。

  同時(shí),和國際UTC保持著100納秒以內(nèi)的偏差,精度還是很高的。

  北斗軍事應(yīng)用一個是指揮控制,為什么要強(qiáng)調(diào)指揮控制?北斗系統(tǒng)相比于GPS還有一個指揮功能,可以做指揮機(jī)。另外精確制導(dǎo)都一樣、常規(guī)裝備、軍事訓(xùn)練也一樣,邊防建設(shè),有一年新疆軍區(qū)在達(dá)坂城巡邏時(shí)遇到了雪崩,當(dāng)時(shí)正好使用了北斗終端,就可以把位置報(bào)上來,否則我們的官兵就遇到了生命危險(xiǎn)。

  民用方面,經(jīng)過這么多年的發(fā)展,現(xiàn)在我到了企業(yè),我還是挺佩服中國人的。我感覺中國人花3年時(shí)間做出了西方人10年的工作。目前多家從事北斗的企業(yè),已初步形成了從芯片、模塊、終端到應(yīng)用系統(tǒng)等全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品體系。同時(shí),國家政策大力扶持,2013年9月份,國家發(fā)改委、科技部、工信部、國防科工局、原總參謀部、總裝備部共同研究起草了《國家衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》,《規(guī)劃》提出到2020年,我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展格局基本形成,產(chǎn)業(yè)應(yīng)用規(guī)模和國際化水平大幅度提升,產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過4000億元,這是我們的目標(biāo),我覺得一定能實(shí)現(xiàn)的。而且北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及其兼容產(chǎn)品在國民經(jīng)濟(jì)重要行業(yè)和關(guān)鍵領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,對國內(nèi)衛(wèi)星建設(shè)貢獻(xiàn)率達(dá)到60%。

  目前北斗應(yīng)用領(lǐng)域主要是這些,實(shí)際上我們和GPS競爭還是挺白熱化的。在這幾個領(lǐng)域一個是北斗的短報(bào)文通性還有授時(shí)等,像海洋漁業(yè),在海上以前沒有有效的通信手段,只靠北斗發(fā)短信。像電力、地面移動通信應(yīng)用,主要是授時(shí)應(yīng)用,這些領(lǐng)域雖然是民用領(lǐng)域,但是關(guān)系到國計(jì)民生的關(guān)鍵領(lǐng)域,在這些領(lǐng)域如果不能做到自主可靠的系統(tǒng)進(jìn)行輔助,有可能會帶來一些風(fēng)險(xiǎn)和隱患。

  這兩個領(lǐng)域目前北斗授時(shí)逐漸擴(kuò)展應(yīng)用,因?yàn)閺目煽啃陨虂碚f,可能我們和GPS還是有點(diǎn)差距,隨著北斗系統(tǒng)的進(jìn)一步建設(shè)和發(fā)展,我相信這些問題都不是問題。像電力就提出,目前是以GPS逐漸過渡到GPS和北斗兼容,最后過渡到以北斗為主,GPS為輔。

  下面介紹第二個系統(tǒng),“天通一號”,這是我們國家自主的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。實(shí)際上我們國家搞衛(wèi)星系統(tǒng)搞晚了,“天通一號”立項(xiàng)是2011年,去年才發(fā)射“天通一號”衛(wèi)星,這顆星定位東經(jīng)108度,設(shè)計(jì)壽命15恩年,109個點(diǎn)波束,2個海域波束。頻段是S頻段,業(yè)務(wù)主要包括語音、傳真、短消息、數(shù)據(jù)、圖像傳輸?shù)?,信息速率?.2K-384Kbps。

  軍民融合的設(shè)計(jì)不少200萬,地面規(guī)劃建設(shè)6個信關(guān)站。

  整個衛(wèi)星系統(tǒng)主要由這么幾部分組成:

  一個是信觀站,主要是負(fù)責(zé)地面系統(tǒng)的信息交換,還有行業(yè)應(yīng)用中心、應(yīng)急指揮中心,進(jìn)一步形成了天地?zé)o縫的指揮連接。

  剛才介紹了“天通一號”衛(wèi)星達(dá)到了第三代移動通信衛(wèi)星水平。引入了三維數(shù)字化設(shè)計(jì),采用單機(jī)集成設(shè)計(jì)、混合集成電路等技術(shù),集成多種信息處理功能。

  這顆衛(wèi)星8月13日成功定點(diǎn)并展開天線,這個也是不容易的。8月20日,民用用戶終端語音通話和收發(fā)短信都成功了,目前做民用衛(wèi)星的一共四家,分別是華力創(chuàng)通、中電科54所、中興通信和海格通信四家,目前都在加緊開展型號核準(zhǔn)、入網(wǎng)測試和3C認(rèn)證。

  這是我們“天通一號”的覆蓋區(qū),這個覆蓋區(qū)可以看到基本是我們國家的周邊區(qū)域,特別是對于東南亞、南亞地區(qū)覆蓋比較好,特別是南海地區(qū)。

  這是前階段做的覆蓋區(qū)測試的一些照片,基本是海上、西藏、新疆,這個也是在西藏拿的第一款的智能終端。天線越來越大,這是必然的,因?yàn)樾l(wèi)星信號落地比較低,同時(shí)機(jī)型也比較小。這是在新疆的,最后大家合了個影。

  這是我們?nèi)A力創(chuàng)通公司做的產(chǎn)品,左邊是芯片,上邊是民用,下邊是軍用。這款產(chǎn)品真正實(shí)現(xiàn)了通導(dǎo)一體化,可以兼容定位,也可以自主定位。右邊是研發(fā)的四個自主模塊,供終端廠家配發(fā)。

  這是推出的功能機(jī),它帶有實(shí)體鍵盤,它的好處在救援方面應(yīng)用比較便捷。實(shí)體鍵盤在救援場合大家都帶有手套,你用觸摸屏肯定不用。我們這一款機(jī)器里面也帶有GPS功能,還帶有呼叫功能。

  這算我們的第一款智能機(jī),在國內(nèi)還比較領(lǐng)先的。集地面移動通信和終端移動通信一體,這張卡接四張卡,一張是全網(wǎng)通卡,一張是天通的卡,現(xiàn)在僅電信獨(dú)家運(yùn)營。它的智能功能都具備,采用安卓的操作系統(tǒng),5英寸的觸摸屏操作便捷。輔助對星,可靠連接、支持加密、高話音質(zhì)量、長續(xù)航能力。

  這是根據(jù)海上的應(yīng)用推出的手持的船用衛(wèi)星電話,這個是集AIS、天通、地面全網(wǎng)通完美結(jié)合,滿足海上工作人員通信、導(dǎo)航、定位、AIS等需求。

  這是衛(wèi)星移動通信的熱點(diǎn)俗稱叫“天通貓”,這款系統(tǒng)不改變用戶的使用習(xí)慣,用戶只需要裝一個APP,通過Wifi連通天通貓上,使用非常便捷,它支持十個用戶通過Wifi連接這個場景。

  這是目前再研的船載終端,集電子海圖、天通、AIS于一體,這是終端形態(tài)的。功能包括電子圍欄、區(qū)域報(bào)警,海上的一些指揮應(yīng)用。一旦說你駛出專屬域區(qū),遇險(xiǎn)都可以求救,非常便捷。

  同時(shí),還提供測試設(shè)備。這么多年做衛(wèi)星用的產(chǎn)品,在衛(wèi)星沒有上線之前,必須能夠構(gòu)建一個閉環(huán)的測試環(huán)境,所以在做測試設(shè)備這塊也有一定的實(shí)力。包括做北斗的導(dǎo)航模擬器也叫導(dǎo)航信號源,應(yīng)該說還可以。在天通這一塊,提供了天通終端測試儀。

  我總結(jié)一下今天的發(fā)言:

  北斗和天通系統(tǒng)是典型的軍民融合系統(tǒng),走出了一條軍民共建共用,以軍促民,以民養(yǎng)軍的軍民融合之路。這兩顆衛(wèi)星從建設(shè)經(jīng)費(fèi)來說應(yīng)該都是軍費(fèi)的,在建設(shè)中間軍民齊心協(xié)力。建設(shè)大軍里面有軍區(qū)單位,也有全國的廠家,以軍促民,現(xiàn)在通過技術(shù)上引領(lǐng)民用,這兩個都能夠很好實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化目標(biāo),所以說以民養(yǎng)軍,反哺軍費(fèi)的投入。

  目前我國衛(wèi)星資源軍民融合的應(yīng)用還需要深入拓展,像高通量衛(wèi)星通信、衛(wèi)星移動廣播、衛(wèi)星遙感等領(lǐng)域,軍民融合之路還沒有走開。

  未來,我們國家衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域軍民融合的前景還是很大的,國防建設(shè)、國防軍用建設(shè)都促進(jìn)很大。

  再有商業(yè)航天的發(fā)展會促進(jìn)軍民融合,特別是軍民航天資源的共建共享,包括衛(wèi)星的制造、發(fā)射、運(yùn)行管理和應(yīng)用等。

  我那天跟西安衛(wèi)星測繪中心開玩笑,我說你們以后的藏館中心不僅僅管軍星,軍民星都要管,而且你那會管的越來越透。

  還有應(yīng)用方面,我們現(xiàn)在談遙感一談就談到空間分辨率,我能夠到2米,我甚至到的0.2米,實(shí)際上還有一個指標(biāo)沒有關(guān)注就是時(shí)間分辨率,現(xiàn)在時(shí)間分辨率有待提高。時(shí)間分辨率提高不僅僅靠軍星,如果是民星。如果我們?nèi)税衙裥堑倪b感數(shù)據(jù)也足夠長的話,我相信時(shí)間分辨率會大大提高。原來說能夠監(jiān)測到日本的航母,但是以前監(jiān)測,說不定你一個月監(jiān)測一次,等你再看它時(shí),它早就出航了?,F(xiàn)在提高分辨率,一小時(shí)監(jiān)測一次,這樣軍民融合道路就走的更好,謝謝大家!

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