近日，山東省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院公布“齊魯星座”計劃。首期齊魯一號、齊魯四號兩顆遙感衛(wèi)星，計劃今年10月份發(fā)射。

當(dāng)前，信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)已從移動互聯(lián)時代進(jìn)入空天信息時代。

國外有太空探索公司SpaceX的星鏈計劃，我國也已將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)納入新基建范疇，引發(fā)各地政府和企業(yè)爭相布局。如“陜西一號”衛(wèi)星星座計劃，將逐步形成256顆衛(wèi)星組網(wǎng)。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、北斗導(dǎo)航、5G技術(shù)等的深度融合，將構(gòu)成面向未來的“天羅地網(wǎng)”信息化新格局。山東也應(yīng)緊抓這一歷史機(jī)遇和產(chǎn)業(yè)機(jī)遇，努力在新一輪信息化浪潮中搶占先機(jī)。

何為“齊魯星座”

齊魯星座屬于低軌遙感星座，未來將由包括光學(xué)衛(wèi)星、雷達(dá)衛(wèi)星在內(nèi)的多種衛(wèi)星組成。各衛(wèi)星之間采用激光通信鏈路進(jìn)行連接，多顆衛(wèi)星的遙感數(shù)據(jù)相互補充，直接在空間融合處理，從而向地面提供高精度的商用衛(wèi)星數(shù)據(jù)，不受霧霾和云層影響，預(yù)期分辨率可達(dá)0.5米，實現(xiàn)對地面車輛等物體的清晰分辨，未來可廣泛應(yīng)用于城市管理、環(huán)境治理等重要領(lǐng)域。

為何要發(fā)展“星座計劃”？

因為未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，必然是萬物互聯(lián)的陸?？仗煲惑w化立體通信。

過去的20年，地面通信網(wǎng)絡(luò)得到了快速發(fā)展，光纖寬帶網(wǎng)和移動寬帶網(wǎng)已經(jīng)覆蓋了絕大多數(shù)場景及用戶。但海域、空域與地面網(wǎng)絡(luò)連接的問題，仍然沒有完全解決。

隨著航天技術(shù)飛速發(fā)展，以及衛(wèi)星制造和發(fā)射成本的降低，以衛(wèi)星作為中繼站的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，可能有效解決陸?？仗煲惑w化通信問題，成為新型基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，是以衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)信號的通信組網(wǎng)方式，可以實現(xiàn)對地面的“無縫隙”覆蓋，是解決地球“無互聯(lián)網(wǎng)地區(qū)”數(shù)字鴻溝的主要手段。

按照軌道高度，衛(wèi)星可以分為低軌衛(wèi)星、中軌衛(wèi)星和高軌衛(wèi)星三類。其中，低軌衛(wèi)星傳輸延時小、發(fā)射成本低，非常適合衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展。廣義的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，包括互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下用于通信、導(dǎo)航和遙感的各種衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)；而狹義衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，主要指用于通信功能的衛(wèi)星星座，尤其是近年來興起的低軌高通量衛(wèi)星星座。

談到衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，很多人會想起上世紀(jì)90年代的銥星系統(tǒng)。該項目旨在通過66顆衛(wèi)星，實現(xiàn)任何人在任何地點、任何時間與任何人進(jìn)行通信。銥星系統(tǒng)科技含量高，擁有廣闊的市場前景，但由于在商業(yè)模式上沒有很好定位自身與地面移動通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系，以及仍存在一系列技術(shù)瑕疵，并倉促上馬，最終在與地面移動通信網(wǎng)絡(luò)的競爭中宣告失敗。

近年來，隨著通信和航天技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)熱潮再起，并逐漸步入寬帶互聯(lián)網(wǎng)時期。此時的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，與地面移動通信網(wǎng)絡(luò)融合得更加緊密，同時衛(wèi)星工作的頻段更高，傳輸速率得到了很大提升，向著高通量衛(wèi)星的方向發(fā)展，最具代表性的就是太空探索公司SpaceX的星鏈(Starlink)計劃。星鏈計劃擬通過數(shù)萬顆衛(wèi)星組成的“星鏈”網(wǎng)絡(luò)，為地球上的用戶提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，該系統(tǒng)截至目前已發(fā)射數(shù)百顆衛(wèi)星。

根據(jù)全球互聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2019年，世界互聯(lián)網(wǎng)滲透率為58.8%，仍有約31.8億人口沒有被互聯(lián)網(wǎng)普及；另外，超過80%的陸地及95%以上的海洋,包括5G在內(nèi)的移動通信網(wǎng)絡(luò)仍無法覆蓋。

因此，在地面信息基礎(chǔ)設(shè)施受地理環(huán)境約束，而導(dǎo)致覆蓋盲區(qū)或投資收益比嚴(yán)重失衡的場合，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通信將實現(xiàn)無死角、低成本、超寬帶通信，與地面移動通信網(wǎng)絡(luò)形成優(yōu)勢互補格局，融合發(fā)展組成天羅地網(wǎng)。據(jù)預(yù)測，未來10年內(nèi)，全球在軌衛(wèi)星數(shù)量預(yù)計將擴(kuò)大10倍，增量部分主要來自低軌通信衛(wèi)星。

陸?？仗煲惑w化

目前，世界各國正在競相布局空天信息領(lǐng)域。如美國、俄羅斯、加拿大等，紛紛將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)上升為國家戰(zhàn)略；OneWeb、O3b、SpaceX、Telesat等眾多國外企業(yè)，也紛紛提出了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃。最近幾年，世界衛(wèi)星發(fā)射次數(shù)和數(shù)量急劇增加，商業(yè)航天發(fā)展提速。

一方面，這是萬物互聯(lián)的市場需求驅(qū)動；另一方面，則是強化空間資源話語權(quán)的戰(zhàn)略選擇。

衛(wèi)星在空中運行需要軌道資源，通信則需要頻率資源，因此衛(wèi)星的軌道頻率資源屬于重要的戰(zhàn)略資源。根據(jù)國際電信聯(lián)盟對非規(guī)劃的衛(wèi)星軌道頻率資源實行“先登先占”的規(guī)則，先申報、先登記者有優(yōu)先權(quán)，而且該權(quán)利受到國際公約、規(guī)則的約束和保護(hù)。因此，世界各國紛紛布局衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，也是在對空天軌道頻率戰(zhàn)略資源進(jìn)行爭奪。
我國衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)從上世紀(jì)90年代開始，經(jīng)過近30年的發(fā)展，已經(jīng)初具規(guī)模。2014年11月，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于創(chuàng)新重點領(lǐng)域投融資機(jī)制鼓勵社會投資的指導(dǎo)意見》，鼓勵民間資本參與商業(yè)航天；國務(wù)院《2016中國的航天》白皮書提出，鼓勵引導(dǎo)民間資本和社會力量有序參與航天科研生產(chǎn)、空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等航天活動；2018年，科技部將“與5G/6G融合的衛(wèi)星通信技術(shù)研究與原理驗證”課題，列入國家重點研發(fā)計劃“寬帶通信和新型網(wǎng)絡(luò)”重點專項中。

一系列政策的出臺，推動我國從計劃航天時代進(jìn)入商業(yè)航天時代。

今年年初，國家發(fā)改委首次將“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”納入新基建，全國各地開始布局衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，已有鴻雁星座、行云工程、虹云工程、天象星座等低軌通信衛(wèi)星星座計劃發(fā)布。因此，2020年也被視為中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的元年，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)有望迎來重大發(fā)展機(jī)遇。

山東高度重視空天信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在《數(shù)字山東發(fā)展規(guī)劃(2018-2022年)》中提出：加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、未來網(wǎng)絡(luò)、空間互聯(lián)網(wǎng)等新型網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)，推動未來網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)兼容發(fā)展。但山東衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)相關(guān)工作，面臨全國產(chǎn)業(yè)布局和區(qū)域競爭壓力。

為破解這一難題，山東近年來積極爭取優(yōu)質(zhì)資源，不斷強化各環(huán)節(jié)優(yōu)勢。其中，2019年8月，在中國(山東)自由貿(mào)易試驗區(qū)揭牌儀式上，中科院空天信息創(chuàng)新研究院與濟(jì)南市政府簽署《共建中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院齊魯研究院合作協(xié)議》，在濟(jì)南新建引領(lǐng)空天信息科學(xué)發(fā)展的學(xué)術(shù)高地、科創(chuàng)中心和產(chǎn)業(yè)基地，填補山東空天信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域空白；青島市上合示范區(qū)管委會也與吉利科技集團(tuán)簽署了低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)項目合作協(xié)議，雙方將在上合示范區(qū)布局建設(shè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)業(yè)態(tài)。

今年，山東產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院也提出實施齊魯星座計劃。齊魯星座屬于低軌遙感星座，遙感衛(wèi)星在應(yīng)對氣候變化、防震減災(zāi)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有重要作用，采用多顆衛(wèi)星組網(wǎng)后，更能夠顯著增強覆蓋面積，縮短重訪時間，提高空間分辨率和時間分辨率。

近年來，全球市場上低軌遙感星座的市場需求仍然很大，國內(nèi)由小衛(wèi)星組網(wǎng)的遙感星座也呈現(xiàn)井噴趨勢，如高分一號、高景一號、吉林一號、陜西一號、海南一號、珠海一號、深圳一號、北京二號等。據(jù)統(tǒng)計，我國在2030年前規(guī)劃中的低軌遙感衛(wèi)星數(shù)目將超過800顆。

齊魯星座是國內(nèi)首次采用“天基互聯(lián)網(wǎng)+小衛(wèi)星”模式的創(chuàng)新遙感應(yīng)用示范項目，觀測精度將達(dá)到國內(nèi)民用最高分辨率，能夠提供全天候、全空時服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)全球任意地點一個小時之內(nèi)重訪，山東省全域兩小時之內(nèi)覆蓋。據(jù)介紹，齊魯星座首期齊魯一號、齊魯四號兩顆遙感衛(wèi)星，計劃今年10月份發(fā)射。

貼近需求搞建設(shè)，不盲目追求“高大上”

面向未來，山東應(yīng)積極整合現(xiàn)有衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，大力培育通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，推進(jìn)示范應(yīng)用基地建設(shè)，重點拓展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)終端研制和衛(wèi)星應(yīng)用服務(wù)領(lǐng)域，深度賦能數(shù)字山東建設(shè)。

以數(shù)字海洋為例，利用高通量寬帶衛(wèi)星，可以實現(xiàn)海洋浮標(biāo)、海底傳感器等所觀測數(shù)據(jù)的實時傳輸；利用低軌遙感星座，可以對海洋進(jìn)行實時、全天候的觀測；利用導(dǎo)航衛(wèi)星，可以為漁船、浮標(biāo)等提供高效的定位和導(dǎo)航服務(wù)。

再以數(shù)字農(nóng)業(yè)為例，利用低軌遙感衛(wèi)星星座，可以對全省農(nóng)作物分布、農(nóng)作物長勢以及產(chǎn)量預(yù)測進(jìn)行分析；利用導(dǎo)航衛(wèi)星，可以對農(nóng)機(jī)裝備進(jìn)行智能化改造，實現(xiàn)無人駕駛等。

縱觀國內(nèi)外，空天信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快的地區(qū)，都有較強的科研力量、產(chǎn)業(yè)集群和完善的產(chǎn)業(yè)配套。山東也應(yīng)加大力度引入高端創(chuàng)新團(tuán)隊，尤其是空天信息領(lǐng)域科研實力雄厚的大院大所名校，支持在山東建立研究院和分校，成為高科技人才培養(yǎng)與高層次科學(xué)研究平臺，開展關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)集成研究。由創(chuàng)新鏈帶動產(chǎn)業(yè)鏈，孵化高新技術(shù)企業(yè)；產(chǎn)業(yè)鏈帶動人才鏈，聚集高端人才；人才鏈拉長產(chǎn)業(yè)鏈，形成良性循環(huán)。

應(yīng)充分利用國家基礎(chǔ)設(shè)施，推動北斗數(shù)據(jù)中心、高分?jǐn)?shù)據(jù)中心等國家級衛(wèi)星數(shù)據(jù)中心，在山東各地市設(shè)立分中心?？仗煨畔a(chǎn)業(yè)投資和維護(hù)費用較大，應(yīng)根據(jù)實際需求盡可能利用好國家現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，避免盲目投資搞同質(zhì)化建設(shè)，或者脫離需求搞建設(shè)，導(dǎo)致繡花枕頭中看不中用。推動通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星的集成創(chuàng)新應(yīng)用，探索將各類衛(wèi)星數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息產(chǎn)品的模式，通過開放、共享和融合，提升數(shù)據(jù)治理水平，賦能數(shù)字山東建設(shè)。

推動5G、人工智能、云計算、數(shù)據(jù)中心等新一代信息技術(shù)和空天信息技術(shù)的協(xié)同應(yīng)用，打造新模式、新業(yè)態(tài)。新一代信息技術(shù)，在智慧城市、無人駕駛等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。而空天信息技術(shù)中的精準(zhǔn)導(dǎo)航、授時、遙感和空天通信，可以為上述場景提供更多想象空間。同時，空天信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也迫切需要新一代信息技術(shù)的加持，衛(wèi)星數(shù)據(jù)的智能化處理越來越重要，要充分發(fā)揮我省超算中心、大數(shù)據(jù)中心等大平臺在發(fā)展空天信息產(chǎn)業(yè)中的作用，避免重復(fù)建設(shè)。

最后，面向空天信息產(chǎn)業(yè)鏈，全面梳理產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和長短板，明確重點發(fā)展領(lǐng)域，積極引導(dǎo)，做好布局。鼓勵社會和私人資本投資衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，積極拓展空天信息技術(shù)的民用領(lǐng)域，探索市場化運作機(jī)制，增強發(fā)展活力。對省內(nèi)具有知識產(chǎn)權(quán)的企業(yè)進(jìn)行大力扶持，培育、孵化自主創(chuàng)新企業(yè)。對符合國家政策、具有產(chǎn)業(yè)化前景的衛(wèi)星應(yīng)用項目，探索政府和社會資本合作的有效模式，推進(jìn)投資主體多元化。對企業(yè)主導(dǎo)的重大衛(wèi)星應(yīng)用項目，通過靈活的財政政策給予支持。