【独家】空间对地观测系统与应用最新发展（上）

 1 总体情况

历经近60 年发展，全球空间对地观测体系和能力日趋完备，空间对地观测已经开始走进“精致为用”的发展新阶段，显现出两大特点：一是系统规模和能力稳步发展，应用越来越“精致”，广度和深度不断延伸，服务能力和产业化水平显著提高；二是在应用过程中衍生出的需求变化和精致化应用等新需求，已成为未来新一代空间对地观测系统转型发展和技术创新的主导推动力量。

全球对地观测卫星发射和在轨情况

截至2017年12月31日，全球已成功发射7956个航天器，其中对地观测卫星是发射数量最多的应用卫星，达2816 颗，占比超过35%。2017 年对地观测卫星发射数量达到233 颗，首次超过200 颗，与2016 年相比翻一番，远超过其他类别卫星发射数量的总和。近4 年与前4 年的发射数量环比增长超过4倍，增幅超过其他类型应用卫星。数量跃升主要源于小型对地观测星座发展成熟并大量应用，特别是质量小于100kg的微纳卫星。

截至2017年12月31日，国外在轨对地观测卫星509颗，其中美国对地观测卫星数量最多，为334颗，约占65%，欧洲52颗、日本24颗、俄罗斯22颗、印度18颗。光学成像卫星数量最多，约占62%。在轨工作的509颗卫星中，传统卫星（以单颗或几颗卫星组成系统）数量245 颗，新型卫星（以星座组成系统）数量已达264 颗。后者增幅迅猛，数量已开始赶超传统卫星。

▲ 新型对地观测卫星系统在轨统计情况

空间对地观测产业情况

（1）产业规模

依据截至2017 年12 月的最新统计，全球对地观测卫星年投资额将连续2 年超过200 亿美元，空间对地观测产业进入成熟发展阶段。

根据欧洲咨询公司数据测算，2017 年全球民用计划政府投资仍将超过100 亿美元。通过对美国航天预算的分析，近几年美国天基侦察预算始终维持在年均100 亿美元之上，高于国防部航天预算。根据欧洲咨询公司等报告，全球对地观测卫星数据收入近年来一直保持稳步增长趋势，2017年超过20亿美元。

（2）企业发展情况

2017 年，国外空间对地观测企业迎来“同类”并购热潮，旨在整合、优化业务布局、产品布局和市场布局。

一方面，传统公司做大做强。加拿大麦克唐纳-德特威勒联合公司（MDA）收购美国数字地球公司（DigitalGlobe），整合光学、雷达对地观测业务，完善产品，全面争夺北美（尤其是美国的国防领域市场）这一全球最大的对地观测市场。另一方面， 新兴公司完善新型能力。行星公司（Planet） 收购同为新兴企业的特拉贝拉公司[Terra Bella， 原天空盒子成像公司（SkyboxImaging）]，整合高、中分辨率产品和创新型服务，全面夺占新兴用户市场。同时，新兴企业持续展现新气象和新变化。不仅创新型公司数量仍高速增加，而且业务也开始加快拓展，由成像领域拓展至环境监测领域， 甚至安全监测领域。美国斯派尔公司（Spire）利用“狐猴”纳卫星星座收集天气数据，“狐猴”卫星单星质量4.6kg，可提供全球的精确温度、压力和湿度信息，填补美国天气数据的空档。新研制的狐猴－2卫星有2 副可展开的太阳电池翼和体装太阳能电池，携带了2 个遥感仪器：无线电掩星有效载荷和“自动识别系统”（AIS）有效载荷。

▲ “天空卫星”在轨示意图

新兴公司业务即将全面覆盖光学和雷达成像能力，不仅具备高、中等多种空间分辨率，还注重高时间分辨率和高光谱分辨率。其主要系统为数十乃至数百颗卫星构成的星座，具备实时监视能力。美国行星公司已发射315 颗“鸽群”卫星，在轨192颗，分辨率3 ～ 5m。美国黑天全球公司（BlackSkyGlobal） 正在发展由60 颗卫星组成的星座， 具备10 ～ 60min 重访能力， 该星座单星质量小于50kg，多光谱分辨率达1m，首颗技术验证卫星已于2016 年9 月25 日成功发射。

▲ 美国黑天全球公司“全球”卫星星座示意图

 2 政策环境发展

空间对地观测系统应用和产业化的蓬勃发展离不开政策环境的支持，美国等空间对地观测产业领先国家均利用相关政策引导并推动应用和产业化的有序与协调发展。

美国历经30 余年探索，形成了一套完善的空间对地观测政策体系，涵盖法案、政策、授权许可制度等多层次文件，使空间对地观测应用和产业拥有了良好的发展环境，也引导了其他国家对地观测政策的发展。美国空间对地观测政策主要经历了探索、发展、成熟三个阶段。

在探索阶段，1984 年7 月17 日，美国政府颁布了《陆地遥感商业化法案》，标志着美国遥感数据政策“探索阶段”的开始。然而事实证明，该法案提出的将民用遥感系统运营完全交给私营企业的方针，不仅没能起到促进商业遥感产业发展的效果，反而对民用遥感能力的发展造成了负面影响。

在发展阶段，布什政府于1992 年颁布了《陆地遥感政策法案》。该法案取代了1984 年《陆地遥感商业化法案》，成为美国陆地遥感基本法。《陆地遥感政策法案》颁布后，申请私营遥感系统运营许可的私营企业如雨后春笋般大量出现，美国商业遥感产业发展呈现出一片繁荣的崭新气象。

在成熟阶段，1996 年《国家航天政策》要求美国政府“合理利用私营遥感能力、数据及信息产品”，以支持美国商业遥感能力的发展，并指定商务部通过美国国家海洋和大气管理局（NOAA）提供私营遥感系统运营许可并制定相关规章。1998 年，美国政府又在《商业航天法案》中明确要求美国国家航空航天局（NASA）采购“有助于地球科学研究的商业遥感数据”。小布什政府于2003 年4 月25 日颁布的《美国商业遥感政策》，重点解决了美国商业遥感产业发展初期暴露出的突出问题。美国国家海洋和大气管理局于2006 年4 月25 日颁布了《私营陆地遥感空间系统授权许可》的最终规定，与1992 年《陆地遥感政策法案》和2003 年《美国商业遥感政策》共同构成了完备的商业遥感政策体系。

近年，政策发展进入新阶段，2015 年，美国国家地理空间情报局（NGA）发布《商业地理空间情报战略》，提到“在用户所需的地点及时提供商业数据、信息和知识，提高战术用户的任务成功率”，这充分说明，对地观测卫星应用已经从提供图像数据向提供信息和知识转变。未来，最新空间政策即将发布，面向精细化应用的政策即将展现。

受美国完善的政策法规带动，德国、加拿大、欧洲航天局（ESA）、印度、日本等国和机构也相继出台政策，推动各自空间对地观测产业在确保国家安全的前提下蓬勃、有序发展。

作者：原民辉、刘韬