中国航天科技集团公司商遥卫星系统建设背景、运营模式及应用前景探析

文章来源:中国航天报 发布时间:2017-01-16

6年前,徐丽萍加入北京航天世景信息技术有限公司,任职总经理。这家公司隶属于中国航天科技集团公司旗下的中国四维测绘技术有限公司,负责遥感卫星影像的商业化运营。

6年间,徐丽萍带国内客户参观过很多国家的商业遥感卫星。“法国的、美国的,就是没有中国的。”遗憾之余,徐丽萍有了一个梦想:“有一天我们能卖中国自己的遥感卫星数据。”

如今,随着集团公司“16+4+4+X”商业遥感卫星系统首发星首批影像的发布,这样的梦想已不再遥远。而我国能拿到全球商业遥感卫星主流市场的入场券,背后是中国航天整整60年的技术积淀。

在高景一号出厂前,中国四维公司邀请了一批重要商业客户——既有国家测绘地理信息局、国家卫星海洋应用中心等传统遥感行业用户,也有腾讯、百度等互联网空间信息服务企业,走进航天东方红卫星有限公司,近距离参观卫星,详细了解卫星技术指标及研制过程。

“第一次带客户看本国的商遥卫星,他们激动,我比他们还激动。”徐丽萍笑着说。

看似平常的参观活动,实际上是卫星运营方和研制方让卫星技术走近一线用户的一次积极尝试,也是商业遥感卫星系统建设进程中一次卓有成效的市场推广,体现着航天人将该系统视为商业遥感项目而非传统型号任务这一观念上的深刻转变。

爆炸式增长的市场

在中国四维公司总经理徐文看来,卫星水平的提高、传输技术的发展以及市场投入的加大,使遥感卫星商业化成为可能。

30多年前,欧美国家最早实现了遥感卫星的商业化运作。1986年,法国发射世界首颗遥感卫星SPOT-1,并成立独立子公司从事影像数据的代理销售。美国早期成立的地球观测卫星公司(EOSAT)也采用此模式销售Landsat卫星影像。

目前,美国的高分辨率遥感卫星系统主要包括DigitalGlobe公司的GeoEye-1和Worldview系列卫星等。在欧洲,法国0.5米新型高分辨率卫星Pleiades-1和Pleiades-2分别于2011年和2012年先后发射并投入运营。加拿大UrtheCast公司拥有分辨率为0.75米的DEIMOS-2光学遥感卫星。该卫星拥有专门设计的端到端系统,能够及时响应用户的数据服务和编程采集需求,具有更明显的商业化特征。

以高精尖航天技术和制造水平为依托的欧美国家对遥感小卫星的认识和技术储备,往往在很短时间内就会发生一个质的飞跃,他们在如何使产品更加贴合市场需求方面也下了很大功夫。

“比如,去年在一次国际会议上,UrtheCast介绍了其未来‘8颗光学遥感卫星组合8颗雷达遥感卫星’的OptiSAR小卫星星座计划。今年他们到我们公司又介绍了新的UrtheDaily计划,旨在每天获得一次覆盖全球的、达到遥感专业应用质量的卫星数据。”徐丽萍说,“这两个卫星计划将会使未来遥感商业化服务能力提高一大步。”

然而,在国际众多的遥感卫星计划中,有些目前尚处于构想阶段。

另一方面,随着航天技术日益普及,日、韩等大批具有遥感卫星应用需求的国家迅速跟进。未来整个国际遥感领域的格局正在从美欧两强争霸向多极化发展转变。这样的局势为我国遥感卫星在市场上开疆拓土并建立起自主的国际业务体系,提供了发展机遇。

“虽然近一两年受经济影响,国际商业遥感市场增速不快,但仅2015年一年,全球商业遥感投资就增加了23%,创历史新高。”徐文说,“这足以证明商业遥感存在潜在的爆炸式增长的巨大市场。”

“国内遥感卫星商业化虽然起步晚,目前的运营模式也有待完善,但近几年的市场热度持续升温。”身处遥感卫星数据销售的最前沿,徐丽萍感受真切。如她所言,近一两年时间里,大批国内商遥卫星如雨后春笋一般涌现,拓宽着遥感卫星的商业模式和发展方向。

2015年下半年,北京二号卫星星座和吉林一号相继升空。就在上个月,中国首个全民营遥感星座丽水一号首批卫星成功发射。地方政府和民营企业在这些卫星背后扮演了极为重要的角色。

这样的发展态势得益于国家近年来对卫星遥感行业的政策支持。

早在2012年,我国在《关于2013年组织实施卫星及应用产业发展专项的补充通知》中就提出,“支持高分辨率遥感小卫星的自主研制和应用,鼓励开展卫星遥感商业应用模式创新”。

2014年,《国务院关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》提出,“鼓励民间资本研制、发射和运营商业遥感卫星”。

2015年,《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015~2025年)》进一步明确,“逐步开放空间分辨率优于0.5米级的民用卫星遥感数据”。

“自研0.5米”抢占制高点

如今,越来越多的科研院所、高校、民企将目光瞄准商业遥感卫星,积极筹划利用商业遥感项目进入航天传统优势领域。

“现在国内商遥小卫星多起来了,但这并不意味着好的卫星足够多。”徐丽萍坦言,根据用户反馈,目前的卫星资源依然无法在用户要求的时间提供满足需求的数据。

从全球高分辨率商业遥感卫星的整体市场来看,0.5米级高分辨率遥感卫星影像所占市场份额达八成以上。在优于1米的高分辨率卫星影像中,0.5米级是主流的消费指标,也成为市场的一道分水岭。

然而,长期以来,亚米级分辨率商业遥感市场几乎被国外的行业巨头垄断,中国始终是高分辨率商业遥感卫星数据的购买者,而非供应商。在高景一号之前,我国没有一颗商业遥感卫星的分辨率能够达到0.5米。

“我们有必要发挥集团公司‘国家队’的作用,依托自身的技术优势,顺应国际商业遥感新趋势,提升国内高分辨率遥感数据自给率,同时占据国内商业遥感产业的制高点。”航天东方红卫星有限公司总经理葛玉君认为。

2015年,集团公司成立中国四维商业遥感卫星公司,注册资本12亿元,正式启动“16+4+4+X”商业遥感卫星系统,以构建我国完整的商业遥感产业链。

按照规划,该系统将在2022年前后建成,包括16颗0.5米分辨率轻敏光学卫星、4颗超高分辨率光学卫星、4颗合成孔径雷达卫星和若干颗新型遥感卫星。第一阶段,系统将完成4颗0.5米分辨率光学卫星的发射,其中,高景一号01星和02星刚刚发射成功,今年将发射高景一号03星和04星;第二阶段,将每年安排1~2次发射,到2022年左右逐渐补充形成“16+4+4+X”商业遥感卫星系统。

分辨率达0.5米的高景一号成功发射,为“16+4+4+X”商业遥感卫星系统的建立打响了“第一枪”,也打破了我国高分辨率商业遥感数据产品严重依赖进口的局面,为市场带来大规模充分自主的数据资源保障。系统的建立将实现我国国产遥感卫星运营模式商业化的突破,形成全球首个高空间光谱分辨率卫星遥感综合服务系统。

“这也是转型中的集团公司的一次对外宣誓:我们不仅是卫星的制造商,也可以提供高质量的数据服务,使产业链向服务业延伸。”采访中,徐文和葛玉君不约而同地表示。

2015年发布的《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015~2025年)》指明了我国空间基础设施的发展方向:技术能力要从追赶世界先进技术为主向自主创新为主转变,服务模式要从试验应用型为主向业务服务型为主转变,行业应用从主要依靠国外数据和手段向主要依靠自主数据转变,发展机制从政府投资为主向多元化、商业化发展转变。

构建商业遥感卫星系统,无疑是集团公司响应国家号召、推动国家战略落地的重大举措。中国航天人对商业遥感项目的酝酿早在五六年前就开始了。卫星运营方与研制方以商业化为目标,从顶层设计上谋划商遥卫星系统的总体架构。

聚焦解决高景卫星未来在国内外市场的竞争力问题,一张明确、清晰的高景卫星星座发展中长期规划路线图出炉,指导着整个系统的后续建设。规划不盲目求新、求快,在中国航天扎实的技术基础上,采用“循序渐进、小步快跑”的建设思路。

在技术设计方面,该卫星星座采用新型敏捷平台,重量轻、机动快,可以同轨道多星组网,应用保障能力强;同时,从市场化程度较高、技术相对成熟的光学遥感卫星技术起步,由浅入深,逐步加入超高分辨率、微波、高光谱、视频等领先概念和技术。

在保证产品可靠性的前提下,研制运营团队从卫星指标满足度、冗余设计、研制流程等方面压缩成本,以期在“质高”和“价优”之间寻求最佳平衡点。

在应用推广方面,卫星运营方提前五年布局卫星遥感应用的业务推广,建设商业化服务能力,在卫星设计启动之初便同步开展了应用市场开发和商业渠道铺垫工作。

“我们使卫星设计更倾向于客户需求,而不是一味追求技术指标,以提高卫星的应用化和实用化。”中国四维公司研究发展部高级研发经理闫大鹏介绍。

商业遥感卫星系统的目标不止步于对国内市场实现遥感数据的自给,更放眼世界,以期在国际商场上占有一席之地。

从规划阶段开始,高景卫星的标准产品都严格按照国际通用产品标准设计。“如果用户具备处理WorldView系列和SPOT系列卫星数据的能力,他们也就直接具备了处理高景卫星数据的知识和能力。”徐丽萍说。

“高景一号作为首个完全‘中国制造’的商业高分辨率敏捷遥感卫星星座,也是世界了解中国航天的一个窗口。”葛玉君认为,通过提供满足国际市场需求、具有特色服务内容的卫星遥感数据及服务,能够带动我国卫星遥感技术成果的国际市场开拓,树立我国国产商业遥感卫星的国际品牌,提升我国在卫星应用领域的国际影响力。

虽然国际市场不乏0.3米超高分辨率的卫星数据资源,高景一号的高性价比使其更具市场竞争力。“近一年时间内,已有六七家国外数据代理商找到我们,希望代理我们的卫星数据。”徐文表示。

我国的“一带一路”战略明确提出要实现卫星信息互通,也为商业遥感的国际化拓展带来了机遇。未来,中国四维公司有望与国际客户在进行数据级合作的同时,开展更深度的应用级合作。“比如围绕农业和资源普查等主题,为一些国家提供应用服务。”徐文憧憬道。

此外,中国航天还计划在海外建立商业遥感卫星地面接收站,搭建起区域性的应用平台,形成长期服务模式。

派生应用超乎想象

当前,随着网络技术的发展,视频直播成为有着广泛特定受众的应用。

“你能想象直播一列火车‘咣当咣当’从一地到另一地,外面景色是怎样的,车上乘客都在干什么,这些都能有几万受众吗?”其他行业派生的新型市场需求启发着徐文,“有一天我们的卫星能不能也有诸如此类的应用?”

技术发展带来新的市场需求,商遥卫星也面临着新业态。据统计,2015年全球市场商遥数据销售总额平平,大概在18~20亿美元之间。“然而考虑到未来商遥应用会向各领域派生,其前景不可估量。”徐文说。

当我国具备了自主的高分辨率商业遥感卫星星座以后,传统市场依然是中国四维公司业务的主阵地。商遥项目将培育起良性发展的产业链,提升国产遥感卫星在国民经济各行业中的产业化水平,带动我国遥感领域的民用航天技术进步,具有重要的社会效益。

“随着星座布局的完善和数据获得能力的提升,我们也将在原有的数据服务基础上,扩大服务能力,创新服务模式,试水新兴市场和大众市场。”徐丽萍介绍。

高景卫星的多星组网运行将加强卫星遥感数据资源的保障服务能力,使新兴应用成为可能,如大范围、高清晰度、多频次的变化监测能力将服务于城市智能化管理决策。后续,世景公司提供的电信基架规划方案、机场数据库等国产高分辨率遥感卫星数据与应用服务产品,也将提高行业和企业的信息化运营管理水平。

公众服务是商业遥感应用中最“脑洞大开”的部分。Google Earth(谷歌地图)的出现使卫星遥感影像第一次直接面向公众提供应用服务,高分辨率的卫星遥感影像极大地激发了公众对卫星遥感的应用需求。

目前,从互联网地图服务到汽车导航应用,卫星地图已经开始起步,解决着公众到达目的地“最后几百米”的问题。

下一步,随着卫星遥感数据保障能力的飞速提升,从拆迁补偿到法院打官司,从城管执法到新楼盘建设,从车联网到自动驾驶,甚至到结合了遥感和VR技术的实景旅游产品,高景卫星数据通过一系列商业化运营,都可以使这些遥感应用“飞入寻常百姓家”。

更激动人心的是,中国四维公司目前正在探索建立基于“云计算”和“互联网+”的空间动态信息服务体系,力图打造一个面向大众的开放应用平台,使普通民众可以更便捷地获取自己感兴趣的遥感数据产品。

“这就相当于赋予大家一双‘空中的眼睛’,将拓宽大众视野,极大地激发公众灵感,其意义是非常重大的。”徐文自豪地说。

人工智能、大数据这些时下最热门的技术与遥感结合,也会派生出更多、更复杂的产品形态。

比如,在对钢厂、停车场、高尔夫球场等的动态监测中,利用人工智能进行图斑识别,通过基于数据本身的自动化处理和与用户需求结合后的算法,为用户提供解决方案。而遥感大数据的价值经过充分挖掘,也将应用于保险、金融等各领域,为国民经济重大决策提供情报参考和决策依据。

“现在包括公益类遥感卫星在内的卫星数据资源很多,这对商遥卫星应用是个挑战。只有更好地满足用户需求,实现差异化竞争,才能打开广阔的应用市场。”葛玉君形象地比喻说,“就像面粉很多,但至于是做成馒头、包子还是面包,要根据不同人的口味。未来,我们在这方面还有很多工作要做。”(崔恩慧)