我國衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域的現(xiàn)狀、問題與對策

1、我國衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域的現(xiàn)狀、問題與對策【摘要】綜合分析了我國衛(wèi)星通信、遙感和導(dǎo)航定位應(yīng)用領(lǐng)域的現(xiàn)狀與問題，并提出了相應(yīng)的發(fā)展對策。(一)衛(wèi)星通信領(lǐng)域1轉(zhuǎn)發(fā)器資源短缺，供需矛盾突出 我國的衛(wèi)星通信事業(yè)起步于70年代初，從1984年起，隨著我國首顆地球靜止軌道試驗通信衛(wèi)星的成功發(fā)射，我國的衛(wèi)星通信開始進入實用階段。1985年國家為國內(nèi)通信衛(wèi)星空間段建設(shè)和發(fā)展提出的原則是:“租星過渡，C頻段起步和適度滿足需要”。 1985年，郵電部租用國際通信衛(wèi)星上18MHz帶寬轉(zhuǎn)發(fā)器，陸續(xù)建成北京、拉薩、烏魯木齊、呼和浩特和廣州5座12m16m的大型國內(nèi)衛(wèi)星通信地球站，形成了初期國內(nèi)干線衛(wèi)星通信網(wǎng)。同期租用一個72M

2、Hz轉(zhuǎn)發(fā)器，向全國傳送中央電視臺第一套節(jié)目(CCTV-1)，當年建成53 座6m電視單收站，以解決邊遠、貧困地區(qū)收看電視問題，從而開始了衛(wèi)星電視業(yè)務(wù)在國內(nèi)的廣泛應(yīng)用。到1990年，我國從國際通信衛(wèi)星組織租(購)的轉(zhuǎn)發(fā)器達到9個等效36MHz的轉(zhuǎn)發(fā)器。在租星過渡的同時，國內(nèi)衛(wèi)星制造部門也在抓緊研制“東方紅2號”甲和“東方紅3號”衛(wèi)星，并分別于1988年3月和1988年12月成功發(fā)射了兩顆“東方紅2號”甲衛(wèi)星，共有8個C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，標志著我國通信衛(wèi)星進入實用階段。1992年底，“東方紅2號甲”第三顆衛(wèi)星發(fā)射失利。除“亞星1號”外，其余租用的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器1992年均已到期，兩顆“東方紅2號”甲衛(wèi)星也分

3、別于1992年9月和1993年6月結(jié)束設(shè)計壽命，因此，中央電視臺、中央教育電視臺節(jié)目傳送面臨中斷的危險，中國通信廣播衛(wèi)星公司經(jīng)國務(wù)院批準，在各相關(guān)部門的大力支持下，緊急從美國GTE公司采購了一顆在軌通信衛(wèi)星SPACENET-1(后定名中星五號)，于1993年7月中旬在我國投入使用，避免了電視傳輸和通信中斷局面的出現(xiàn)。 近年來，隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展及我國國民經(jīng)濟信息化的建設(shè)，國內(nèi)對衛(wèi)星通信的需求猛增，為了滿足用戶需求，在等待我國自行研制的大容量通信衛(wèi)星“東方紅3號”發(fā)射的同時，又分別租用了“亞太1號”衛(wèi)星9個等效36MHz轉(zhuǎn)發(fā)器和“亞洲2號”5個轉(zhuǎn)發(fā)器，以彌補國內(nèi)空間段資源的嚴重不足。 目前，

4、國內(nèi)衛(wèi)星通信主要應(yīng)用于廣播電視傳輸、郵電公眾通信、專網(wǎng)雙向通信和廣播業(yè)務(wù)等方面，共使用39個C頻段(36MHz)轉(zhuǎn)發(fā)器和8個等效36MHz Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，分布于中星5 號、亞太1號、亞洲1號、亞洲2號和靜止14號等衛(wèi)星上。中央電視臺租用泛美衛(wèi)星公司的4 個Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器用于國際衛(wèi)星電視頻道的全球電視廣播。除上述已經(jīng)使用的轉(zhuǎn)發(fā)器外，還租用國際通信衛(wèi)星的幾千條線路用于洲際通信，吉通公司租用少量轉(zhuǎn)發(fā)器(用于金橋工程)均未統(tǒng)計在內(nèi)。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國各家用戶正在使用的國內(nèi)通信轉(zhuǎn)發(fā)器資源按等效36MHz帶寬計算，至少有50個。此外，尚有目前已完成地面設(shè)施建設(shè)，正在等待投入運行的系統(tǒng)，大約需求25個轉(zhuǎn)發(fā)

5、器。這些需求是:(1)經(jīng)廣播電影電視部批準上星的10個省區(qū)電視臺和部分已通過衛(wèi)星傳送的省區(qū)電視臺，共需12個轉(zhuǎn)發(fā)器；(2)郵電干線衛(wèi)星通信網(wǎng)擴容準備完畢，約需10余個轉(zhuǎn)發(fā)器；(3) 專業(yè)用戶擴容亦有一定的需求量。 然而，1994年11月發(fā)射的“東方紅3號”衛(wèi)星未能進入預(yù)定軌道，致使國內(nèi)廣播電視傳輸和郵電公共通信面臨可能全面中斷的嚴重局面。因此，1995年8月，我國向美國休斯公司訂購了一顆HS376衛(wèi)星，該星被命名為“中星7號”。但是，該星在1996年8月發(fā)射失利。而從美國GTE公司引進的“中星5號”是一顆二手星，于1984年發(fā)射，設(shè)計壽命10年，目前已進入超期服役狀態(tài)，星上部分轉(zhuǎn)發(fā)器已不能正常

6、工作?！皷|方紅3號”和“中星7號”衛(wèi)星未能按計劃投入運營，更加劇了目前國內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器供求之間的矛盾，使我國的衛(wèi)星通信面臨十分嚴峻的局面。 2衛(wèi)星技術(shù)與國外先進水平的差距正在擴大 目前國外在軌服務(wù)的通信衛(wèi)星，在技術(shù)上已達到成熟應(yīng)用程度；尤其是C頻段和Ku頻段衛(wèi)星的技術(shù)性能，與31年前發(fā)射的第一顆靜止軌道通信衛(wèi)星相比，轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量從1臺增加到48 臺，通信容量從幾十話路增長到120000話路。重量從39kg增到4000kg，壽命從12年延長到13年，地面接收天線直徑從30m減小到0.5m1m。相比之下，我國80年代中期發(fā)射的“東方紅2號甲”與同期投入使用的“國際通信衛(wèi)星6號”的通信能力相差20倍，性能價

7、格比的差距就更大了。“東方紅3號乙”的發(fā)射成功，使我國在C頻段通信衛(wèi)星上與世界差距大為縮短，但在Ku、Ka頻段和軍用通信衛(wèi)星等技術(shù)上的差距仍在擴大。 從目前國外通信衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展總趨勢來看，我國的衛(wèi)星通信技術(shù)無論在衛(wèi)星品種、總體技術(shù)水平，還是元器件和關(guān)鍵技術(shù)等方面，均與國外先進水平存在20年左右的差距。這些差距主要表現(xiàn)在:在技術(shù)水平上，我國的衛(wèi)星研制周期長，工作壽命短，通信容量小，性能價格比相差懸殊；規(guī)模效益上，衛(wèi)星種類少，有效載荷品種單一，應(yīng)用技術(shù)開發(fā)緩慢，空間段資源的匱乏，使我國的衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)長期依靠國外衛(wèi)星資源，這嚴重地制約了衛(wèi)星應(yīng)用規(guī)模的擴大和效益的發(fā)揮，更難以實現(xiàn)商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化。目前國

8、內(nèi)各衛(wèi)星應(yīng)用部門都是在使用國外先進衛(wèi)星的基礎(chǔ)上起步的，因此，用戶按照國外先進衛(wèi)星的水平，對應(yīng)用衛(wèi)星研制部門提出了很高的要求。航天衛(wèi)星研制部門目前還很難滿足用戶急劇增長的需求。這無疑給航天系統(tǒng)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。 3衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)品水平低，國內(nèi)市場丟失嚴重 近年來，社會信息化的浪潮也推動了衛(wèi)星通信在全球得到更加廣泛的應(yīng)用和迅猛的發(fā)展。衛(wèi)星應(yīng)用中最活躍的是電視單收站(TVRO)和VSAT。在國際衛(wèi)星應(yīng)用市場中，TVRO每年以 10%15%的速度遞增，VSAT的增長速度更快，1995年已達50%。東南亞和亞太地區(qū)的衛(wèi)星應(yīng)用市場還剛剛啟動，是一個很大的潛在市場。據(jù)測算:到2000年，東南亞地區(qū)衛(wèi)星應(yīng)用市場預(yù)

9、計為27億美元，整個亞太地區(qū)(除中國和日本外)為55億美元。在這種大好的發(fā)展環(huán)境下，我國的衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)卻因隸屬部門多、企業(yè)形不成規(guī)模經(jīng)濟，致使效益低下，不少企業(yè)虧損嚴重，迫使這些企業(yè)轉(zhuǎn)產(chǎn)，或者搞些散件組裝，企業(yè)獨立開發(fā)能力下降。 在TVRO和VSAT的整體應(yīng)用水平方面，我國與先進國家相比，差距仍很大，主要表現(xiàn)在一些關(guān)鍵技術(shù)難以攻克，產(chǎn)業(yè)發(fā)展受制于國外，自我發(fā)展能力差，產(chǎn)品的技術(shù)水平與國外的差距還在進一步拉大，在VSAT、INMARSAT地面站等技術(shù)領(lǐng)域表現(xiàn)得尤其突出。 近幾年，國民經(jīng)濟各部門相繼從加拿大的SPAR公司引進了CVSD/PSK/SCPC體制的單路單載波設(shè)備，又從美國VSI公司、休斯

10、公司和CONTEL公司，日本的NEC公司等引進了各種類型的VSAT系統(tǒng)。國內(nèi)市場幾乎全部被國外產(chǎn)品占領(lǐng)。預(yù)計我國加入世貿(mào)組織后，國內(nèi)市場被國外產(chǎn)品擠占的現(xiàn)象將更加嚴重。這種單純引進先進設(shè)備，忽視了消化、吸收、創(chuàng)新和以市場換技術(shù)的做法，正在給國家造成不可挽回的損失。 (二)衛(wèi)星遙感領(lǐng)域1對國外衛(wèi)星依賴過大，空間信息資源嚴重不足 70年代，我國遙感衛(wèi)星應(yīng)用研究與生產(chǎn)領(lǐng)域所利用的信息資源主要是Landsat MSS資料； 1986年中國遙感衛(wèi)星地面站建成后，主要是利用Landsat TM資料，少量的引進SPOT、JERS- 1、ERS-1，航天飛機，前蘇聯(lián)衛(wèi)星資料等；我國的衛(wèi)星遙感資料主要是地面回收

11、型的攝影資料，現(xiàn)正在研制資源一號傳輸式衛(wèi)星；我國從1975年以來，已成功的發(fā)射了十五顆遙感衛(wèi)星，其中有七顆普查型科學實驗衛(wèi)星，兩顆國土普查衛(wèi)星，一顆分辨率為5m的科學實驗衛(wèi)星，三顆攝影定位衛(wèi)星，兩顆極軌氣象衛(wèi)星(風云一號)。這些衛(wèi)星資料分別由主管部門進行推廣使用，分別由各單位進行分發(fā)和管理?，F(xiàn)在民用的衛(wèi)星遙感信息源，仍然以Landsat TM資料為主，中國科學院遙感衛(wèi)星地面站5年共處理3000多景提供應(yīng)用。 從本世紀末到下世紀初，雖有大量的對地觀測衛(wèi)星將要發(fā)射，但能夠在全球范圍內(nèi)不間斷地給廣大用戶提供資源開發(fā)和環(huán)境監(jiān)測方面信息的衛(wèi)星卻不多。其原因:一是由國家支持的公益性衛(wèi)星系統(tǒng)將不斷收縮；二是

12、由于近年來遙感商業(yè)化趨勢日益明顯，政府補貼逐年下降，商業(yè)化的運行機制使數(shù)據(jù)的價格居高不下，這對于發(fā)展中國家更是難于承受；三是當前遙感商業(yè)化的一種傾向是追求高分辨率和超高分辨率。以美國的Space Image衛(wèi)星為例，它的空間分辨率為1m，盡管它采用了15000元的超大規(guī)模CCD線陣器件作為探測器，也只能獲得約15km的地面覆蓋寬度，與陸地衛(wèi)星185km帶寬16天一個回歸周期比，這顆高分辨率衛(wèi)星的重復(fù)周期要接近200 天，加之云霧等天氣條件的影響，要獲得某一個特定地區(qū)的數(shù)據(jù)實屬不易，而要得到重復(fù)數(shù)據(jù)則更為困難。上述原因?qū)⑹刮覈F(xiàn)階段的遙感信息資源更加緊張。在價格方面，我國引進的Landsat T

13、M資料現(xiàn)在每景數(shù)據(jù)銷售價格為5900元人民幣(而國際上一般售價4300美元一景，價格相差5 倍)，實際這里包含了國家對公益型的衛(wèi)星遙感事業(yè)的補貼。這樣的信息源價格，對于目前我國眾多的遙感應(yīng)用單位來說是偏高的。而我國自行研制的“資源1號”衛(wèi)星圖像在價格上將比TM 資料有較大幅度的降低，將對我國衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用起推動作用。因此，大力發(fā)展我國的衛(wèi)星遙感系統(tǒng)已勢在必行。 2缺乏總體規(guī)劃，重復(fù)研究較多 目前，我國衛(wèi)星遙感在各部門有大量的試驗研究工作。這些項目經(jīng)費的來源是不可能由專業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的生產(chǎn)經(jīng)費中支出的。主要經(jīng)費來源是國家計委支持的遙感科技攻關(guān)經(jīng)費、各部門的科研費、國際自然科學基金、重大項目的單項支

14、持費、衛(wèi)星應(yīng)用重點技術(shù)研究資助項目費等。有的部委從國家地勘費中撥出一部分支持遙感應(yīng)用研究。據(jù)不完全統(tǒng)計，有19種經(jīng)費來源的渠道，但都是國家政府的撥款，既反映了各個部門對遙感應(yīng)用的重視與支持，也說明了無遙感應(yīng)用的穩(wěn)定經(jīng)費渠道。正是由于目前衛(wèi)星遙感應(yīng)用經(jīng)費渠道較為混亂，使我國有不少衛(wèi)星遙感應(yīng)用研究項目，在不同地區(qū)和部門以基本相同的技術(shù)路線進行研究試驗，造成重復(fù)研究和國家經(jīng)費的浪費。這主要是由于我國目前缺乏衛(wèi)星遙感應(yīng)用的總體規(guī)劃和統(tǒng)一的經(jīng)費渠道，沒有健全的衛(wèi)星遙感技術(shù)服務(wù)實體，未形成供需雙方良性的市場循環(huán)造成的。 (三)衛(wèi)星導(dǎo)航定位領(lǐng)域，國外廠商紛紛擠占中國市場我國目前尚沒有自己的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。

15、國內(nèi)各部門主要是在使用美國的導(dǎo)航星全球定位系統(tǒng)(Navstar GPS)和俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)。其中以美國的GPS接收機市場最好，應(yīng)用最為廣泛。 目前國際上GPS接收機的發(fā)展趨勢是:體積越來越小，功能越來越強，重量越來越輕，數(shù)據(jù)處理軟件越來越完善，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，但價格卻越來越低。我國的GPS應(yīng)用雖然只有10余年的歷史，但是已經(jīng)顯示出其在國民經(jīng)濟建設(shè)中的強大生產(chǎn)力，在相關(guān)的生產(chǎn)領(lǐng)域， GPS接收機的需求量將日益擴大。國外各大GPS接收機公司看中了中國市場的巨大需求，幾年來相繼打入中國市場。目前，在中國銷售GPS接收機的公司和廠商主要有:美國的天寶(Trimble) 導(dǎo)航公司、阿士

16、泰克(Ashitech)公司、洛克韋爾(Rockwell)公司、麥哲倫(Magellan)公司、加明 (GARMIN)公司、EAGLE公司、法國賽塞爾(SERCEL)公司，瑞士徠卡(Leica)公司等。他們除在中國銷售各種型號的GPS接收機外，還不斷地為中國用戶舉辦GPS技術(shù)講座、新產(chǎn)品展示會，并成立了各公司的中國用戶協(xié)會，定期或不定期地印發(fā)GPS應(yīng)用簡報或通迅。這些做法，增進了中國用戶對GPS技術(shù)的了解，擴大了應(yīng)用范圍，提高了應(yīng)用程度，但更重要的是外商擴大了 GPS接收機在中國的銷售市場，獲取了高額利潤。 而目前我國生產(chǎn)GPS接收機的能力還很弱，僅有航天總公司704所等幾個單位能夠生產(chǎn)導(dǎo)航型

17、GPS接收機，且尚未形成系列化，在市場上影響力不夠。目前的國內(nèi)市場仍由國外產(chǎn)品占領(lǐng)。 隨著GPS技術(shù)的進一步發(fā)展，GPS將會像彩電、錄像機一樣普及。對于這樣一個巨大的產(chǎn)品市場，我國應(yīng)及早制定政策，生產(chǎn)出在質(zhì)量、性能和價格上可與國外產(chǎn)品相匹敵的GPS產(chǎn)品，否則，我國將會喪失國內(nèi)的市場。 (四)我國衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域的對策分析1大力發(fā)展民用衛(wèi)星系統(tǒng)，解決空間段資源緊張問題 目前，我國的衛(wèi)星通信、衛(wèi)星遙感及衛(wèi)星導(dǎo)航定位三大衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域，都對國外的空間資源過于依賴，這主要是由于我國空間段資源不足，不能滿足廣大用戶日益增長的信息需求所造成的。這既不利于我國民用衛(wèi)星應(yīng)用向產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化方向發(fā)展，更會丟掉我國正日

18、益擴大的衛(wèi)星應(yīng)用市場。因此，大力發(fā)展我國的民用衛(wèi)星系統(tǒng)已迫在眉睫。在發(fā)展的同時，還應(yīng)對我國及亞太地區(qū)的市場容量進行深入的調(diào)查研究，防止因現(xiàn)階段空間資源緊張而一哄而上，發(fā)展過猛，造成未來空間資源過剩。 2應(yīng)及早著手直播電視衛(wèi)星用戶終端機的研制 衛(wèi)星直播電視是下一個世紀發(fā)展的必然趨勢，我國未來的市場潛力極大，前景可觀。因此，我國應(yīng)汲取VSAT設(shè)備和GPS接收機市場大部分被國外擠占的教訓，及早著手直播電視衛(wèi)星用戶終端機的研制工作，從而能夠在下世紀初我國衛(wèi)星直播電視普及時，在市場上占據(jù)主動地位。 3應(yīng)持續(xù)不斷地給衛(wèi)星遙感以政策和資金扶持，使之逐步進入產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化軌道 由于衛(wèi)星遙感圖像資料的性質(zhì)及我國經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)狀所決定，目前我國的衛(wèi)星遙感尚以公益性為主，而且短期內(nèi)尚不能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。但是，衛(wèi)星遙感對整個國民經(jīng)濟和人民生活所產(chǎn)生的效益卻是長久的、巨大的。因此，從國家的長遠利益考慮，應(yīng)給我國的衛(wèi)星遙感事業(yè)以長期的政策和資金扶持，使衛(wèi)星遙感應(yīng)用規(guī)范化，同時應(yīng)加強衛(wèi)星遙感應(yīng)用成果的推廣工作，不