【学术】李德仁院士,等. 我国商业遥感卫星系统发展建议

一、引言

2016年5月30日，领导人在“科技三会”（全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会）上讲话：“必须推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展。”空间科学技术和应用的全面发展对中国航天事业的持续壮大和全球影响力的不断提升至关重要，当前航天活动主要涵盖三大领域：

第一是对地观测，通过发射一种沿着自身闭合轨道进行周期性飞行的人造航天器对地表区域进行成像，深入了解地球系统的现状或变化以及地球上人类活动的规律，这类卫星包括导航卫星、遥感卫星和通信卫星；

第二是深空探测，主要以火箭、人造地球卫星等飞行器对地球高层大气和深空所进行的探测为主，也包括对月球、火星和太阳系之外目标的深空探测，深空探测的目的在于发现未知、探索未知；

第三是以空间站为基地的空间科学实验、空间安全活动，包括清理太空垃圾等活动。

从1970年至今，中国航天经历了从无到有、从有到好的跨越式发展，逐步实现了业务化、商业化并成功走出国门，走出了一条自力更生、自主创新的发展道路。商业航天是在战略规划下采用市场化机制，以谋求利润为首要目标而进行的航天活动。改革开放40多年来，特别是在“高分”“北斗”“载人航天与探月工程”重大专项的推动下，我国的航天技术取得了迅猛发展，成功突破了美国的技术封锁，为发展商业遥感卫星提供了坚实的技术、人才基础。2015年，我国商业航天行业破冰启航，初步形成商业运载火箭、商业卫星、深空探测等多领域全面发展、产业生态加速形成的态势。然而，我们需要深刻认识到，我国商业航天的技术水平、产业规模与世界强国相比仍有一定差距，存在商业遥感卫星布局不系统、战略定位不明确、政策体系待完善、辐射行业领域不宽、国际竞争力不足等诸多问题。本文通过分析国内外商业航天发展的现状和我国商业遥感卫星发展面临的主要问题，提出发展我国商业遥感卫星的几点建议。

二、国内外商业航天发展现状

1. 国外商业航天发展

目前，世界上已有一些国家制定了与商业航天相关的政策法规，其中美国最为成熟与完善。美国是最杰出的航天大国之一，其商业航天的产业规模及经济效益放眼全球更是首屈一指。在政策与管理层面，美国政府制定了一系列法律和管理制度来系统地规范和调整商业航天活动。由表1可知，美国政府逐步放宽了对商业航天的限制与监管，这使美国商业遥感企业可以在全球市场提供更高性能指标、更具有竞争力的产品和服务，为美国商业航天活动的可持续发展创造了适宜的环境。

表1 美国颁布的关于商业航天产业相关文件

近几年，国外商业对地观测卫星持续呈现星座化发展趋势。以美国太空探索技术公司（SpaceX）的“星链”（Starlink）、行星公司（Planet）的“鸽群”〔Flock，也被称为“鸽子”（Dove）〕等为代表的商业星群密集发射。“星链计划”试图在近地轨道部署4.2万颗小卫星，为全球任何地方的用户提供低时延互联网接入及通信服务，2027年之前计划在低轨道和极低轨道累计发射大约1.2万颗卫星。“星链”卫星单颗质量约260kg，卫星寿命5～7年，可搭约100kg有效载荷，工作频段覆盖Ku/Ka/V频段。“鸽群计划”平均每6个月进行一次发射，分辨率为3～5m，维持约200颗3U立方体对地观测卫星在轨运行，能够每天对地球表面进行成像。

2. 国内商业航天发展

中国政府于十年前开展商业航天的政策布局，院士专家向领导人提出商业航天的建议。2014年11月16日，我国首个支持商业航天发展的政策——《关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》出台，明确推进信息和民用空间基础设施投资主体多元化，尤其是鼓励民间资本参与国家民用空间基础设施建设。初步形成了覆盖设计、研发、制造、测试、发射、航天技术应用和服务等全产业链的格局。2015年10月，军民结合发展上升到国家战略，民间资本纷纷步入航天领域，开启了中国商业航天的新征程。2023年以来，我国商业航天更是开启了“狂飙”模式。《中国航天科技活动蓝皮书（2023年）》显示：2023年我国全年实施了67次航天发射任务，其中共完成26次商业发射服务，共研制发射了120颗商业卫星，占全年研制发射任务量的54%。除此之外，为中国航天服务的火箭技术经过了液体火箭、固体火箭、可回收火箭等多方面的实验和探索，取得了丰硕的成果。2024年政府工作报告提出，“积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎”。这是商业航天首次被纳入政府工作报告，可见商业航天是我国未来新质生产力发展的重要抓手，政府可通过支持和引导商业航天的发展推动科技创新和经济增长。

自发布《2016中国的航天》白皮书以来，我国商业航天领域开始呈现蓬勃发展的趋势，以商业遥感卫星星座、商业微小合成孔径雷达（SAR）卫星星座等为代表的商业航天各领域迅速发展，推动我国航天产业呈现新的发展态势。

长光卫星技术股份有限公司自主建设的吉林一号卫星星座是全球最大的亚米级商业遥感卫星星座，该星座可对全球任意地点实现每天35～37次重访。预计2024年底完成138颗星组网，均为光学遥感卫星。

截至2024年初，航天东方红卫星有限公司先后研制发射了珠海一号卫星星座、高景一号卫星星座、四维遥感卫星星座、北京三号卫星等。

其中，高景一号卫星星座作为我国首个0.5m级高分辨率商业遥感卫星星座，扭转了国外长期垄断亚米级商业遥感数据的不利局面，形成了我国商业航天发展的新面貌。

三、我国商业遥感卫星发展

面临的主要问题

虽然我国商业遥感卫星正处于飞速发展阶段，孕育了大量民营企业，已形成相当的规模，但与航天强国相比仍存在一定的差距。总的来说，主要存在以下几点问题。

第一，技术上创新性不足，同质性强，存在低水平重复建设问题。虽然我国商业遥感卫星的技术水平不断提升，但功能存在相似性，缺乏明显的差异化。商业遥感卫星技术存在高风险、高成本等挑战，大量民营企业更倾向于使用成熟可靠的体系，缺乏创新的市场定位、研发模式及科学技术，在国际市场上竞争力落后。此外，我国商业航天低水平重复性建设和追求低成本而降低性能的现象导致资源利用率不高，这种情况不仅会增加成本，降低效率，还可能导致技术和经验的重复浪费，从而断送我国商业航天行业高质量可持续发展的道路。

第二，服务仍集中在传统行业中的专业用户，与传统航天领域服务对象存在高度重合，不利于商业遥感卫星开辟新赛道。长期以来，遥感市场主要集中在传统领域，该领域的操作需要高度专业化的人才。早期遥感卫星发射资源稀缺，运营成本高昂，通常由国家或公共机构承担相关费用。相对于传统航天，商业航天最大的特点是投资来源和风险承担主体的不同，即主要由企业自有资本投资并自行承担投资风险。专业用户的需求相对有限，传统航天领域市场规模有一定的限制，且竞争激烈。因此，若商业遥感卫星仍然以服务专业用户为目标，未来发展前景将不容乐观。必须抓紧解决商业航天从专业用户和政府用户推广到全球大众用户，包括B2B（businesstobusiness）、B2G（businesstogovernment）到B2C（businesstocustomer）发展的道路。

第三，商业遥感卫星整体布局较散，战略定位尚不明确。当前我国商业航天企业在进行卫星规划时，往往从单一或某几个应用点出发，缺乏产业链的协同与整合手段，未形成真正的产业闭环，从而限制了行业整体的发展潜力。SpaceX的卫星工厂具备设计、生产、集成、测试的全流程能力，目前国内研制商业卫星的大部分单位尚不具备这样的条件。商业遥感卫星的战略定位尚未明确，未能就民营企业在航天市场上的主导或辅助地位作出清晰界定，发展方向不清晰会降低商业遥感卫星的市场竞争力，这将直接影响资本是否愿意投资该领域。

第四，商业遥感卫星在投资、建设、运行阶段的法律法规体系还不健全。由于我国航天管理存在政出多门的问题，相关政府部门无法对整个航天体系和产业链条实施全覆盖、全方位管理。当前关于商业遥感卫星的政策着重于宏观指导性和方向性，政策的细化和可操作方案须加大完善力度。缺乏法律法规的约束，将导致市场缺乏公平的竞争规则。这种混乱的市场环境不仅不利于企业的发展，还给企业的战略规划、运营管理和投资决策带来诸多挑战，阻碍其稳健发展。

第五，商业遥感卫星国际化发展的顶层谋划不够系统，未能充分凸显我国航天技术的国际竞争力。我国商业遥感卫星若局限于国内市场，就难以为海外利益的开拓和维护提供自主的技术服务，这将削弱我国商业航天企业的全球竞争力，也将影响我国商业航天在国际舞台上的地位和影响力。目前，我国航天企业的国际合作伙伴主要集中在亚洲、非洲、拉美等发展中国家，受限于国际形势与美国、欧洲等西方国家或地区的合作相对较少。以SpaceX为代表的美国商业航天产业集群，已经成为全球航天竞争的主要推动力和领先者。相比之下，中国的商业航天发展明显滞后，如果不加以改变，将会在未来的国际航天竞争中陷入非常不利的境地。

四、我国发展商业遥感卫星的几点建议

为了在全球商业航天领域与顶尖企业展开竞争，并保持竞争力，我国在支持商业遥感卫星发展方面可以考虑以下建议。

第一，坚持自主创新，提升商业遥感卫星系统产品竞争力。商业遥感卫星技术的创新是引领企业发展的第一生产力，企业与竞争对手要有明显的差异化，形成自身的技术壁垒，以应对随时可能出现的危机。当前，商业航天的发展受到了几个重要技术瓶颈的制约，其中包括商业遥感卫星在轨数据智能处理技术以及低成本可重复使用的运载火箭，这些问题的存在限制了商业航天规模化应用和进一步发展。为了克服这些困难，必须依托自主创新，可以通过产学研协同的方式（如：揭榜挂帅）与优秀的技术团队合作，集中优势资源加速攻克关键技术难题，积极推动航天技术的突破和应用。

第二，在抓好专业用户的同时，将大众用户作为商业遥感卫星服务的突破口，创新服务模式。当前我国传统航天的遥感卫星主要面向专业用户，商业航天需要积极开拓更广泛的大众用户市场，将专业服务拓展至大众服务。通过天空地通导遥一体化、在轨处理和人工智能，实现对各行各业快、准、灵服务。在轨处理的优势在于能够对用户感兴趣目标快速获取，从而替代原本需要长达数小时甚至数周的数据收集、处理和分发过程。在轨处理技术结合通信卫星的分钟级信息传输，能够实现传统事后服务模式转向实时智能，如图1所示。只有将人工智能上天，通过软件定义，使数据获取与处理时间达到秒级，数据信息传输到用户手机达到分钟级，而实时几何定位精度达到米级，才能为上亿级大众用户提供快、准、灵服务，从而形成全球万亿元的产值。

图1 实时获取、传输和处理遥感数据流程图

第三，凝聚共识，进一步明确商业遥感卫星系统的战略定位。在空间基础设施建设顶层规划中，明确商业遥感卫星系统应当作为传统航天系统重要补充的定位，以构建一体化天基信息服务为目标，科学谋划我国遥感卫星的整体布局。发挥市场在资源配置中的决定性作用，支持卫星遥感数据应用单位通过采购数据/服务的方式获取商业航天相关产品，推动卫星系统协调发展。商业遥感卫星系统在论证设计阶段，应坚持需求导向，并充分考虑与相关传统卫星系统的关联，实现卫星系统之间优势互补，充分发挥商业卫星运营的市场价值。

第四，整合商业航天产业链资源，构建完善的商业航天活动法律体系。商业航天产业链由多个环节组成，从上游研发、发射，到下游运营、应用，几乎每个环节都可能创造出巨额市场。政府可通过政策引导和支持，推动上下游企业的合作与协同，促进商业航天产业链资源的整合，提高整体效益和竞争力。目前，我国商业航天处于从初创阶段向高质量发展过渡的关键时期，需要政府加大对商业航天的政策扶持，制定既符合中国国情、又有利于商业航天健康发展的政策法规和技术标准，比如准入制度、保密原则、负面清单等，从而推动我国商业航天产业整体的可持续发展。

第五，积极谋划商业遥感卫星“走出去”路径，不断增强商业航天服务国家战略的能力。首先，积极推动中国商业遥感卫星和星座的产业联盟，吸引更多的国内社会资本投入航天行业，形成更大的利益共同体。第二，按照“一带一路”倡议布局要求，通过国际合作拓展我国商业航天产业的辐射范围，加强与“一带一路”国家和发展中国家在空间合作领域的对接、合作，积极探索从单纯“技术”援外到合作共赢的新路径。第三，积极推动我国商业航天服务“人类命运共同体”、联合国可持续发展目标战略，依托商业遥感卫星数据构建数字孪生地球，为全人类可持续发展提供科学的数据和技术支撑，为全球治理体系变革贡献中国智慧，保障我国商业航天产业可持续发展。

五、总结与展望

商业航天应作为传统航天的重要补充，是我国航天产业持续健康发展的重要动力，更是未来大国博弈的战略高地。当前，我国商业航天已进入发展“快车道”，以火箭、卫星制造、信息服务为重点的商业航天发展态势迅猛。笔者提出，我国商业遥感卫星的发展必须坚持自主创新引领，积极营造有利于商业航天创新发展的政策环境，推动商业航天企业不断提升航天产品竞争力。以大众用户作为商业遥感卫星的突破口创新服务模式，布局航天应用新赛道，积极开拓国际市场。在政策、资本、技术、人才、创新等要素合力推动下，我国商业航天必将迎来崭新的发展机遇，形成新质生产力和万亿规模市场，为强军、强国和富民贡献一份力量。

来源：《卫星应用》2024年第5期

作者：李德仁 王珈樱 王密

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来源：卫星应用