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李德仁院士:论军民深度交融的通导遥一体化空天信息实时智能服务体系

发布时间:2022-07-02 03:55:36 来源:直播欧宝

  习总书记指出:“有必要推动空间科学、空间技能、空间运用全面展开。”咱们应该抓运用促展开,依照“表现国家毅力,完结国家使命,代表国家水平”的定位,产出一批原创性、战略性、集成性效果,将我国从航天大国展开为航天强国。建造天基信息实时服务体系PNTRC(定位、导航、授时、遥感、通讯),经过天基卫星一星多用、多星组网,完结六合网络的多网交融,完结智能的信息服务。这既是我国抢占世界竞赛战略制高点的严峻机会,也是我国航天事业做大做强,推动群众化运用的火急需求。

  建造天基信息实时服务体系(PNTRC)是确保我国战略安全的必要行动。当今,国家边远地方的概念在战略上现已延伸到远海、深空,国家疆域、领海和领空的安全需求全球实时天基信息的支撑。我国要确保战略安全,首要有必要把握战略制高点,即制信息权。兰德陈述发表,美国已具有2小时内完结全球冲击的才能,并扬言到2020年将提升到从发现到消除只用十秒钟的水平。这样的安全形势火急需求我国建造完善全球实时天基智能信息体系。

  建造天基信息实时服务体系(PNTRC)是确保我国海洋权益的战略挑选。我国南海广阔海域接连监督才能弱,海洋权益遭到应战。我国具有300万平方公里的海洋专属经济区,其间约50%属争议区域或堆叠区域,因为海岸布站检测间隔受限、海洋无法布站等原因,致使通讯检测难以掩盖,亟需全球实时天基智能信息体系的天基信息支撑。

  建造天基信息实时服务体系(PNTRC)是完结动方针全球实时盯梢、固定方针实时监测、确保国家安全的支撑手法。天基信息服务不及时,国家安全遭到要挟。美国有秒级的空间网络和分钟级的处理服务,呼应时刻在12分钟之内。而我国现在是小时级的过境传输网络和小时级的处理服务,一起因为空间网的体系还未建成,我国发现灵敏事情的反应速度要几十个小时,境内需求10小时,境外需求20小时、乃至30小时,与美国比较距离巨大。要完结动方针的全球实时盯梢,以及对固定方针的实时监测,都需求天基信息的支撑。

  建造天基信息实时服务体系(PNTRC)是满意灾祸应急救援快速呼应需求的必定要求。2008年汶川地震时,获取榜首幅卫星印象花了36个小时,耽误了救援时刻;到2013年芦山地震时,获取榜首幅卫星印象时刻现已缩短到10个小时;可是2015年天津港爆破时,获取榜首幅卫星印象时刻依然花了12个小时,丢失了黄金救援时刻;上一年九寨沟地震时运用了无人机,获取图画缩短到4个小时。但这还不行,还难以满意实时用户的需求。

  建造天基信息实时服务体系(PNTRC)是推动构成我国天基信息商业化群众服务格式的根底条件。从我国卫星职业来看,卫星导航运用方面,军事运用处于继续安稳增长期,但规划有限;职业运用处于规划化运用展开期,比例仍小于GPS;群众运用处于标配化运用发动期,商场前景看好,潜力巨大(移动方位服务)。卫星移动通讯运用则首要运用于语音、窄带通讯,整体规划不大,首要用户散布在戎行、应急职业、野外作业等方面,运用本钱较高,群众化运用不广泛。全球仍有52%区域,包含海洋、沙漠、高山区域,无移动通讯功用。卫星遥感运用的规划化运用会集在军事、疆土、规划、林业、农业、电力、水利、石油化工等职业范畴,以供给根底数据的运用方法为主,产量低于导航和通讯运用,群众化运用形式尚在探究阶段。因而,建造PNTRC天基信息实时服务体系、推动构成我国通导遥一体化天基信息商业化群众服务格式是当时需求处理的问题。

  此外,建造PNTRC天基信息实时服务体系可为“一带一路”沿线国家和区域供给实时动态空天信息服务,为“一带一路”战略的落地施行供给有力确保。

  当时,全世界把低轨星座展开方案作为竞赛的热门,在美国重点建造低轨通讯和遥感卫星星座。除OneWeb等低轨通讯卫星方案外,比较有代表性的是比尔·盖茨和孙正义表明要发500颗卫星,组成一个能供给地球恣意方位卫星图画和视频的星座EARTHNOW。全球低轨星座的竞赛十分剧烈。可是咱们看到,全世界没有一个国家(包含美国)构成一致要展开咱们PNTRC这样智能的通导遥一体化天基信息实时服务体系,这是咱们的严峻机会。

  现在,我国正推动空间根底设施建造,一向要做到2025年,这发明了从航天大国迈向航天强国的必要条件。怎么从航天大国走向航天强国?当时面对的问题是我国现有的遥感、导航、通讯卫星体系各成体系、军民孤立、信息别离、服务滞后。遥感卫星需求过境或经过中继卫星向地上站下传数据,无星间链路和组网,数据下传瓶颈严峻限制信息获取功率;斗极导航卫星具有短报文通讯才能,但不具有宽带数据传输才能;通讯卫星尚无自主的事务化卫星移动通讯体系,对遥感、导航等天基信息的传输确保才能受限;且在服务形式方面首要面向专业用户,没有服务群众。

  因而,咱们要从以下几方面着力推动。一是需求研讨怎么一星多用、多星组网、六合互连、多网交融,让体系联通起来;二是需求研讨一致基准、相关表征、数据发掘、常识发现,完结时空交融;三是需求研讨星地协同、组网传输、智能处理、按需服务,让服务疏通。依据当时的现状,亟需依照钱学森体系工程的思维,建造一个通导遥一体化天基信息实时服务体系(PNTRC),引入人工智能、云核算等新技能,推动空间信息从现在的专业运用走向军民运用和群众服务,使大众的手机上能完结全球无缝的高速通讯,能运用最好的、实时的遥感图画,完结最好的定位精度。一起,走工业化展开的路途,国家扶持加上军民交融商场化、世界化展开,为全球七十二亿人供给服务,发明万亿元以上的高新技能工业。

  天基信息实时服务体系(PNTRC)完结卫星遥感、卫星导航定位授时、卫星通讯与地上互联网的集成服务,支撑军民用户在任何地方、任何时候的信息获取、高精度导航定位授时、遥感与多媒体通讯服务。实时定位精度到达米和分米级,为各种类型用户供给高精度实时导航信息;精细授时到达纳秒级,供给时刻信息和时刻同步信息;快速遥感全天候、全地利,实时获取光学和雷达视频数据,将感爱好的信息及时提取并推送给用户的手机和各类移动终端;六合一体移动宽带通讯传输要战胜地上通讯网络掩盖规模缺乏的限制,为全球用户供给安全、牢靠、高速的六合一体化通讯和数据传输服务。

  咱们期望分两步推动天基信息实时服务体系(PNTRC)核心技能打破。榜首步是完结多星协同观测与传输。打破多星协同观测、星上在轨处理和星间链路传输等关键技能,提升天基信息对应急呼应的服务才能。第二步是完结多网交融、智能服务。打破遥感、导航、通讯复用、高中低轨卫星组网,天网、地网交融、一体化协同传输以及云核算、时空大数据和智能终端技能,提升天基信息的智能服务才能。整个体系建造一定要坚持军民深度交融、商场主导及国家支撑相结合。

  咱们的建造规划能够分为两步走。榜首步,发射100颗低轨通讯卫星,再发80颗遥感用的光学和雷达卫星,这些卫星的服务区域是我国及“一带一路”,在这周边能完结10分钟的(方针信息)获取时刻,定位导航精度为亚米级。第二步,走向全球。要做300颗低轨通讯卫星,像航天科技的“鸿雁”便是发相似的卫星;再发200颗遥感卫星,其间光学卫星和雷达卫星各100颗。这样的话就提高了咱们的才能,大约能够在4到5分钟进行全球重复采样。

  建造军民深度交融的天基信息实时服务体系,将为卫星运用工业的展开注入新的生机,我国卫星遥感、卫星通讯、卫星导航等工业将迎来新一轮的展开机会。除增强遥感、通讯、导航功用外,经过卫星遥感、通讯与导航卫星的集树立异,带动实时方位服务为代表的天基信息增值服务工业的展开,如新式天基信息服务移动终端与软件(如手机APP)、卫星多媒体通讯服务、实时精细导航定位服务等,开始测算带动的空天信息服务年产量可望到达万亿元以上。

  四、建造天基信息实时服务体系(PNTRC)在战略研讨、技能堆集、立异渠道与人才队伍等方面已具有坚实根底

  当时,建造天基信息实时服务体系(PNTRC)已具有坚实的战略研讨、技能堆集、立异渠道与人才队伍根底。

  在战略研讨方面,2017年,我国工程院批复了“天基服务信息体系(PNTRC)展开战略研讨”严峻咨询项目。该项目以17位宇航、通讯、导航、遥感、信息范畴的两院院士为主干,以李德仁院士为项目组长。星基导航增强技能方面,请刘经南院士牵头;六合一体化网络通讯技能,请清华的陆建华院士牵头,他研发了灵活智能小卫星,能用自适应软件操控卫星运转轨道;多源成像数据在轨处理技能由李德仁院士牵头,完结卫星监测地上改变,提取处理后限制传输,经过共用网络送到地上手机上;天基信息智能终端服务技能请龚健雅院士牵头;天基资源调度与网络安全请张军院士牵头,用曾经做飞机调度的经历来调度卫星;多载荷集成的一体化卫星渠道请航天科技集团的张庆君研讨员牵头,完结新一代小型化主动化的一体化渠道;空六合一体化的非线性地球参阅结构构建由李建成院士牵头。该项目证明天基信息实时服务体系建造方针、技能体系、可行性方案、运转服务形式,提出我国未来PNTRC体系展开战略主张和建造路线图。估计本年年底要向中央领导递送相关陈述。

  在技能堆集方面,经过“高分”、“二代导航”的施行,我国在卫星导航定位、高分辨率卫星遥感对地观测等方面取得了一批具有世界竞赛力的技能效果,为本项目发动供给了杰出的技能根底。“高分”系列中,于本年7月31日发射升天的高分十一号卫星的空间分辨率已达0.1m,超过了美国军方卫星0.15m的空间分辨率。2006-2010年,武汉大学牵头施行的我国卫星运用范畴首个国防973项目,处理了航天信息支撑战术运用中的卫星资源按需安排、杂乱对立条件下信息传输和面向使命的航天信息聚集服务等理论问题;现在,我国自主遥感卫星分辨率已到达亚米级,斗极体系已完结亚太区掩盖,地上增强体系实时定位精度达亚米级;2014年,清华大学成功研发发射了灵活通讯试验小卫星,完结了低轨卫星地上移动主动变带宽通讯;2016年,已在相应遥感卫星上完结了在轨智能处理,可在1分钟内将爱好方针图画经过天网传送给用户。武汉大学已成功发动“珞珈一号”系列科学试验卫星研发作业,研讨经过低轨卫星组网增强斗极体系定位精度,现已于2018年6月2日发射首颗卫星。依据习总书记“要把修正长江生态环境摆在压倒性方位”的说话,我国现已用天基传感网建造长江流域生态环境智能办理体系,统筹办理长江流域用水、防洪、通航和发电,经过很多传感器树立的空六合观测渠道完结了智能化的协同办理。此外,咱们还完结了从遥感印象大数据中主动查找方针的技能,用于卫星在轨处理印象数据。

  在立异渠道与人才队伍方面,2012年,面向空天信息工业展开需求,武汉大学联合我国航天科技集团公司、清华大学、北京航空航天大学等优势单位联合组建了地球空间信息技能协同立异中心,2014年中心经过国家“2011方案”确定。该中心在地球时空基准、空天信息获取、空间网络、空间通讯、卫星导航定位、遥感对地观测和空间信息服务等七个方向由院士或科学家牵头展开研讨,以此为根底,以建造PNTRC为方针,筹建空天信息国家试验室。

  依据天基信息实时服务体系(PNTRC)现已具有战略研讨、技能堆集、立异渠道与人才队伍方面的根底,主张将通导遥一体化的PNTRC空天信息智能化实时服务体系列为即将树立的空天国家试验室的首要使命,会集全国相关优势力气协同攻关:一要运用钱学森体系科学理论,做好顶层规划,展开理论立异、仿真演示和技能攻关;二要经过国家严峻专项,树立我国军用和应急呼应的空天信息智能化实时服务体系,引领智能航天展开;三是经过商场牵引和政府补助,树立我国军民深度交融的、面向全球服务的空天信息智能化实时服务体系,为国家发明万亿产量的空天运用商场,为强军、大众生活和群众化服务供给智能化的手法。当时,全世界尚无这样的空天信息实时智能服务体系,咱们有必要抓住机会,全力攻关,建造航天强国,强军、富国、利民,做出引领性、原创性的科学奉献。

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