我国卫星应用领域的现状、问题与对策.docx

我国卫星应用领域的现状、问题与对策【摘要】综合分析了我国卫星通信、遥感和导航定位应用领域的现状与问题，并提出了相应的发展对策。(一)卫星通信领域1转发器资源短缺，供需矛盾突出我国的卫星通信事业起步于70年代初，从1984年起，随着我国首颗地球静止轨道试验通信卫星的成功发射，我国的卫星通信开始进入实用阶段。1985年国家为国内通信卫星空间段建设和发展提出的原则是:“租星过渡，C频段起步和适度满足需要”。1985年，邮电部租用国际通信卫星上18MHz带宽转发器，陆续建成北京、拉萨、乌鲁木齐、呼和浩特和广州5座12m16m的大型国内卫星通信地球站，形成了初期国内干线卫星通信网。同期租用一个72MHz转发器，向全国传送中央电视台第一套节目(CCTV-1)，当年建成53 座6m电视单收站，以解决边远、贫困地区收看电视问题，从而开始了卫星电视业务在国内的广泛应用。到1990年，我国从国际通信卫星组织租(购)的转发器达到9个等效36MHz的转发器。在租星过渡的同时，国内卫星制造部门也在抓紧研制“东方红2号”甲和“东方红3号”卫星，并分别于1988年3月和1988年12月成功发射了两颗“东方红2号”甲卫星，共有8个C频段转发器，标志着我国通信卫星进入实用阶段。1992年底，“东方红2号甲”第三颗卫星发射失利。除“亚星1号”外，其余租用的卫星转发器1992年均已到期，两颗“东方红2号”甲卫星也分别于1992年9月和1993年6月结束设计寿命，因此，中央电视台、中央教育电视台节目传送面临中断的危险，中国通信广播卫星公司经国务院批准，在各相关部门的大力支持下，紧急从美国GTE公司采购了一颗在轨通信卫星SPACENET-1(后定名中星五号)，于1993年7月中旬在我国投入使用，避免了电视传输和通信中断局面的出现。近年来，随着国民经济的飞速发展及我国国民经济信息化的建设，国内对卫星通信的需求猛增，为了满足用户需求，在等待我国自行研制的大容量通信卫星“东方红3号”发射的同时，又分别租用了“亚太1号”卫星9个等效36MHz转发器和“亚洲2号”5个转发器，以弥补国内空间段资源的严重不足。目前，国内卫星通信主要应用于广播电视传输、邮电公众通信、专网双向通信和广播业务等方面，共使用39个C频段(36MHz)转发器和8个等效36MHz Ku频段转发器，分布于中星5 号、亚太1号、亚洲1号、亚洲2号和静止14号等卫星上。中央电视台租用泛美卫星公司的4 个Ku频段转发器用于国际卫星电视频道的全球电视广播。除上述已经使用的转发器外，还租用国际通信卫星的几千条线路用于洲际通信，吉通公司租用少量转发器(用于金桥工程)均未统计在内。据不完全统计，我国各家用户正在使用的国内通信转发器资源按等效36MHz带宽计算，至少有50个。此外，尚有目前已完成地面设施建设，正在等待投入运行的系统，大约需求25个转发器。这些需求是:(1)经广播电影电视部批准上星的10个省区电视台和部分已通过卫星传送的省区电视台，共需12个转发器；(2)邮电干线卫星通信网扩容准备完毕，约需10余个转发器；(3) 专业用户扩容亦有一定的需求量。然而，1994年11月发射的“东方红3号”卫星未能进入预定轨道，致使国内广播电视传输和邮电公共通信面临可能全面中断的严重局面。因此，1995年8月，我国向美国休斯公司订购了一颗HS376卫星，该星被命名为“中星7号”。但是，该星在1996年8月发射失利。而从美国GTE公司引进的“中星5号”是一颗二手星，于1984年发射，设计寿命10年，目前已进入超期服役状态，星上部分转发器已不能正常工作。“东方红3号”和“中星7号”卫星未能按计划投入运营，更加剧了目前国内转发器供求之间的矛盾，使我国的卫星通信面临十分严峻的局面。2卫星技术与国外先进水平的差距正在扩大目前国外在轨服务的通信卫星，在技术上已达到成熟应用程度；尤其是C频段和Ku频段卫星的技术性能，与31年前发射的第一颗静止轨道通信卫星相比，转发器数量从1台增加到48 台，通信容量从几十话路增长到120000话路。重量从39kg增到4000kg，寿命从12年延长到13年，地面接收天线直径从30m减小到1m。相比之下，我国80年代中期发射的“东方红2号甲”与同期投入使用的“国际通信卫星6号”的通信能力相差20倍，性能价格比的差距就更大了。“东方红3号乙”的发射成功，使我国在C频段通信卫星上与世界差距大为缩短，但在Ku、Ka频段和军用通信卫星等技术上的差距仍在扩大。从目前国外通信卫星技术发展总趋势来看，我国的卫星通信技术无论在卫星品种、总体技术水平，还是元器件和关键技术等方面，均与国外先进水平存在20年左右的差距。这些差距主要表现在:在技术水平上，我国的卫星研制周期长，工作寿命短，通信容量小，性能价格比相差悬殊；规模效益上，卫星种类少，有效载荷品种单一，应用技术开发缓慢，空间段资源的匮乏，使我国的卫星应用系统长期依靠国外卫星资源，这严重地制约了卫星应用规模的扩大和效益的发挥，更难以实现商业化和产业化。目前国内各卫星应用部门都是在使用国外先进卫星的基础上起步的，因此，用户按照国外先进卫星的水平，对应用卫星研制部门提出了很高的要求。航天卫星研制部门目前还很难满足用户急剧增长的需求。这无疑给航天系统提出了严峻的挑战。3卫星应用产品水平低，国内市场丢失严重近年来，社会信息化的浪潮也推动了卫星通信在全球得到更加广泛的应用和迅猛的发展。卫星应用中最活跃的是电视单收站(TVRO)和VSAT。在国际卫星应用市场中，TVRO每年以 10%15%的速度递增，VSAT的增长速度更快，1995年已达50%。东南亚和亚太地区的卫星应用市场还刚刚启动，是一个很大的潜在市场。据测算:到2000年，东南亚地区卫星应用市场预计为27亿美元，整个亚太地区(除中国和日本外)为55亿美元。在这种大好的发展环境下，我国的卫星应用产业却因隶属部门多、企业形不成规模经济，致使效益低下，不少企业亏损严重，迫使这些企业转产，或者搞些散件组装，企业独立开发能力下降。在TVRO和VSAT的整体应用水平方面，我国与先进国家相比，差距仍很大，主要表现在一些关键技术难以攻克，产业发展受制于国外，自我发展能力差，产品的技术水平与国外的差距还在进一步拉大，在VSAT、INMARSAT地面站等技术领域表现得尤其突出。近几年，国民经济各部门相继从加拿大的SPAR公司引进了CVSD/PSK/SCPC体制的单路单载波设备，又从美国VSI公司、休斯公司和CONTEL公司，日本的NEC公司等引进了各种类型的VSAT系统。国内市场几乎全部被国外产品占领。预计我国加入世贸组织后，国内市场被国外产品挤占的现象将更加严重。这种单纯引进先进设备，忽视了消化、吸收、创新和以市场换技术的做法，正在给国家造成不可挽回的损失。(二)卫星遥感领域1对国外卫星依赖过大，空间信息资源严重不足70年代，我国遥感卫星应用研究与生产领域所利用的信息资源主要是Landsat MSS资料； 1986年中国遥感卫星地面站建成后，主要是利用Landsat TM资料，少量的引进SPOT、JERS- 1、ERS-1，航天飞机，前苏联卫星资料等；我国的卫星遥感资料主要是地面回收型的摄影资料，现正在研制资源一号传输式卫星；我国从1975年以来，已成功的发射了十五颗遥感卫星，其中有七颗普查型科学实验卫星，两颗国土普查卫星，一颗分辨率为5m的科学实验卫星，三颗摄影定位卫星，两颗极轨气象卫星(风云一号)。这些卫星资料分别由主管部门进行推广使用，分别由各单位进行分发和管理。现在民用的卫星遥感信息源，仍然以Landsat TM资料为主，中国科学院遥感卫星地面站5年共处理3000多景提供应用。从本世纪末到下世纪初，虽有大量的对地观测卫星将要发射，但能够在全球范围内不间断地给广大用户提供资源开发和环境监测方面信息的卫星却不多。其原因:一是由国家支持的公益性卫星系统将不断收缩；二是由于近年来遥感商业化趋势日益明显，政府补贴逐年下降，商业化的运行机制使数据的价格居高不下，这对于发展中国家更是难于承受；三是当前遥感商业化的一种倾向是追求高分辨率和超高分辨率。以美国的Space Image卫星为例，它的空间分辨率为1m，尽管它采用了15000元的超大规模CCD线阵器件作为探测器，也只能获得约15km的地面覆盖宽度，与陆地卫星185km带宽16天一个回归周期比，这颗高分辨率卫星的重复周期要接近200 天，加之云雾等天气条件的影响，要获得某一个特定地区的数据实属不易，而要得到重复数据则更为困难。上述原因将使我国现阶段的遥感信息资源更加紧张。在价格方面，我国引进的Landsat TM资料现在每景数据销售价格为5900元人民币(而国际上一般售价4300美元一景，价格相差5 倍)，实际这里包含了国家对公益型的卫星遥感事业的补贴。这样的信息源价格，对于目前我国众多的遥感应用单位来说是偏高的。而我国自行研制的“资源1号”卫星图像在价格上将比TM 资料有较大幅度的降低，将对我国卫星遥感技术应用起推动作用。因此，大力发展我国的卫星遥感系统已势在必行。2缺乏总体规划，重复研究较多目前，我国卫星遥感在各部门有大量的试验研究工作。这些项目经费的来源是不可能由专业业务系统的生产经费中支出的。主要经费来源是国家计委支持的遥感科技攻关经费、各部门的科研费、国际自然科学基金、重大项目的单项支持费、卫星应用重点技术研究资助项目费等。有的部委从国家地勘费中拨出一部分支持遥感应用研究。据不完全统计，有19种经费来源的渠道，但都是国家政府的拨款，既反映了各个部门对遥感应用的重视与支持，也说明了无遥感应用的稳定经费渠道。正是由于目前卫星遥感应用经费渠道较为混乱，使我国有不少卫星遥感应用研究项目，在不同地区和部门以基本相同的技术路线进行研究试验，造成重复研究和国家经费的浪费。这主要是由于我国目前缺乏卫星遥感应用的总体规划和统一的经费渠道，没有健全的卫星遥感技术服务实体，未形成供需双方良性的市场循环造成的。(三)卫星导航定位领域，国外厂商纷纷挤占中国市场我国目前尚没有自己的卫星导航定位系统。国内各部门主要是在使用美国的导航星全球定位系统(Navstar GPS)和俄罗斯的GLONASS系统。其中以美国的GPS接收机市场最好，应用最为广泛。目前国际上GPS接收机的发展趋势是:体积越来越小，功能越来越强，重量越来越轻，数据处理软件越来越完善，其应用领域也越来越广泛，但价格却越来越低。我国的GPS应用虽然只有10余年的历史，但是已经显示出其在国民经济建设中的强大生产力，在相关的生产领域， GPS接收机的需求量将日益扩大。国外各大GPS接收机公司看中了中国市场的巨大需求，几年来相继打入中国市场。目前，在中国销售GPS接收机的公司和厂商主要有:美国的天宝(Trimble) 导航公司、阿士泰克(Ashitech)公司、洛克韦尔(Rockwell)公司、麦哲伦(Magellan)公司、加明 (GARMIN)公司、EAGLE公司、法国赛塞尔(SERCEL)公司，瑞士徕卡(Leica)公司等。他们除在中国销售各种型号的GPS接收机外，还不断地为中国用户举办GPS技术讲座、新产品展示会，并成立了各公司的中国用户协会，定期或不定期地印发GPS应用简报或通迅。这些做法，增进了中国用户对GPS技术的了解，扩大了应用范围，提高了应用程度，但更重要的是外商扩大了 GPS接收机在中国的销售市场，获取了高额利润。而目前我国生产GPS接收机的能力还很弱，仅有航天总公司704所等几个单位能够生产导航型GPS接收机，且尚未形成系列化，在市场上影响力不够。目前的国内市场仍由国外产品占领。随着GPS技术的进一步发展，GPS将会像彩电、录像机一样普及。对于这样一个巨大的产品市场，我国应及早制定政策，生产出在质量、性能和价格上可与国外产品相匹敌的GPS产品，否则，我国将会丧失国内的市场。(四)我国卫星应用领域的对策分析1大力发展民用卫星系统，解决空间段资源紧张问题目前，我国的卫星通信、卫星遥感及卫星导航定位三大卫星应用领域，都对国外的空间资源过于依赖，这主要是由于我国空间段资源不足，不能满足广大用户日益增长的信息需求所造成的。这既不利于我国民用卫星应用向产业化、商业化方向发展，更会丢掉我国正日益扩大的卫星应用市场。因此，大力发展我国的民用卫星系统已迫在眉睫。在发展的同时，还应对我国及亚太地区的市场容量进行深入的调查研究，防止因现阶段空间资源紧张而一哄而上，发展过猛，造成未来空间资源过剩。2应及早着手直播电视卫星用户终端机的研制卫星直播电视是下一个世纪发展的必然趋势，我国未来的市场潜力极大，前景可观。因此，我国应汲取VSAT设备和GPS接收机市场大部分被国外挤占的教训，及早着手直播电视卫星用户终端机的研制工作，从而能够在下世纪初我国卫星直播电视普及时，在市场上占据主动地位。3应持续不断地给卫星遥感以政策和资金扶持，使之逐步进入产业化、商业化轨道由于卫星遥感图像资料的性质及我国经济发展的现状所决定，目前我国的卫星遥感尚以公益性为主，而且短期内尚不能实现产业化和商业化。但是，卫星遥感对整个国民经济和人民生活所产生的效益却是长久的、巨大的。因此，从国家的长远利益考虑，应给我国的卫星遥感事业以长期的政策和资金扶持，使卫星遥感应用规范化，同时应加强卫星遥感应用成果的推广工作，不断开拓新的用户领域，使我国的卫星遥感逐步步入产业化和商业化的轨道。4采取措施，占领我国卫星定位领域市场目前，应对GPS接收机在国内的销售制定相应的管理措施，鼓励使用国产接收机。在我国目前技术水平相对落后的情况下，可以用部分市场资源去换取国外的先进技术，引进先进的 GPS接收机生产技术和必需的元器件，使国产GPS接收机早日达到国际先进水平。与此同时，应加紧对先进技术的消化吸收，研制生产我国新一代的GPS接收机，从而保证国产的GPS接收机在市场上占有一定份额。应加紧研制我国的双星定位系统，尽早地为用户提供高性能、低价格、高可靠性的我国卫星定位系统，从而占领我国及亚太地区市场。