專家小傳：朱述龍，信息工程大學(xué)導(dǎo)航與空天目標(biāo)工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，長期從事衛(wèi)星遙感領(lǐng)域教學(xué)和科研工作。著有《小波理論在圖像處理中的應(yīng)用》《遙感圖像獲取與分析》等4部學(xué)術(shù)著作，榮獲軍隊科技進(jìn)步一等獎1項、二等獎5項。
衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)與星座分布示意圖
核心提示
美國一家公司日前宣稱，計劃啟動一個覆蓋全球任意角落的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。這一“衛(wèi)星群”由648顆衛(wèi)星完成第一階段的布設(shè)任務(wù)，未來衛(wèi)星數(shù)量將達(dá)到2400顆。它將提供高速互聯(lián)網(wǎng)直接接入的小用戶終端，并通過WiFi、LTE、3G或2G連接，直接為地面上的手機(jī)、電腦或其他智能終端提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)作為信息技術(shù)和航天技術(shù)融合發(fā)展的新興領(lǐng)域，其所蘊(yùn)藏的軍事價值也無比巨大。特別是在太空、網(wǎng)絡(luò)已由支援陸、海、空作戰(zhàn)的輔助戰(zhàn)場，轉(zhuǎn)換為與之比肩、相互支援的主戰(zhàn)場之后，誰掌握衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)這個制高點，誰就將奪取未來戰(zhàn)爭制勝的主動權(quán)。
基礎(chǔ)雄厚
積跬步以至千里
“這是我個人的一小步，但卻是人類的一大步?！碑?dāng)年，美國宇航員阿姆斯特朗的一句話，同前蘇聯(lián)在1957年成功發(fā)射世界首顆人造地球衛(wèi)星一樣，帶著人類一直以來對浩瀚太空的無限遐想，在接下來的半個多世紀(jì)里，開啟了探索太空、利用太空的新紀(jì)元。
航天技術(shù)在20世紀(jì)得到突破絕非偶然。一方面，二戰(zhàn)前后幾個主要參戰(zhàn)國家已經(jīng)對火箭制造與發(fā)射技術(shù)開展研究與試驗，推動理論走向?qū)嵺`；另一方面，航天技術(shù)將多項人類科學(xué)發(fā)展史上的最新成果作為發(fā)展基石，力學(xué)、熱力學(xué)、材料學(xué)、電子技術(shù)、光電技術(shù)、自動控制、推進(jìn)技術(shù)、計算機(jī)、半導(dǎo)體技術(shù)、系統(tǒng)工程和工程工藝學(xué)等都對它的發(fā)展起了重要作用，這些技術(shù)在航天應(yīng)用中互相交叉滲透，酵生出測控、遙感、導(dǎo)航等一些新學(xué)科，使航天科學(xué)技術(shù)形成了完整的體系。
20世紀(jì)后半葉，以前蘇聯(lián)和美國為代表的幾個主要國家，發(fā)射了大量的科學(xué)實驗衛(wèi)星、技術(shù)實驗衛(wèi)星和各類應(yīng)用衛(wèi)星，功能向著偵察、通信、導(dǎo)航、預(yù)警、氣象、測地、授時等專業(yè)化方向發(fā)展，自身部件向著多用途、長壽命、高可靠性和低成本方向發(fā)展。近30年，重量輕、成本低、研制周期短、見效快的小衛(wèi)星廣受各國青睞，成為太空家族中的一支生力軍。
迄今為止，世界各國先后成功發(fā)射了數(shù)以千記的各類衛(wèi)星與航天器，它們直接與地面交互信息，各國各類衛(wèi)星自成體系。而借助與它同期發(fā)展起來的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思維，如果將每個衛(wèi)星看成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點或終端，這些在軌運(yùn)行的人造衛(wèi)星就成為“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”的重要基礎(chǔ)設(shè)施，將“互聯(lián)網(wǎng)搬到太空上”即將成為現(xiàn)實。
煙囪林立
空天戰(zhàn)略資源亟待整合
當(dāng)代強(qiáng)國的競爭，早已從地球上升到太空甚至外太空。太空成為延伸的公共領(lǐng)域，可被人類利用的軌道面、頻譜等資源也十分有限，更是加劇了爭奪態(tài)勢。國際法明確規(guī)定，空間資源為人類公共資源，各國主權(quán)資產(chǎn)可自由進(jìn)入，衛(wèi)星、航天器等國家空間資產(chǎn)是國家主權(quán)國土的延展。
世界各國在近地空間布設(shè)了大量衛(wèi)星，廣泛用于商業(yè)和軍事目的，僅我們熟知的全球定位系統(tǒng)就有均勻分布在6個軌道面上的24顆衛(wèi)星。歐美等國家還有“銥-星”系統(tǒng)、“全球星”系統(tǒng)、“快鳥”系統(tǒng)、“長曲棍球”系統(tǒng)、“立方體”系統(tǒng)、“天鷹”系統(tǒng)等等，加之考慮衛(wèi)星壽命等因素，需要不斷進(jìn)行補(bǔ)充與更新，太空可利用的資源空間正在日益減少。
衛(wèi)星雖多，但各類衛(wèi)星系統(tǒng)都由各國所屬行業(yè)或企業(yè)管理，各系統(tǒng)之間、衛(wèi)星與衛(wèi)星之間不能互聯(lián)互通，資源無法共享， “煙囪效應(yīng)”明顯。衛(wèi)星觀測到的數(shù)據(jù)多數(shù)須經(jīng)地面處理后才能向用戶提供產(chǎn)品，無法滿足“落地即服務(wù)”的實時需要。
當(dāng)前，電子產(chǎn)品的制作工藝與高效程度同半個世紀(jì)前不可同日而語，各類衛(wèi)星攜帶的有效載荷完全有能力進(jìn)行互聯(lián)互通，并承擔(dān)計算與網(wǎng)絡(luò)處理功能。一星多用、多星組網(wǎng)、多網(wǎng)協(xié)同，未來的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將為人們提供直接、實時的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，推動信息技術(shù)和航天科技進(jìn)一步融合發(fā)展。
制勝未來
軍事應(yīng)用價值不可低估
幾乎所有的尖端科技均源于軍事需求，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)也不會例外。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一旦投入應(yīng)用，將賦予傳統(tǒng)技術(shù)和武器平臺以新角色以及“改變游戲規(guī)則”的全新能力，在短期內(nèi)實現(xiàn)快速部署、快速反應(yīng)、快速打擊，達(dá)到先敵一步、高敵一籌的戰(zhàn)略目標(biāo)。可以說，誰在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)與資源占用中搶得先機(jī)，誰就會在未來戰(zhàn)場的制天、制網(wǎng)、制信息“三權(quán)”爭奪中占有主動。
預(yù)測未來的最佳途徑就是創(chuàng)造未來。近日，我國成功發(fā)射第二十二顆自主設(shè)計制造的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，長征系列運(yùn)載火箭也完成了第225次飛行，加之我國已有的“天繪”“資源”和“風(fēng)云”等系列衛(wèi)星系統(tǒng)及大規(guī)模的商用衛(wèi)星，我國的航天科技已經(jīng)具備迎來大發(fā)展的有利環(huán)境和契機(jī)。我們應(yīng)抓緊開展國家衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)立項研究，整合現(xiàn)有資源，用創(chuàng)新的理念帶動技術(shù)突破，在新一輪衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展中實現(xiàn)“并跑”甚至“領(lǐng)跑”，以滿足未來戰(zhàn)場打贏和國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要。
