這些天,天上的“星星”不斷引起大家關注:北斗與GPS信號兼容、北斗入選年度全球互聯網領先科技成果、中國暗物質粒子探測衛星“悟空”發現疑似暗物質蹤跡……
我們在太空領域越來越強大,但同時要認識到,單打獨斗是干不好的,衛星通信、遙感、導航之間必須取長補短、共同合作,才能推動技術與應用的發展。
近日,武漢大學李德仁院士提出了關于通導遙一體系統建設的構想。
論軍民融合的衛星通信、遙感、導航一體天基信息實時服務系統(節選)
第一作者:李德仁
通訊作者:沈欣
目前,中國將軍民融合發展上升為國家戰略。以衛星通信、衛星遙感、衛星導航為代表的太空領域是軍民融合發展的重點領域,天基信息已廣泛應用于國家安全、經濟建設和大眾民生的諸多領域,不僅具有軍民共用的特點,也擁有巨大的市場價值。
要實現天基信息全天時、全天候、全地域服務于每個人的目標,根本上解決現有天基信息系統覆蓋能力有限、響應速度慢、體系協同能力弱的問題,亟需構建衛星通信、導航、遙感一體(簡稱為通導遙一體)的天基信息實時服務系統,即同時提供定位、導航、授時、遙感、通信服務的天基信息實時服務系統。
PNTRC系統建設內容與構想
PNTRC系統的核心功能包括高精度實時增強導航與授時、快速遙感(視頻)信息服務、天地一體移動寬帶通信服務。
PNTRC系統建設路線圖
針對PNTRC需求的分析和中國天基信息系統建設的現狀,筆者提出中國PNTRC發展分兩步走。
第一步:構建空間信息網絡。將現有各類通信衛星、導航衛星、遙感衛星和其他空間平臺組網,通過協同觀測和傳輸工作,實現對各類任務協同的靈性服務。通過動態建鏈組網實時獲取、傳輸和處理海量數據,實現天基信息的體系化應用。
第二步:通導遙一體的天基信息實時服務系統。建設100~200顆同時具有遙感、導航與通信功能的低軌衛星組成的星座,與北斗系統、空天一體化網絡及地面網絡深度耦合,構成新一代PNTRC系統。
系統的初步設想如下。
衛星:不少于100顆低軌(500~800km)衛星組網。
遙感信息服務指標:空間分辨率優于0.5m;時間分辨率全球目標優于1h,至分鐘級;覆蓋范圍為全球。
實時導航定位精度:米級/分米級;
地面移動通信:覆蓋全球的語音、視頻和圖像通信。
PNTRC系統主要關鍵技術
PNTRC系統建設面臨天基信息智能獲取平臺與載荷、天—空—地一體化的信息處理、智能天基信息應用3大方面,包括7大關鍵技術:
對地觀測新技術、對天對地導航定位新方法、信息時空基準、衛星資源組織與調度、空間網絡通信與安全、智能衛星平臺與載荷和天基信息智能應用,形成一個理論、技術和應用相對完整的技術體系。
PNTRC系統技術攻關的建議
PNTRC系統涉及航天、信息、測繪、通信、人工智能等多個領域,技術體系復雜、攻關難度大,國際上亦沒有成功的經驗可以借鑒。迫切需要在信息科學、航天科學、地球科學、人工智能等相關學科開展協同創新。
鑒于PNTRC系統建設的重大戰略意義和協同創新需求,筆者認為,中國應圍繞通導遙一體的天基信息實時服務系統這一重大使命,組建空天信息國家實驗室,按照“體現國家意志、實現國家使命、代表國家水平”的定位,圍繞PNTRC系統的7大關鍵技術開展協同攻關,在通導遙一體化服務領域產出一批具有國際先進水平的成果,引領世界空間信息領域科學技術的發展,支撐中國未來天基信息服務科學技術的可持續發展。
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