加快推进天地一体化信息网络的应用落地

    天地一体化信息网络是科技创新2030——重大项目中首个启动的重大工程项目，被列入国家“十三五”规划纲要以及《“十三五”国家科技创新规划》。加快构建泛在高效的新一代信息网络设施，推动形成万物互联、人机交互、天地一体的网络空间，是当前我国重大战略部署。天地一体化信息网络由天基骨干网、天基接入网、地基节点网组成，并与地面互联网和移动通信网互联互通，建成“全球覆盖、随遇接入、按需服务、安全可信”的天地一体化信息网络体系。

    天地一体化应用网络体系建设是重中之重，包括地面应用系统在内的、多种卫星体系组成的集成化和天地一体化网络系统。整个体系由遥感信息获取、传输、存储、应用四个部分组成。其中遥感信息获取、传输的基准将以天基为主，由各类卫星和天基平台完成。将所有能完成空间遥感信息获取、传输、处理和分配的卫星体系纳入遥感信息网，目的是为了解决天基遥感信息的条块分割、不便访问、信息融合差、系统间不能很好地转换信息等问题。卫星系统用网络技术统揽、改造后，可以改变一种卫星只用于一类用户的状况，大大提高卫星系统的使用效能。

    目前，美国已建成若干个卫星系统，基本形成多个较完善的卫星体系，美国已建成国防卫星通信系统(DSCS)、航天返回与遥感 （SPACECRAFT RECOV⁃ERY&REMOTESENSING）、卫星系统(FLTSAT)、空军卫星通信系统(AFSATCOM)、军事星卫星系统(Milstar)、可见光成像卫星系统(KH)、雷达成像卫星系统(La⁃crosse)、电子侦察卫星系统(Mag⁃num、Vortex、Orion、Trumpet等)、海洋监视卫星系统(WhiteCloud)、导弹预警卫星系统(DSP)和正在研制的天基红外系统(SBIRS)、气象卫星系统(DMSP)、导航定位卫星系统(GPS)、跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)等。美国这些卫星系统，已构成了较全面的几个军用卫星体系，具备了通信、导航、侦察、监视全球的能力。

    俄罗斯在国家经济较困难的情况下，仍坚持发射军用卫星，竭力维持其军用卫星体系。除传输型详查卫星外，仿照美国已有的军用卫星系统类型，俄罗斯也建立了相应的军用卫星体系。但距离构成天基综合遥感信息网有较大距离，信息处理、集成能力较差。为解决沉重的经费负担，俄罗斯现已提出建设军民两用的天基综合遥感信息网，即“多功能卫星通信和远程地球监视系统”(ROSTELE⁃SAT)。它由LEO和MEO两种星座组成。LEO星座700km轨道，91颗卫星;MEO星座为10360km轨道，24颗卫星。LEO星座除通信外，还装有可见光、红外、雷达3种类型的监视模块。在欧洲，欧空局与意大利Alenia公司签定了验证天基遥感信息网的合同，现在已完成数据传输部分初步研究，遥感信息获取部分尚在研究中。此外，日本1996年已经明确提出要建立军用侦察卫星网。

    建设我国天地一体化信息网络是新技术、新工程和新应用，也是新要求、新任务和新挑战。将遵循统一的网络体系结构和协议体系，按照“天基组网、地网跨代、天地互联”思路构建。分成三个阶段有序推进，即第一阶段“技术突破、典型示范”，第二阶段“规模建设、有效应用”，第三阶段“扩展提高、全面服务”。这既是一种宏大、超前的思路引领，也是一项重大、正确的战略决策。其系统推进主线主要有三条，即科技创新、网络建设和应用服务。科技创新就是要形成一整套技术体系，引领技术创新，打造世界科技创新中心；网络建设就是要构建高轨、低轨、临近空间、地面网络互联融合、覆盖全球的一张天地一体化信息网络；应用服务就是实现全球商业运营，提供全时全域信息服务能力，形成天地一体化信息网络+产业新形态。我们可以从空天地一体化指挥系统和遥感领域的应用场景中找到实例，以启迪大家并拓展应用。

    一是就基于空天地一体化指挥系统构建的天地一体化信息网络应用实例来说。空天地一体化北斗指挥系统主要构成由兼容性车辆平台、北斗通信定位系统、卫星通信系统、无人机侦察跟踪识别系统、单兵背负系统、业务查报站系统以及综合指挥系统等组成，有利于政府应急处置和社会服务。在重大事故、活动和自然灾害等情况下，保持与外界卫星通信。通过北斗指挥系统，控制所有车辆、人流并设置路线，既方便管理，也方便部署，还可通过无人机、移动指挥车可以准确确定对象具体位置。

    一方面可广泛用于重大自然灾害的应急指挥。卫星通信覆盖范围广、不受地域和外部环境限制、建立通信时间快，在突发事件中起到不可替代的作用。例如在2008年南方雨雪冰冻灾害和汶川地震中，传统通信手段已不可能，“动中通”卫星通信车和北斗通信设备起到关键作用，使指挥中心第一时间获得现场音视频资料、受困人员位置等宝贵信息，有序开展救援行动。

    另一方面可大量用于城市车辆监控管理。天地一体化信息网络建成后，可实时监控车辆位置、指定时间段车辆轨迹回放、车辆信息查询及控制、自动抓拍、车牌识别、“黑名单”自动对比报警、自动布控报警、检索假牌假证、机动车交通违法抓拍、查纠、出租车出城管理等，打破了时空壁垒和服务时限，大大延伸了管理触角和服务范围。

    二是基于遥感领域应用的天地一体化信息网络应用实例来说。首先是用网络技术统揽、改造天基遥感信息的获取、传输、处理和分发。利用天地一体化遥感信息应用网络体系用网络技术统揽、改造后，将所有天基遥感信息的获取、传输、处理，同时纳入全球遥感信息网，实施多用户应用部门的一体化集中监测，实时(或近实时)地向各类用户提供天基综合遥感信息。在遥感信息时代来临之际，星座的开发和空间应用趋势是形成天基遥感信息网络，特别是对商用系统来说，其技术发展水平在许多方面已经赶上并超过了军用系统，新概念、新技术的出现将使航天发展形成新的模式。这就需要在天基系统中大力发展宽带大容量系统，发展天基综合遥感信息网络技术和遥感信息融合技术，智能化遥感信息处理等多种技术。

    其次是综合利用各种天基遥感信息获取手段。综合利用各种天基遥感信息获取手段，包括可见光、红外、微波遥感器相结合，空间鉴别与光谱鉴别相结合，计算机和敏感器相结合等多种遥感信息获取手段综合利用，形成能在各种环境下运行探测器网络体系。这些系统不但要有全球覆盖能力，而且能自主识别，具有对目标进行特征描述的能力，形成多功能采集系统。对同一目标，将从光电、光谱和微波多种遥感器手段获取可互相插入、比对和融合的可靠遥感信息。军、民、商空间部分趋于会聚，遥感信息网络体系也最终将成为军、民、商综合系统。

    还有就是遥感信息实现高带宽和高速传输。遥感信息传输能力可根据用户需要，访问宽带和高数据率系统，卫星、光纤、微波各种手段结合，高、低轨道星座系统并用，采用数据压缩、异步传输模式(ATM)等，形成实时遥感信息集成系统，有效支持各层次应用的需要。