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中国各应用领域卫星(遥感、通信、气象等)研发及发射状况汇总分析

发布时间:2020-09-09  来源:立鼎产业研究网  点击量: 2112 

一、遥感卫星

遥感技术的应用非常广泛,主要在气象预报、国土普查、作物估产、森林调查、地质找矿、海洋预报、环境保护、灾害监测、城市规划和地图测绘等遥感业务,并且与全球遥感卫星、通信卫星和定位导航卫星相配合,为国家经济建设和社会主义现代化提供多方面的信息服务。随着我国经济的不断发展,城市化进程的不断加快,城市规划建设、旅游服务、城市公共安全等对遥感数据的需求越来越大,遥感技术的应用领域在不断扩大,极大的促进了遥感技术行业的发展。

近几年,我国民用遥感卫星系统研制工作取得了显著成绩,逐步形成了气象、海洋、陆地资源和科学试验等遥感卫星系统,也具备了一定的应用基础,但遥感卫星技术水平和商业化程度还比较低。总体来看,我国持续、稳定的高分辨率卫星遥感数据源严重不足,急需发展以商业模式运营为主的遥感卫星产业。

随着卫星遥感及空间信息服务行业需求的增长和鼓励政策的不断落地,国内遥感卫星的发射数量逐年增加。

二、通信卫星

通信卫星是我国改革开放的一扇窗口,40 年来既通过技术的引进和输出使我国的卫星走向世界,也拉近了我国与世界的距离。

秉承“积极发展急用实用卫星”的航天发展政策,同步轨道通信卫星成为我国启动最早的应用卫星研制项目。1984 4 16 日,东方红二号 0B 星成功定点于东经 125 度的地球同步轨道上,我国正式成为世界上第五个可以独立发射地球同步轨道通信卫星的国家。

通信卫星由此成为我国政府与职能部门更加高效传递信息调度资源的重要手段,同时也缓解了边远地区收视难、通信难的问题。

1994 年,首颗东方红三号通信卫星发射升空,相比上一代东方红二号甲通信卫星,在转发器数量和设计寿命上都有了大幅提升,在理论研究和工程应用方面极大地拉近了我国与世界先进水平的距离,我国的通信卫星也开始全面向社会开放并投入商业运营。由此,“中星”“鑫诺”“亚太”(www.leadingir.com)这些大家耳熟能详的通信卫星开始代表中国卫星技术出现在世界舞台上。

2007 5 月,基于东方红四号卫星平台研制的尼日利亚通信卫星一号发射成功,并于当年 7 6 日正式交付用户使用。这是我国首次以火箭、卫星及发射支持的整体方式向国际客户提供商业卫星服务,标志着我国正式打入国际商业卫星发射市场。

2016 8 6 日,我国卫星移动通信系统的首颗卫星天通一号 01 星成功发射并顺利入轨,填补了国家//商用自主卫星移动通信服务的空白。随着近期配套卫星手机问世,以及专用号段开始放号,我国正式进入了卫星移动通信的“手机时代”,“不在服务区”彻底成为历史。

2017 年,随着我国首颗高通量通信卫星“中星十六号”交付使用,我国成为继美国和欧空局等少数发达国家和组织后,掌握 Ka 频段宽带通信技术的国家。这种卫星通信将在高铁、船舶、飞机等移动载体,以及企业联网、应急通信等领域得到广泛应用。

20181225日,中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,成功将通信技术试验卫星三号发射升空,卫星进入预定轨道。通信技术试验卫星三号运用了镁锂合金材料,这意味着中国首次在高轨卫星上成功应用镁锂合金材料。本次发射的通信技术试验卫星三号,在预埋件、支架和部分机箱机壳等部位使用镁锂合金材料,使整个卫星减重约173千克,大大提高了卫星的有效载荷量。

20190111日,我国发射中星2D通信卫星。中星2D卫星是我国最新研制的通信广播卫星,可为全国广播电台、电视台、无线发射台和有线电视网等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输任务。

三、气象卫星

我国早在二十世纪七十年代就开始发展我国的气象卫星,名为:“风云气象卫星”,截止目前已发射了十七颗气象卫星(4颗风云一号、 8颗风云二号、4颗风云三号卫星,1颗风云四号卫星,其中风云系列的单号为极轨气象卫星,双号为静止轨道气象卫星。),分别实现了极轨卫星和静止卫星的业务化运行,是继美国、俄罗斯之后第三个同时拥有极轨气象卫星和静止气象卫星的国家。

目前7颗风云气象卫星在轨稳定运行。(立鼎产业研究中心)为相关国家和地区提供坚实可靠的数据和遥感应用服务。风云气象卫星是全球空间计划的主要贡献者,已被世界气象组织纳入全球业务应用气象卫星序列,,是东半球气象预报的主力。也是空间与重大灾害国际宪章机制下的值班卫星。中国气象局卫星数据广播系统(CMACast)是地球观测组织三大全球分发系统之一,为全球用户提供100多种卫星资料和产品。

目前风云三号卫星已全面取代风云一号卫星,风云二号亦正被风云四号取代。风云四号则是中国第二代静止轨道气象卫星,在时间分辨率、空间分辨率、探测谱段和探测要素等方面更胜风云二号。

——风云一号(极轨气象卫星)

风云一号A 198897太原卫星发射中心长征四号甲运载火箭发射 39天状态失稳

风云一号B 199093太原卫星发射中心长征四号甲运载火箭发射 165天状态失稳

风云一号C 1999510太原卫星发射中心长征四号乙运载火箭发射退役

风云一号D 2002515太原卫星发射中心长征四号乙运载火箭发射退役

——风云二号(静止轨道气象卫星)

风云二号A 1997610西昌卫星发射中心长征三号运载火箭发射 90天失效

风云二号B 2000625西昌卫星发射中心长征三号运载火箭发射 240天失效

风云二号C 20041019西昌卫星发射中心长征三号运载火箭发射退役

风云二号D 2006128西昌卫星发射中心长征三号甲运载火箭发射退役

风云二号E 20081223西昌卫星发射中心长征三号甲运载火箭发射退役

风云二号F 20121113西昌卫星发射中心长征三号甲运载火箭发射正常

风云二号G 20141231西昌卫星发射中心长征三号甲运载火箭发射正常

风云二号H 201865西昌卫星发射中心长征三号甲运载火箭发射正常

——风云三号(极轨气象卫星)

风云三号A 2008527太原卫星发射中心长征四号丙运载火箭发射退役

风云三号B 2010115太原卫星发射中心长征四号丙运载火箭发射正常

风云三号C 2013923太原卫星发射中心长征四号丙运载火箭发射正常

风云三号D 20171115太原卫星发射中心长征四号丙运载火箭发射正常


——风云四号(静止轨道气象卫星)

风云四号A 20161211西昌卫星发射中心长征三号乙运载火箭发射正常

据风云卫星20112020年发展规划和国家空间基础设施2025年规划,至2025年我国还有已规划的9颗卫星后续陆续发射。结合目前的在轨7颗风云卫星,将确保风云卫星家族持续稳定地为用户提供服务到2030年,从2030年开始我国将研制新一代的极轨卫星风云五号和新一代的静止卫星风云六号,为国民经济建议、气象防灾减灾、建设美丽家园、服务国际社会提供更为强大的全球气象观测信息。

四、资源卫星

1999 年,中巴资源卫星(“资源一号”)01 星成功发射,填补了国内民用遥感卫星领域的空白,结束了中巴两国长期依赖外国遥感数据的历史。

20191220日,我国发射中巴地球资源卫星04A星。中巴地球资源卫星04A星共搭载了3台光学载荷,包括中方负责研制的宽幅全色多光谱相机,巴方负责研制的多光谱相机、宽视场成像仪。其中,宽幅全色多光谱相机分辨率可达2米,幅宽优于90公里;多光谱相机分辨率为17米,幅宽优于90公里;宽视场成像仪分辨率为60米,幅宽优于685公里。该星在继承04星观测要素、数据连续等基础上,成像能力更强,定位精度更高,具备侧摆能力,可更好满足两国在国土资源勘查、土地分类、环保监测、气候变化研究、防灾减灾、农作物分类与估产等领域对遥感数据的迫切需求,并可为亚非拉国家提供服务。此次发射还搭载多颗微小卫星。

截至目前,中巴资源卫星已发射了7颗,累计送出超过 80 万张对地观测照片,除了为两国国土资源、城市规划、环境监测以及农业、林业、水利等众多领域提供精确的对地观测图像外,也以资源共享的方式向非洲各国及巴西的邻国提供对地观测遥感图像服务,促进了南半球各国间协作与交流,被誉为南南合作的典范。

五、导航卫星

——我国于上世纪 80 年代开始进行自主导航卫星系统的规划论证工作,按照“先区域有源、后区域无源、再全球无源”三步走总体规划,成功开拓出了突出区域、面向世界,具有中国特色的导航卫星系统发展道路。

1994 年,我国北斗导航试验系统正式开始建设,2000 10 月第一颗北斗导航试验卫星发射升空,到 2003年北斗导航试验系统建成,使我国成为继美俄之后世界上第三个拥有自主导航卫星系统的国家。北斗导航试验系统在2008 年北京奥运会、四川抗震救灾中发挥了重要作用,经济效益和社会效益显著。

通过总结试验系统的使用经验,经过改进的北斗导航卫星系统的性能得到大幅提升。2007 4 月,第一颗北斗导航卫星成功发射,我国拉开了北斗导航系统大规模组网的序幕,至 20166月第23颗北斗导航卫星成功定点,我国完成了由 7 颗静止轨道卫星和 16颗非静止轨道卫星组成的北斗二号导航卫星星座组网工程。

2012 12 月,北斗导航系统空间信号接口控制文件的正式版 1.0 对外公布,北斗导航业务开始对亚太地区提供无源定位、导航和授时服务。2014年,北斗导航卫星系统开始向首个海外用户泰国提供高精度信号,北斗导航系统由此开始向大众消费市场大步迈进。截至2017 年,北斗导航系统贡献产值超过2000 亿元,使用用户超过 1 亿。

2017 11 月,长征三号运载火箭将第24 颗和第 25 颗北斗导航卫星以“一箭双星”的方式发射入轨,我国开始建设覆盖全球的北斗三号导航卫星系统。

2020623日,北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。 [9]  623943分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星,暨北斗三号最后一颗全球组网卫星,至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。2020731日上午1030分,北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式在人民大会堂举行,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通。

——未来,北斗系统将持续提升服务性能,扩展服务功能,增强连续稳定运行能力。2020年年底前,北斗二号系统还将发射1颗地球静止轨道备份卫星,北斗三号系统还将发射6颗中圆地球轨道卫星、3颗倾斜地球同步轨道卫星和2颗地球静止轨道卫星,进一步提升全球基本导航和区域短报文通信服务能力,并实现全球短报文通信、星基增强、国际搜救、精密单点定位等服务能力。 

1、基本导航服务。为全球用户提供服务,空间信号精度将优于0.5米;全球定位精度将优于10米,测速精度优于0.2/秒,授时精度优于20纳秒;亚太地区定位精度将优于5米,测速精度优于0.1/秒,授时精度优于10纳秒,整体性能大幅提升。

2、短报文通信服务。中国及周边地区短报文通信服务,服务容量提高10倍,用户机发射功率降低到原来的1/10,单次通信能力1000汉字(14000比特);全球短报文通信服务,单次通信能力40汉字(560比特)。

3、星基增强服务。按照国际民航组织标准,服务中国及周边地区用户,支持单频及双频多星座两种增强服务模式,满足国际民航组织相关性能要求。

国际搜救服务。按照国际海事组织及国际搜索和救援卫星系统标准,服务全球用户。与其他卫星导航系统共同组成全球中轨搜救系统,同时提供返向链路,极大提升搜救效率和能力。

4、精密单点定位服务。服务中国及周边地区用户,具备动态分米级、静态厘米级的精密定位服务能力。

六、海洋卫星

改革开放后,我国的海洋政策开始转向为“维护海洋领土主权完整和维护海洋权益”。随着海洋利益变得越来越重要,对海洋的监测和管理手段也愈发需要加强。

2002 年,我国首颗海洋水色监测卫星海洋一号 A 星发射入轨并投入使用,结束了我国长期没有海洋卫星的历史。随后发射的海洋一号 B 星和海洋二号 A 星不仅完善了我国海洋卫星的体系,也拓展了我国对全球海域的探测能力,加强了我国在海洋资源开发与管理、海洋环境监测与保护、海洋灾害检测与预报等方面的能力,取得了显著的社会与经济效益。

2018年,我国密集发射了海洋一号B星和海洋二号A星、C星和海洋二号 B 星,它们将与不久后发射的海洋雷达卫星“海洋三号”一起组成我国全球化、信息化的海洋卫星监测网络,为维护海洋权益、防灾减灾、国民经济建设和国防建设提供服务。

20200611日,我国发射海洋一号D星。海洋一号D卫星是我国第4颗海洋水色系列卫星,也是我国空间基础设施规划的第3颗海洋业务卫星。它与此前发射的海洋一号C卫星共同组成我国首个海洋民用业务卫星星座,双星上、下午组网观测,不仅填补了我国海洋水色卫星无下午观测数据的空白,还对研究全球气候变化、应对全球气候变暖、建设海洋强国等具有重要意义。


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