2021年4月27日,“齐鲁一号”“齐鲁四号”遥感卫星在太原卫星发射中心成功发射。 资料照片

  春节前,国务院新闻办公室发布我国第五部航天白皮书——《2021中国的航天》,以建设航天强国为主线,为未来五年中国航天“划重点”。白皮书提到,鼓励引导商业航天发展。研究制定商业航天发展指导意见,促进商业航天快速发展。扩大政府采购商业航天产品和服务范围,推动重大科研设施设备向商业航天企业开放共享。

  原本并非商业航天高地的济南正在迎来商业航天的高光时刻。去年“齐鲁一号”“齐鲁四号”遥感卫星成功发射,已经为各行各业提供大量高分辨率卫星数据。“齐鲁二号”“齐鲁三号”2022年即将发射,未来3-5年,山东产研院将完成部署20颗左右遥感卫星;将陆续发射160颗导航增强卫星,到2023年底覆盖全球;全球首个高分辨率农业专用卫星星座正在建设中,2022年将发射首批8颗卫星并实现组网运行;“智慧黄河”项目启动……

  “产业界急需的高质量遥感卫星数据极度稀缺”

  2021年4月27日,“齐鲁一号”“齐鲁四号”遥感卫星在太原卫星发射中心成功发射,标志着山东省首次拥有自主可控的商业卫星。这是我国首次采用“天基互联网+遥感小卫星”模式的创新型遥感应用项目,具备先进的高分辨率对地观测和星间互联通信能力。

  “这两颗卫星每天都在回传大量的图片数据,我们正在推进‘齐鲁二号’‘齐鲁三号’卫星研制,已完成卫星载荷集成测试,初步确定今年7月发射。”齐鲁卫星星座项目总负责人、山东产研院副院长雷斌表示,未来3-5年,山东产研院将完成部署20颗左右遥感卫星,组建齐鲁卫星星座。

  商业遥感卫星价值何在?5年前,还在中科院做研究工作的雷斌做出一个大胆而重要的预判:具备高速星间互连能力的高分辨率、低成本的卫星在技术上很快会有突破,像装了高清摄像头的智能手机一样快速发展。于是中科院进行重点布局,“十三五”期间,由雷斌作为牵头人,成功研发出了3颗卫星,就是今天的“齐鲁一号”“齐鲁二号”和“齐鲁三号”卫星。但是,作为传统的科研大院大所,常常是做完科学实验,项目就完成了使命。

  “投入那么多,整星测试都做了,如果不用起来,养在深闺总觉得太可惜。”雷斌说,我国商业航天市场急需的高质量遥感卫星数据极度稀缺,全球范围能提供这种资源的没几家,遇到突发事件,常常是有钱也买不到高质量的数据。国内很多做卫星遥感应用的创业团队,受制于数据匮乏,难以快速发展。“我们就买过,一年花几百万,也买不了多少数据。我的梦想是把这些卫星送上天。”

  恰好此时,山东产研院成立了,这个新型研发机构的掌门人孙殿义也来自中科院,他邀请雷斌带着卫星到山东,完成成果转化,一起把卫星送上太空。“山东虽然不是商业航天产业的高地,但是建立了有吸引力的创新机制。”雷斌二话没说,抛家舍业来到济南。中科院作为传统研发机构,完成了这个卫星接力赛的上半场,下半场转战创新机制更为灵活的山东产研院。在这里经过近两年的后续创新研发,太空从此有了“齐鲁号”。

  从河南水灾到“烟花”台风齐鲁卫星大展身手

  “有了齐鲁卫星,为政府相关部门决策提供了精准的数据支撑,关键时刻急需的重要数据不需要再花钱买了。”山东产研院院长孙殿义表示。

  目前,齐鲁卫星创新中心建设取得阶段性成果,建成卫星指控大厅,研发了“齐鲁卫星地面系统”,实现了从用户需求收集、卫星任务控制、数据接收处理到应用产品分发的全链路闭环控制,为齐鲁卫星长管运营奠定了一站式信息化基础。启动AIT实验室建设,建成热真空试验室、微波测量实验室,各类试验设施建设按期推进。截至去年年底,齐鲁卫星已执行对地观测任务830余次。

  齐鲁卫星创新中心在济南市大数据局部署“遥感影像基础数据服务系统”以及“遥感应用专题服务系统”,为政府部门决策提供齐鲁卫星系列数据及遥感应用专题服务。半年多来,齐鲁卫星大展身手,不仅完成应对河南极强降雨灾情、“烟花”台风灾害以及黄河秋汛等遥感应急保障任务,同时为国土资源管理、河道管理、农业、金融等部门提供大量急需数据。

  响应黄河重大国家战略,山东产研院近期启动“智慧黄河”项目,在济南新旧动能转换起步区设立山东智慧黄河信息科技有限公司(智慧黄河研究中心),运用卫星遥感、大数据、人工智能等新一代信息技术,对黄河流域实施空、天、地一体化协同观测,全方位监控水质污染、洪水和地质灾害、沿岸生态退化、违章建筑等情况。通过构建河床信息,有效管控岸堤风险隐患。自动监测船可以代替人工,实时掌握坝底根石流失情况,为黄河流域生态保护和高质量发展保驾护航。

  山东是农业大省,齐鲁卫星也将在此领域大有作为。2021年8月,山东产研院与香港航天科技集团签署合作协议,将在空天信息技术创新、先进对地观测星座建设、卫星应用创新等方面开展合作,共同建设并运营全球首个高分辨率农业专用卫星星座,2022年将发射首批8颗卫星并实现组网运行。双方共建香港—山东卫星技术及应用创新实验室以及香港航科卫星智能制造与应用中心,通过配套地面支持系统,实现对全球、全国、粤港澳大湾区和山东半岛等重点区域农作物定时定量连续观测,满足对农作物遥感观测空间分辨率和时间分辨率要求,依靠优质数据产品和应用服务能力建设,实现农业卫星遥感技术、产品和服务的社会效益与经济效益最大化。

  同时,山东产研院还面向国家川藏铁路“世纪工程”,成立川藏铁路空间信息协同创新中心,开展跨区域创新合作,为勘察设计、建设施工和运营维护等铁路用户提供专用智能卫星(星座)及载荷技术、智能遥感装备、智能应用终端、空间信息智能处理装备、空间大数据产品和行业信息应用系统等产品和服务。

  低轨导航增强卫星将陆续发射明年覆盖全球

  全面布局商业航天产业,山东产研院正在与济南市、北京未来导航公司共同推进低轨卫星导航增强系统项目落地建设,已完成项目山东总部基地的设计和建造,与济南市协调推进星座地面测控站和运控中心的建设。目前项目已突破卫星先进载荷、激光星间链路等全部关键技术,首颗试验卫星已成功完成各项在轨试验。完成组网卫星批产策划和一箭多星发射方案论证,组网建设进入全面实施阶段。据了解,山东产研院今年起将陆续发射160颗导航增强卫星,到2023年底覆盖全球。

  目前,项目方已申报国家发明专利11余项,国际发明专利3项,基本完成专利布局。取得了低轨导航增强6项系统级、2项应用门槛级发明专利授权,并同步在欧、美、日、韩、印、澳、俄等主要国家落地,能够为系统建设和应用推广提供专利保障。

  这一低轨卫星系统将把导航精度提高到厘米级。山东产研院北斗立方研究院院长陈小忠表示,借助这些天基互联和定位系统,将研究完成北斗产业及应用需求在山东的落地。比如,实时监测水库等大坝的位移形变,还有高楼、铁塔、海上风电塔、桥梁、危险源等,测量精度达到0.5毫米,通过细微变化提前预判风险,发出预警信息,应对安全隐患。

  空天信息产业是山东产研院成立以来率先布局的“未来产业”,栽下齐鲁卫星这棵树,已经吸引了不少全国各地的卫星产业创新创业团队来济南发展,大家低成本共享海量数据,空天产业的森林正在形成。短短一两年时间成果显著,未来可期。采访中,多位专业人士表示会持续努力,将济南打造成为全球商业航天高地。山东产研院及济南市相关部门均对此充满信心。

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