新一代體系效能型對地觀測體系發展戰略研究

趙文波，李帥，李博，衛征，侯宇葵，申志強，閆偉，于龍江，龔燃，陳虎，戚發軔

（1. 國家國防科技工業局重大專項工程中心，北京 100101；2. 錢學森空間技術實驗室，北京 100094；3. 中國空間技術研究院，北京 100094；4. 中國遙感衛星應用協會，北京 100094；5. 中國航天科技集團有限公司，北京 100048）

一、前言

建設現代化經濟體系，形成新發展格局，推進國家治理體系和治理能力現代化，對我國對地觀測體系提出了新的更高要求。對地觀測體系作為航天強國的核心建設內容、國家戰略科技力量的重要構成，需要科學規劃頂層設計，提高體系綜合應用效能，從而融入國家發展大局、支撐重大戰略實施、賦能各類傳統業務。對地觀測（遙感衛星）系統是空間基礎設施的重要組成部分，作為國家信息基礎設施在空間的延伸，在顯著提高自主對地觀測信息獲取能力，有力掌控信息資源主導權，及時把握全球經濟、資源、環境、社會發展態勢等方面具有重要作用。例如，對地觀測系統是輔助解決全球氣候變化、糧食安全、資源能源安全、環境保護、大氣污染防治、防災減災等重大經濟社會問題的必要手段，同時能夠驅動產業升級換代，催生新興產業集群。

當前，國際衛星遙感發展進入了“精致為用”能力的新階段，新型探測手段不斷涌現，人工智能（AI）、大數據、云計算等前沿技術與遙感技術深度融合，“軟件+服務”正在顛覆傳統應用模式，引領衛星遙感體系全面革新。在學術研究層面，完成了對地觀測系統發展趨勢、遙感技術和產業發展回顧、新型衛星遙感系統發展路徑、遙感衛星地面站與地面系統建設方向等內容探討 [1~5]。也要注意到，我國未來對地觀測系統體系化研究有待開展，統籌空間系統、地面系統、應用系統以及未來產業發展的戰略研判有所缺乏。針對于此，本文開展對地觀測衛星系統的國際發展態勢及我國發展現狀梳理，研判體系建設需求與面臨挑戰，提出體系總體發展思路、重點建設任務，以期為未來我國對地觀測體系高質量發展提供基礎參考。

二、對地觀測衛星系統國際發展態勢與我國發展現狀

（一）國際發展態勢

1. 體系化部署對地觀測系統以提升效能

發達國家高度重視空間系統的頂層設計，保持空間對地觀測系統規模與能力的快速發展。美國計劃發展WorldView Legion星座（由6顆衛星構成）并與在軌服役的WorldView-3衛星組成觀測體系，旨在發揮包括多星組網、多軌道配合、高重訪、高定位精度等在內的整體效能 [3]。美國的行星公司、黑天全球公司等新興企業，持續部署光學、合成孔徑雷達（SAR）、視頻等小衛星星座，成為美國對地觀測能力體系的有效補充，不斷增強體系的彈性、應用范圍與效能，在全球變化、資源利用等方面體現出價值。

2. 對地觀測體系發展注重“精致為用”

有效載荷技術的不斷發展，推動了遙感數據向高空間分辨率、高光譜分辨率、精細化精準化觀測發展。例如，從可見光、紅外到激光、微波，數據精度越來越高，空間分辨率、光譜分辨率、時間分辨率不斷提升 [6]；辨識能力顯著增強，直接帶動了遙感應用越來越“精致”，相應廣度和深度不斷延伸。在應用中衍生出的新需求和精致化應用，又轉變為驅動地觀測技術持續創新的主導力量。未來遙感應用將更多地面向定量化、高精度應用場景，面向產業深層次需求，也將促進空間信息產業鏈的不斷完善與縱深發展。

3. 遙感應用向“云+端”智能服務轉變

以“哨兵計劃”（由歐洲航天局主導）天地一體、云端一體、全球公共服務為代表的信息化服務模式極大促進了應用發展。美國、歐洲積極開展AI、新型網絡技術在空間設施的應用探索研究 [7,8]，如天地一體云操作系統、空間大數據、軟件定義網絡等為遙感應用生態注入了活力。未來遙感應用將以數據共享平臺為核心，以網絡安全技術為保障，便于用戶迅速獲取數據，通過加載應用軟件來動態定義所需的服務等級。“云+端”是打破信息“煙囪”“壁壘”的可行手段，顯著提升信息獲取、處理、傳輸、分發效率，將是未來空間綜合信息智能服務的基礎。

（二）我國發展現狀

從1966年開始研制第一顆陸地遙感衛星開始，到高分辨率對地觀測系統（簡稱“高分專項”）、國家民用空間基礎設施規劃的實施，我國對地觀測發展可劃分為4個階段。

1. 單星試驗應用階段（1966—2005年）

隨著1970年4月24日“東方紅一號”衛星的升空，我國成為世界上第五個能夠自主發射衛星的國家；但受限于技術、經濟等條件，在此階段衛星研制周期長，“十年一星”是常態。1999年“資源一號”衛星發射后獲得了大量的觀測數據，卻面臨著沒人用、不會用、不好用的尷尬局面；為此在謀劃“資源一號”02星立項時，相關管理機構提出沒人用、沒有效益的遙感衛星不建議立項 [9]。與此同時，國內陸地衛星用戶年需耗費上億美元經費采購國外的衛星數據。

2. 單星天地一體化業務服務階段（2005—2010年）

隨著遙感衛星應用的深入，各行業提出了發展本行業“部門應用衛星”的迫切需求。各部門都意圖建立類似于氣象、海洋系列的地面應用系統，導致我國對地觀測衛星系統出現“煙囪林立”的重復建設局面。這一階段的主要特征是單顆衛星工程采取6大系統“縱向”論證立項的模式：主用戶參與論證和研制全過程，承擔應用關鍵技術攻關研發，參與衛星發射后在軌測試相關工作；地面系統、應用系統建設另行立項辦理。這一模式初步解決了衛星研制與地面、應用脫節，陸地遙感衛星標準數據源統籌接收處理與分發等問題，但也導致在軌衛星任務規劃、衛星數據調度權分散，整體效率和效益相對不高 [9]。

3. 多星天地一體化業務服務階段（2010—2020年）

“高分專項”標志著我國遙感行業進入第三階段。特別是在2015年，為了消除科技與產業之間的鴻溝，專項數據應用總體在“形成空間信息產業鏈”方面采取切實舉措，研究形成了包括數據源系統、地面系統建設及運行、應用系統、軟環境系統、“高分專項”數據應用總體部署在內的“五位一體”總體布局；研究形成了應用推廣“十要素”理論架構總體方案，涵蓋國家治理、地方發展、國際合作、技術體系、產業體系、政策措施、標準規范、共享平臺、產業聯盟、眾創空間 [10~12]。

在政策、標準、平臺層面積極開展論證和實施工作，如《高分辨率對地觀測系統重大專項數據應用推廣指導意見》《高分辨率對地觀測系統重大專項衛星遙感數據管理暫行辦法》《高分數據應用產品分級標準》（簡稱7級產品標準）等103項標準，據此推進遙感應用快速走向產品化、工程化 [13]；創建“高分應用綜合信息服務共享平臺”，發布系列“中國高分衛星應用國家報告” [14]；為履行航天大國責任，提高國家形象力、貢獻力、話語權，發布了中國首個國際數據政策，創建了“中國國家航天局高分衛星16 m數據共享服務平臺（CNSA-GEO平臺）”，獲得國際遙感界的積極使用和評價。

“高分專項”通過布局遙感化、產品化、標準化、工程化、業務化、產業化、生態化、國際化 [15,16]，明確了由科技到產業的發展路徑，基本實現由“星多用少”（“倒三角形”）向打開應用局面、擴大應用規模（“正三角形”）的創新跨越。

4. 有待開展的體系效能型發展階段

《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃（2015—2025年）》的發布實施，極大增強了遙感行業發展的信心和動力。率先將“高分專項”衛星后續業務星立項實施，有效緩解了行業牽頭主用戶、其他主用戶的主體業務對數據源長期、連續、穩定運行的迫切需求；后續，衛星數據源將極大豐富，新型載荷譜系將不斷拓展，衛星技術水平及數據產出將持續提升。

未來新一代體系效能型對地觀測系統的發展，旨在適應遙感系統供給側結構性改革的需要，著眼產業鏈全局并聚焦以下5個方面：天基遙感骨干網體系布局、數傳測控工具網天地高效匹配、數據應用產業化國際化、全產業鏈自主可控、應用基礎庫及軟件工程化定型。以質量、覆蓋、時效、產業等體系效能提升為核心目標，積極采用大數據、AI等新一代信息技術，構建滿足日常、應急兩類需求的體系效能型對地觀測新體系，同步強化軟環境系統建設。通過持續努力，從傳統的“遙感衛星工程”轉型升級為“遙感衛星應用工程”，加速推進從現階段的“形成空間信息產業鏈”到2035年的“建強空間信息產業鏈”，力求新增產業價值、壯大產業規模。

三、我國體系效能型對地觀測體系建設需求與面臨挑戰

（一）需求分析

1. 著眼全球環境變化，提升話語權和貢獻力

氣候變化、重大災害、生態環境、碳排放、冰川融化、水資源短缺等全球性問題，事關人類可持續發展。面對激烈的國際競爭與博弈，我國需要采取有力的科技手段，為糧食安全、能源安全等提供保障，盡可能準確及時地獲取全球農業產量與分布、能源儲備與運輸等關鍵信息。“一帶一路”、人類命運共同體等重大倡議，是我國積極承擔大國責任的體現；國家利益向全球延伸，亟需全面、系統、精細地獲取地球系統信息并據此深化認知。對地觀測可在地球系統科學，糧食、能源、冰川、水等資源的全球監測方面發揮關鍵作用，支持應對碳達峰、碳中和，全球氣候變化，重大災害，生態環境保護與治理等重大挑戰。在這些方面應當嚴謹科學地發出中國聲音、提出中國方案、貢獻中國力量。

2. 支撐國家治理體系和治理能力現代化

在“高分專項”的支持下，對地觀測在國家部委、省級政府層面基本實現了工程化、業務化應用，為各級政府部門的政務信息化建設提供了有力支持。后續，對地觀測需緊密結合資源資產產權制度改革、要素市場化配置等國家重大政策，各部委“三定”方案規定的主要職責，各省份重大需求及基礎特色，更好與相關主體業務加強融合并深化應用，對自然資源、農業、水資源、電力、能源等經濟命脈要素實施精準監測并提供及時保障。例如，對地觀測將是助力長江經濟帶建設等重大區域戰略，海洋、交通等強國戰略實施的核心數據來源與關鍵技術手段；《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》更是要求運用物聯網、衛星遙感、無人機等技術手段，強化對水文、氣象、地災、雨情、凌情、旱情等狀況的動態監測和科學分析，建設“智慧黃河”。

3. 服務三次產業高質量發展

在轉入高質量發展階段的時代背景下，我國的三次產業都面臨提質、增效、升級的迫切需求。第一產業肩負糧食安全、鄉村振興等重要任務，對地觀測可為現代農業、新農村建設等提供有力支撐，對農業信貸、期貨、保險、普惠金融等提供技術與情報支持。第二產業肩負信息化和工業化融合、深化實施《中國制造2025》等重要任務，對地觀測具有良好的產業鏈延伸性，可對高端裝備制造業產生良好的促進、牽引作用。第三產業肩負推進產業數字化、數字產業化（尤其是數據增值服務）等重要任務，對地觀測作為新型大數據、新型信息服務的源頭，可助力諸多業務在信息化、智能化、精細化處置與管理方面的能力提升。

4. 引領技術進步，占據創新制高點

針對全球治理、國家治理、數字經濟、產業發展等需求，遙感系統仍面臨衛星探測精度、數據反演精度、數據一致性等技術挑戰，在定量化、地面真值、監測精度、共性產品研發、工程化/產品化定型等方面存在短板。為此需加強遙感衛星應用工程顛覆性技術創新，如“遙、通、導”融合，多源、多尺度遙感數據融合處理等；發展全球、全天候、全天時、全譜段的感知與信息探測處理服務，形成實時化、集成化、智能化，天地資源功能、控制、數據協同共享的對地觀測系統；構建兼具高空間分辨率、高光譜分辨率、高時間分辨率的空間信息探測能力，形成多源空間信息在同一時空基準框架下的整合能力；提取地球空間、自然界、人類社會的各類要素信息，搭建全息虛擬地球平臺，實現地球環境的數字孿生、全球變化虛擬實驗場，為各類應用提供全域無縫覆蓋、全維均衡服務的信息保障。

（二）面臨挑戰

1. 對地觀測系統體系化設計薄弱

目前我國的遙感衛星型號多樣，缺少落實體系化設計、以應用為驅動的國家工程總體；衛星布局不夠合理，既有重復又有空白，如光學遙感衛星較多在上午10:30過境，SAR衛星主要在早晚6:30過境，對特定區域的重訪時間間隔分布不平衡；數據型譜不夠完善，數據質量參差不齊。這些薄弱環節制約了對地觀測系統應用效能的充分發揮，不能全面滿足日常應用與應急需求。

2. 管理政策滯后，解放數據源力度不夠

在我國，對地觀測領域的主要矛盾已轉變為各類用戶日益增長的旺盛需求與數據應用服務之間的不平衡、不充分，需求和供給、公平與效率的矛盾突出。遙感數據的生產、分配、流通、消費等諸多環節不暢，數據共享政策滯后或執行不到位；尚未解放數據源以提供充分的公共服務，數據獲取渠道不暢、目標數據獲取難仍是制約產業化發展的政策瓶頸；數據挖潛不夠與數據資源浪費嚴重現象并存，重要應用成果不足，管理問題大于技術問題。此外，陸地衛星數據“國庫”與商業界限不清，公益服務質量效率不能完全滿足社會需求。

3. 數傳匹配和測控時效性差距較大

我國當前在軌的高數據率衛星效能發揮不到30%，存在衛星在軌空轉、未能在全球、全時段開機工作等資源浪費現象。天地測控分工不合理、數傳不匹配問題頻發，致使遙感衛星的綜合應用效能偏低、數據時效性大打折扣，也就使得對地觀測系統的應用規模長期得不到提升，不利于甚至制約了綜合應用效能發揮。

4. 定量化、產業化應用“地基不牢”

在國家層面未有穩定的渠道來支持建設定量化應用亟需的光譜數據庫等基礎庫、標準庫，也缺少鼓勵改用國產軟件的引導性政策。行業的基礎軟件工具水平不高，高校教材案例庫大多是國外的衛星數據、算法模型和軟件，導致國產專業軟件推廣應用極為困難，產業生態面臨以基礎性軟件“卡脖子”為代表的一系列問題。若國外供應商禁售或限制遙感軟件進口，可能面臨與芯片發展類似的產業風險。

四、 新一代體系效能型對地觀測體系總體發展思路

（一）發展目標

到2035年，建成新一代體系效能型對地觀測體系。以體系效能型公共服務新理念為導向，以滿足應急需求為底線思維，支撐建設內涵完整的國家民用空間基礎設施，形成由創新鏈、產品鏈、供給鏈、服務鏈、價值鏈、政策鏈、人才鏈構成的空間信息產業鏈全鏈條發展格局，實現衛星工程向衛星應用工程轉型升級、衛星應用服務體系與服務能力現代化、衛星應用由業務服務型向體系效能型的重大跨越。

以“高分天目計劃”為核心，構建日常觀測和應急觀測骨干網。沿用“高分專項”模式構建日常觀測網，以應急思維為底線構建應急觀測網；在高、中、低軌道上部署適度數量的數據型譜；與海洋、大氣觀測等衛星系統結合，同步部署天地匹配的測控數傳工具網、應用系統、軟環境系統，形成“五位一體”的遙感衛星應用工程（見圖1）。

圖1 體系效能型對地觀測體系的最小配置及其效能

強化頂層設計，統籌“遙、通、導”衛星綜合應用。“十四五”時期，通過優化配置構建日常觀測天級、應急觀測2小時級的重訪能力；2035年建成日常觀測天級、應急觀測分鐘級的重訪能力。在動態、彈性的發展理念下，構筑未來對地觀測體系。根據不同階段的應用需求、針對實施過程中出現的新問題、新技術以及顛覆性技術，優化調整“高分天目計劃”實施內容，支持建設內涵完整，“天、地、用”一體的空間基礎設施。

（二）體系構成與主要特征

1. 體系構成

新一代體系效能型對地觀測體系以應用共性產品體系、專題產品體系先行為驅動，構建數據型譜并據此牽引有效載荷工程。針對應急、日常兩種不同性質的需求，優化布局時空協調的對地觀測骨干網、天地匹配的測控數傳工具網。建設云生態平臺、政策標準軟環境，保障公共服務及軟件系統的自主可控。打造“以用領建”的遙感衛星應用工程，涵蓋應用工程總體、應用系統、數據源骨干網、地面系統及工具網、軟環境系統（見圖2）。

圖2 新一代體系效能型對地觀測體系構成

2. 主要特征

對地觀測體系具備“新一代”、體系化、效能型等重大特征。著眼未來十五年的發展背景與應用需求，跳出傳統發展模式，按照高效、集約、適用、好用、用好的原則，貫徹體系效能新理念并制定優化配套政策，帶動新技術突破，形成產業鏈全新發展格局。充分提升對地觀測體系的整體效能，在應對全球變化、提升國家治理能力、促進經濟社會發展、引領科技進步等諸多方面再上新臺階。

一是對地觀測體系為構建內涵完整的空間基礎設施確立關鍵基礎。貫徹“五位一體”總體發展思路，在真值數據庫、政策與標準制定等方面加大建設力度，補足空間基礎設施體系設計方面的短板，形成空間基礎設施的遙感能力基本框架。提供未來十五年空間基礎設施發展所需的遙感能力演進與發展路線圖，著力解決應用“地基不牢”的問題，明確空間基礎設施后續發展的重點方向，為空間基礎設施內涵的豐富完善提供解決方案。

二是對地觀測體系沿用“高分專項”的“十要素”架構來開展頂層設計和工程建設。把握十類要素，做好頂層部署，實施戰略布局；借鑒“高分專項”三年論證、十年實施的寶貴經驗，合理反映體系效能型對地觀測體系的特色、特征，全面發力“建強空間信息產業鏈”，盡快消除從科技到產業的鴻溝。

三是對地觀測體系按照數據型譜來構建天地一體化的遙感衛星骨干網。數據是連接應用系統、衛星系統、地面系統的紐帶，未來發展“圍繞數據說話”，合理體現數據在研究、論證、規劃、設計等環節的權重。革新當前以衛星設計及研制為核心的規劃方式，瞄準數據、產品、服務等關鍵問題，以系統理念、體系思維通盤考慮，形成并運用好包括遙感需求分析統籌、體系效能優化、載荷/衛星可靠設計在內的完整論證框架。

目前全縣實際用水人數約15萬，需修建5 000 m3沉砂池。沉砂池墊層須定期清理，將上層墊層定期更換，解決泥沙及沉淀物淤堵問題。

四是對地觀測體系突出軟環境系統的作用。政策和標準“雙輪”驅動體系效能的充分發揮，推進衛星應用從業務服務型轉向具有公共服務性質的體系效能型；解放數據源，為產業發展注入強勁動力，引導社會資本、商業航天有序高效地向應用端投入。采用方法、標準體系一體化的形式，系統并規范地解決需求統籌不足、數據標準不統一、載荷布局欠優化等發展瓶頸問題。

五、 新一代體系效能型對地觀測體系重點建設任務

（一）智能化衛星應用工程總體能力建設

注重并優化頂層設計，構建新一代體系效能型對地觀測體系的“四梁八柱”。建設天地一體化感知骨干網、管控數傳工具網，實施“四個面向”（面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康）重大應用示范工程，建強型譜化數據源、共性應用產品體系、定量應用相關庫、云產業生態平臺；由衛星工程轉型升級為衛星應用工程，支撐內涵完整的國家民用空間基礎設施建設。到2035年，形成應急需求分鐘級、日常需求天級的重訪能力以及配套的地面系統運控能力，實現衛星應用服務體系和服務能力現代化。

開展新一代體系效能型對地觀測體系的工程總體建設，全面提升天地一體化大系統論證仿真、骨干網綜合指揮調度及應急“一鍵任務規劃”、數據調度與監管、應用產品真實性檢驗及質量評測、定型共性產品與軟件自主可控生產能力、資源共享與服務平臺運維等能力。以公共服務新理念為導向，實施需求側管理、供給側結構性改革，統籌“遙、通、導”衛星綜合應用，形成鏈條完整的空間信息產業。

在近期，“高分天目計劃”重大專項/重大工程實施方案論證擇機啟動，涉及7個環節的頂層設計。①科學統籌應急、日常兩類數據型譜，創新實施有效載荷工程，注重載荷間的譜段一致性設計，超前部署應用共性產品體系，開展數據應用處理顛覆性技術研發；②根據應急、日常兩類需求下的數據型譜、重訪時效性，開展衛星觀測骨干網軌道布局的體系化設計；③為解決數傳和測控實效性問題，開展民商協同的測控與數傳工具網匹配化設計，提升星上智能處理、存儲、數傳能力，解決當前高數據率衛星效能不到30%的低效問題，使得遙感衛星工程實現100%的效能設計；④實現骨干網指揮調度、數據管理平臺的層級化，如重大應急機制啟動時，由國家級“一鍵任務規劃系統”統籌調度民商資源及決策支撐，分層級調度相關資源以精準實施保障；⑤一體化布局技術體系和產業體系，加強定量化、產業化應用相關的數據庫及原創算法軟件工程化定型服務，增強國家數據中心、應用技術中心、國際服務中心的基礎能力；⑥融合“遙、通、導”衛星應用，創新應用場景，實施應用示范工程，發展提供公共服務的遙感衛星數據應用云產業生態平臺，實現云化、活化、進化的可持續發展格局；⑦持續加強制度化的軟環境系統建設，實現堅實有效的政策標準、體制機制創新引領。

（二）生態化遙感衛星數據應用共享云平臺

依托新一代信息技術，實施國家遙感數據云工程，建設國家級遙感數據應用共享服務云生態平臺、國家時空數字地球系統。建立完備的數據接收、處理、分發、應用能力，在云生態平臺上集聚有望形成產品和服務的民商數據源及各類資源，通過數據應用全方位創造價值。

開展代表性的遙感應用示范工程建設，實現關聯軟件應用的工程化、業務化、產業化、國際化；在長江流域、黃河流域、世界第三極、黑土地保護等典型遙感應用方面取得突破性進展，全面提升包括自然災害防御在內的綜合應急服務能力。開展共性應用支撐平臺建設，建立覆蓋全國、輻射全球、軍民商共用的遙感衛星國家定標與真實性檢驗場體系；建設自主可控、世界領先的遙感應用軟件產品體系，為遙感空間信息產業高質量發展、規范化運行、常態化監管提供關鍵支撐。

在近期，重點完善涵蓋定量化應用庫和自主可控軟件工程的應用系統，主要包括6個方面：①盤活現有數據資源，在“高分專項”共享服務云平臺的基礎上，發展國家遙感衛星應用服務云生態平臺，最大化公共服務能力；②加強遙感應用系統的基礎設施建設，包括與精準化公共服務相關的地物光譜庫、AI子樣庫、真實性檢驗數據庫、原創算法庫、共性產品軟件庫等；③實施標志性重大應用示范工程，“由一拓三”，支撐國內行業治理與數字經濟發展，體現國際話語權與貢獻力；④實施自主可控原創算法應用軟件替代行動，推動國產數據和軟件成為高校教材；⑤在中國文昌國際航天城，做強做優CNSA-GEO國際服務平臺、國際首席科學家創新實驗室，使之成為遙感應用國際中心；⑥高質量發布相關數據政策和應用標準，促進遙感衛星數據應用的生產力發展。

（三）科學化數據型譜和應用共性產品體系

建設并完善“高分天目計劃”數據型譜，滿足日常、應急、國家安全的監測需求。針對填補要素探測空白、提升要素性能指標的目標建設高分型譜，圍繞均衡軌道布局、提升觀測效能的目標建設天目網數據型譜。

（四）體系化衛星骨干網設計

基于在軌衛星、空基規劃衛星，以滿足應急和日常需求的體系效能最優為目標，深度融合日常監測與應急監測衛星來構成骨干網體系。突破骨干網優化設計關鍵技術，構建大系統天基軌道布局仿真能力、天地一體化效能最優的仿真平臺能力；優化布局沿長江流域、黃河流域等傾斜軌道運行的衛星體系，顯著提高流域監測的時效性。

發展著力點從傳統的“衛星工程”模式調整為“五位一體”的“衛星應用工程”模式，重點將“高分專項”的7級產品標準上升為國家標準（0~2級標準對應數據型譜化，3~5級標準對應共性產品工程化，6~7級標準對于專題產品規模化），以此為基礎構建遙感空間信息產業鏈的技術體系和產業體系。針對新要素探測需求、軌道均衡布局要求開展新型衛星論證，優化布局衛星軌位，體現高效能、集約化發展特征，顯著提升觀測體系的效率和效益。

（五）效能化遙感衛星工程與有效載荷工程

積極調整以往觀測與應用服務脫節的成像做法，而以應用為牽引，以成像數量、成像質量等效能性指標來考核衛星的壽命及價值，據此開展單個衛星工程的指標體系設計。對標國家高分型譜，圍繞填補探測要素空白并提升衛星性能指標的要求，開展新型遙感衛星技術體系梳理和關鍵技術攻關；對標天目網型譜，圍繞軌道均衡布局、2 h觀測間隔的目標，開展衛星系統架構設計及總體方案研制。開展新一代信息技術與衛星平臺技術相融合的關鍵技術研究，提升在軌機動能力與智能化水平。

按照國家高分型譜要求，開展新型探測要素載荷、先進有效載荷的關鍵技術研究；依據天目網型譜，開展光學弱光探測、雷達高效率天線的機電熱一體化設計等載荷關鍵技術研究。通過關鍵技術突破，提升均衡部署軌道的技術能力，滿足應急需求的數據質量需求。

（六）匹配化測控與數傳工具網

適應任務規劃智能化的發展趨勢，針對衛星骨干網和蓬勃發展的商業遙感需求，建立民商測控能力。統籌利用商業測控網，與應急體系建設相適應，充分挖掘衛星使用效能；突破測控新體制關鍵技術，綜合提升測控能力。

適應大數據量民用遙感衛星數傳的發展趨勢，突破激光高速數傳關鍵技術，形成微波、激光數傳鏈路標準配置，規劃建設激光數傳通信地面接收站網。發展星上智能化、高存儲能力，與應急體系建設相適應，提升全球數據獲取能力；突破數傳新技術體制，顯著提升數傳能力。

優化布局沿長江流域、黃河流域的傾斜軌道運行衛星體系，增強流域監測的時效性。“十四五”時期，通過優化配置實現應急需求的2小時級重訪；配置星上智能處理，將星上自動提取的變化檢測“小數據量”產品經由中繼衛星測控數傳，再以廣播形式傳輸到移動“用戶端”。日常監測所需數據保持在天級重訪能力，沿用現行模式，將遙感載荷直接獲取的“大數據量”產品經由地面接收站下傳至數據中心，再由地面系統處理后分發應用。

（七）層級化骨干網綜合指揮調度平臺

建設體系效能仿真與綜合評估系統，突出面向應用需求，實現對地觀測的全要素、全鏈條、多任務仿真能力。結合實際運行狀態，常態化開展體系效能的分析、對比、評估、優化。

建設國家遙感綜合指揮調度日常分層級和應急“一鍵式”任務規劃系統，提升對衛星骨干網的綜合指揮調度與任務規劃能力，全面解決衛星載荷統籌調度、數據快速獲取等問題。完善系統運行機制，實現應用驅動、基于效能的衛星任務規劃管控能力。

（八）制度化軟環境系統建設

繼承“高分專項”從科技到產業“形成空間信息產業鏈”的“十要素”理論等軟環境建設成果，以增量帶存量，從頂層著手開展對地觀測體系天地一體化運行機制、政策、標準等的優化設計。適時調整民用空間基礎設施的建設目標和著力點，對于國家公益衛星數據源，從僅免費服務行業主用戶的調整為在安全可控并優先保障行業主用戶的基礎上向全社會免費提供公共服務。通過軟環境優化，驅動數據資源高質量、高效率共享，明顯降低應用門檻，促進相關產業活力發展，保持對地觀測體系良性運轉。

科學制定數據分配政策，充分釋放數據源的活力。公平高效分配數據并保持有序流通，在做強、做大衛星應用產業的同時，引導商業航天、社會資本規范有序地開展空間信息產業鏈中下游薄弱環節的發展布局；努力形成民商協調共筑技術鏈、創新鏈、產業鏈、供給鏈、價值鏈、金融鏈、政策鏈、人才鏈的發展格局，使社會成本最低、綜合效益最優。

六、對策建議

（一）完善體制機制，加強組織體系建設

新一代體系效能型對地觀測體系必然是極其復雜的系統工程，涉及增量配置與現有格局的調整、投資渠道科目的科學配置、管理與工程部門的利益、體制機制的改革創新。建議抓牢頂層設計，采取強有力的領導與跨部門的體制機制創新，在繼承“高分專項”管理經驗模式的基礎上做好“全國一盤棋”。

面向體系、追求效能，優化組織體系建設，完善組織管理制度；科學制定實施路線圖，合理分解任務目標并明確職責分工，尤其是體系應用效能應由一個具體部門負責到底。加強體系實施的跟蹤評估與監督管理，確保規劃目標和任務全面落實，尤其是體系建成后的效能目標應完成到位；對參與組織的考核應與體系整體效能直接掛鉤。

（二）完善政策標準，推動遙感應用深化

針對遙感產業全鏈條發展存在的不足和問題，建議緊扣市場需求，出臺包括國家遙感、商業遙感、數據與應用、國家服務采購、遙感產品出口、國際化發展在內的政策體系。明確與對地觀測體系相關的決策、監管、激勵管理機構和組織流程，形成分類分級的數據開放與共享機制。推動國產遙感數據公益性服務、商業服務、國際市場服務協調發展，實現遙感產業能力升級和效益提升。

針對遙感衛星應用數據產品分類、分級標準不統一，數據產品應用條塊分割、互不兼容、難以協同等問題，建議遵循具有一致性的原則和方法，按照標準體系框架來制定一致性及復合測試的具體內容；構建我國自主遙感衛星數據產品與服務技術的標準體系，據此推動衛星遙感數據與服務向業務化、標準化加速轉變。

加強國產衛星數據的國內共享服務，同時推進國產境外數據的國際市場推廣與服務。建設國家級空間數據中心，推動“中國資源衛星中心”政企資源的分離與改革（將公益屬性和市場屬性分離）；加強遙感共性信息產品的共享服務能力，合理降低應用門檻，培育和壯大遙感數據的社會化應用。

（三）強化天地一體化頂層設計，注重前沿技術運用

針對當前對地觀測衛星應用面臨的“多星組網、多網協同”能力不足等問題，加強天地一體大總體設計能力；以數據型譜為中心，形成覆蓋需求統籌，遙感載荷/衛星研制，數據接收、處理、存儲，遙感信息獲取，數據與信息的交換、共享、管理，應用實施的全流程監管能力。按需設立總體設計與標準規范的實施主體，統領規劃與管理標準的制定工作，優化對地觀測“標準-技術-產品-應用”全產業鏈的保障能力，支持體系應用效能全面提升。

針對日常和應急兩類應用需求，實現對地觀測衛星系統的星座化、穩定化發展。加強算法模型、基礎數據庫、應用軟件研發，積極運用新一代信息技術賦能遙感應用，實現傳統遙感數據接收、處理、分發、使用等諸多環節的重大革新。通過天地一體協同發展和技術進步，持續提升對地觀測衛星的體系效能。