美國航天遙感力量發展現狀及特點

楊歌 李伊涵 （北京市遙感信息研究所）

美國高度重視航天遙感力量的建設發展，不斷發布和調整相關政策、規劃，指導軍、民、商遙感系統協同發展。加速推進構建裝備體系能力建設、應用轉型，確保美國在太空的絕對優勢地位，支撐和促進國家戰略能力的發展。本文概述了航天遙感發展戰略，闡述了航天遙感力量建設現狀，并分析了航天遙感力量發展特點。

太空在國家安全、經濟社會發展、科技進步和政治影響力等方面均具有極其重要的戰略地位，是國家重大利益所在，也是國家綜合國力的集中體現和重要標志。一直以來，美國都重視航天遙感力量的建設發展，不斷發布和調整相關政策、規劃，指導軍、民、商遙感系統協同發展。加速推進構建裝備體系能力建設、應用轉型，確保美國在太空的絕對優勢地位，支撐和促進國家戰略能力的發展。

1 美國航天遙感領域發展戰略

航天遙感作為航天力量的重要組成部分，有力支撐和促進國家戰略能力的發展

美國認為，沒有強大的航天力量，美國就不能維護自己在世界上的霸權地位，不能在世界文明中占據重要位置。一直以來，美國都將航天戰略視為國家戰略的重要組成部分，強調航天活動服務于國家利益，認為航天能力為美國及其盟友在國家決策、軍事行動及國土安全方面提供了空前的優勢。從1958年艾森豪威爾政府發布的美國第一個航天政策《國家航空航天法》至今，航天領導地位始終是歷屆美國政府航天政策的核心和出發點。通過在頂層設計、文件法規、組織管理、手段建設、技術創新等方面的研究建設，有力支撐和促進國家戰略能力的發展。

美國航天遙感領域發展戰略和政策遵守美國航天發展戰略和政策，成為航天戰略的重要組成部分。美國從國家層面出臺系列法律法規，至今共發布多份不同形式的航天遙感法規、政策和相關制度，是美國發展和管理航天遙感領域的方針與準則，對美國遙感衛星系統的建設、應用、產業化發展至關重要。

航天遙感作為支援國防建設的信息來源，在軍事行動中的作用地位日益凸顯

在相關政策的引導下，美國軍、民、商遙感系統分工合作、協同發展。美國政府在2020年12月《國家航天政策》中明確“太空是美優先考慮的情報和軍事行動領域，美情報界和國防部應利用太空能力為國家提供戰略、作戰和戰術情報以及決定性的軍事優勢”。無論平時還是戰時，軍用遙感系統均擔負美國主要的偵察任務，具備航空遙感、無人機遙感不可比擬的優勢。隨著戰爭形態的發展變化和軍隊任務的拓展，航天情報在軍事、政治、災害監測等多領域的應用價值將進一步凸顯。

自1991年海灣戰爭以來，美國直接發動或者參與的軍事行動包括海灣戰爭、科索沃戰爭、阿富汗戰爭、伊拉克戰爭、利比亞戰爭、敘利亞空襲，在這些軍事行動中都無一例外地依賴于天基能力，使用大量的天基信息系統實施戰場信息支援。天基信息系統借助其強大的信息支援能力扮演了重要角色，天基信息技術的發展與應用對作戰樣式、戰爭形態、軍隊建設、武器裝備運用都產生了極大影響。隨著軍事行動的不斷實戰檢驗，美軍天基信息系統作戰應用更加深入和成熟。

航天遙感作為高科技產業前沿，帶動科技、經濟穩步發展

航天遙感本身技術門檻高，處于科技前沿，上游產業包括火箭、衛星制造，下游產業包括圖像處理、定量分析，技術種類涵蓋化學、自動化控制乃至計算機視覺，涉及基礎工業到市場應用的全產業鏈，大力推動航天遙感力量建設，有利于科技創新，培養技術人才，發展新興產業，促進高附加值經濟發展。

美國國家航空航天局（NASA）組建之初，就將國防部下的非軍用航天發展計劃納入其中，從而確立了軍民航天并舉的發展格局。同時在《國家航空航天法》和《國家航天政策》中都將航天活動劃分為軍用航天、民用航天、商業航天三大部分。航天遙感領域也不例外。在民用領域，航天遙感數據在國土資源調查、礦產資源勘探、海洋資源監測、環境保護、地震預測、防災減災、城市規劃、公共安全、國計民生等國民經濟與社會發展各領域，有著廣泛深入的應用。在商業領域，商業航天遙感是遙感事業發展到一定程度的必然產物。商業遙感對國民經濟發展具有廣泛帶動作用。近年來，全球商業遙感市場收入延續增長態勢。技術創新對于航天遙感的發展至關重要，與此同時，航天遙感的發展，也直接或間接地促進新概念、新技術的發展。

2 美國航天遙感力量建設現狀

航天遙感力量頂層統籌，分類統管

美國設立國家組織機構，推進裝備統籌發展。在國家層面，美國總統負責航天遙感政策制定、相關立法、裝備建設等事項。軍事航天遙感方面，美國總統通過國家安全委員會下的政策協調委員會進行總體協調，國防部和國家情報委員會承擔具體管理職責；民用航天遙感方面，美國總統通過國家科學技術委員會審查民用航天遙感發展。美國民用航天遙感由NASA、商務部、能源部、內務部、國務院等共同管理，只是分工不同；商業航天遙感方面，多個部門通過不同方式共同管理。交通運輸部聯邦航空局負責管理和審批航天運載器的發射活動；商務部負責空間系統的商業應用管理，監管商業遙感衛星產業，開展航天產業評估、出口許可等；商務部和國務院共同負責審查受管制航天遙感的出口許可，并對違規出口的企業和個人提起訴訟或進行處罰。

航天遙感力量手段建設完備，性能先進

美國的遙感衛星體系最為完備，在軌衛星數量最多。遙感技術能力最為先進，遠遠領先于其他國家，已形成了光學、雷達、氣象、海洋和環境多類型，覆蓋全色、可見光、多/高/超光譜、紅外等譜段，高、低軌配合，成像和視頻相結合，軍、民、商協調發展的遙感衛星體系。衛星性能日益趨于“極限化”。美軍成像偵察衛星的技術指標已經發展到了相當高的水平，“鎖眼”（KeyHole）與“未來成像體系/雷達”（FIA-Radar）星最高分辨率0.1m，紅外分辨率達到1m，短期內實現質的突破的可能性不大。“世界觀測”（WorldView）商業遙感衛星分辨率已達到0.31m，超過其他國家軍用衛星水平。遙感裝備日益強調“體系化”。隨著體系作戰成為現代戰爭的基本形態，在軍事需求和高新技術的強力牽引和推動下，航天遙感已發展到微波、紅外、高光譜、電子、海洋監視、預警探測等多種手段，由原先的單星研制使用模式發展到成規模、成體系的建設運用模式。

航天遙感力量綜合運用，聚焦實戰

航天遙感作為現代戰爭體系中指揮、控制、通信、計算機、情報及監視與偵察（C4ISR）系統的“感覺器官”，目前已廣泛應用于戰場偵察監視、打擊目標指示、毀傷效果評估等戰場情報保障，特別是通過綜合集成，將包括天基手段在內的多源戰場情報與決策指揮等要素無縫鏈接，可有效提高戰場透明度，增強火力打擊效能，從而取得并保持戰場主動權。在俄烏沖突中，北約的軍、民、商天基信息支援力量均直接或間接參與了軍事行動。美國及其盟國利用太空能力獲取戰場情報并為作戰行動提供信息支援，在戰前制定作戰預案，戰時及時做出戰場決策和戰術調整，對作戰行動整體態勢及發展走向產生了重要影響。

3 美國航天遙感力量發展特點

從發展歷程看，遙感力量齊頭并進，發展壯大

美國軍用遙感衛星發展起步于20 世紀50年代末，已歷經七代，共發射240 多顆，偵察手段由單一可見光成像發展到可見光、多光譜、熱紅外和微波成像多手段綜合。隨著作戰使命任務不斷拓展延伸，形成了四個發展階段：一是起步發展、國家戰略情報保障階段。這一階段主要服務于美蘇爭霸。二是全面突破、提供持續穩定戰略情報保障階段。從20 世紀70年代中期開始，建立起較為完備的裝備體系，呈現全面突破態勢，具備了較為穩定的在軌偵察監視能力。三是能力提升、提供初步戰場情報保障階段。這一階段，初步具備了直接支持作戰應用的能力。四是體系推進、提升航天情報保障整體水平階段。這一階段，圍繞直接支持作戰應用，掌握制天權，占領太空戰略制高點轉型發展。

商業遙感是政府對原有民用航天遙感不斷嘗試推向市場、逐步開展商業化運行探索的結果。商業遙感衛星發展起步于20 世紀90年代。1999年地球之眼公司發射的“艾科諾斯”（Ikonos）衛星是全球第一顆成功發射和運營的分辨率優于1m 的高分辨率遙感衛星。目前，行星公司（Planet）的“鴿群”（Flock）衛星組成了世界上最大的地球成像衛星星座，每天對整個地球進行成像。衛星遙感技術與互聯網、大數據思維結合，商業遙感邁向2.0 時代，進入發展高潮。

從發展趨勢看，注重系統能力建設、應用轉型發展，確保太空優勢地位

（1）注重加強系統能力構建，體系化、彈性化趨勢顯著

美國作為世界航天強國，在整個航天領域都引領著全球的發展方向，率先提出了體系化、彈性化的發展思路，在航天遙感領域更是如此。美國旨在發展光學、雷達、電子多手段，高中低多軌道，詳普查、全球區域兼顧多用途，軍民商高度融合，“骨干＋應急”相結合的綜合對地觀測衛星體系。在技術能力上，美國發展靜止軌道高分辨率成像衛星，兼顧成像和視頻，可實現大范圍快速成像和動目標探測。

（2）力量運用實戰化，加快戰略保障向戰術應用轉型

美軍發展軍用小衛星遙感星座的核心目標是瞄準短周期、高時敏戰術應用需求，為基層作戰部隊和低優先級用戶提供戰術支持能力。小衛星星座可支持持續時間僅為數天或數小時的戰術行動，真正地促進軍用偵察衛星從傳統的“戰前偵察、戰后評估”應用模式向融入作戰方式轉變。加快航天偵察情報保障從戰略保障不斷向戰役戰術層面拓展，向直接為作戰行動提供戰場情報保障延伸。

（3）注重數據共享共用，商業航天遙感向低成本、多樣化、規?；较虬l展

從近幾年的發展態勢來看，世界航天產業長期保持穩定增長，商業航天已經成為世界航天產業的主要構成和主導力量。商業資本紛紛涌向航天領域，帶動大量技術和資源進入航天領域。商業航天整體向低成本、多樣化、規模化方向發展。美國積極通過“商業圖像采購與融合戰略”將先進的商業能力融入美國國家偵察局（NRO）的地理空間情報體系，構建高精尖的偵察監視衛星與先進商業遙感能力有機融合的地理空間情報體系架構。自2019年以來，美國國家偵察局陸續向多家商業公司授出了多份圖像論證合同和采購合同，包括麥克薩技術公司（MAXAR）、行星公司、黑天全球公司（BlackSky Global）、卡佩拉空間公司（Capella Space）等，研究如何將商業公司的光學、雷達、射頻等遙感數據融入政府的地理空間情報體系架構。未來國家偵察局計劃繼續增加對商業圖像的利用，擴大與之合作的商業圖像供應商規模，試圖從商業市場獲得不同類型的產品，以改進數據采集和向軍方和情報機構分發數據的能力。

從發展重點看，裝備建設謀求創新發展

（1）軍用遙感衛星持續穩定發展，體系架構醞釀變革

美國軍用遙感衛星持續穩定發展，進一步優化傳統高分辨率衛星系統，在保持分辨率不變的前提下，大幅減少衛星質量，并優化軌道布局，提升重訪能力。在體系完備、性能先進的基礎上，美國提出新一代國防太空體系架構。在低軌部署一個骨干性的、具備互聯互通的體系，以此為基礎，搭載偵察監視、導彈預警、太空態勢感知等載荷。這一體系設計理念，顛覆傳統航天裝備形態和發展模式，體現了美軍未來航天力量建設的趨勢。在新體系發展需求的牽引下，技術發展上，大規模星群的智能規劃、調度、協同等人工智能技術成為構建新體系必不可少的關鍵技術，同時，時敏目標監視技術成為發展重點。

（2）民用遙感衛星進入更新換代階段，性能更加優異

民用遙感衛星進入更新換代階段，NASA 和美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）均在持續研發用于下一代衛星的新概念與新技術，性能將得到顯著提升，應用更加廣泛。2019年9月，美國空軍航天司令部向國防部長提交了《2060年太空的未來及其對美國戰略的影響》研究報告。該報告最積極的設想是，美國通過在月球、火星和小行星上建立國際前哨站和殖民地引領太空探索。報告指出，哪個國家能以最優方式組織、開發、利用太空，太空就將成為其國家政治、經濟、軍事發展的主要引擎。

（3）商業遙感積極組建及應用微小衛星星座，提高體系彈性

微小衛星在成本控制、快速響應、安全性、功能重構等方面有著不可替代的優勢?；谖⑿⌒l星構建大規模低軌遙感星座已經成為衛星遙感領域廣受關注的發展重點。目前美國已提出多個微小衛星商業遙感星座計劃，不僅在微小衛星研制方面取得重要進展，還在推動遙感產業格局和應用模式的巨大變革。例如，“鴿群”衛星星座每天24 小時對南北緯52°之間的區域成像，以“永遠在線”取代傳統“指令開機”工作模式，無需對衛星下達成像指令即可自動持續獲取全球圖像，實現熱點與全局兼顧的動態監測。未來，遙感小衛星仍將保持高速發展態勢，業務能力不斷提升。