遥看神州感知天地:专访科技部国家遥感中心副主任景贵飞

2013-08-14 02:01:56徐菁摄影朱敏悦
国际太空 2013年10期
关键词:伽利略导航系统中欧

本刊记者 徐菁 摄影 朱敏悦

科技部国家遥感中心成立30多年来,启动和实施了一系列项目,促进了我国遥感、地理信息、导航、通信等技术的快速发展。特别是近几年,随着我国重大工程的稳步实施,国家遥感中心在实现新技术成果转化和应用方面做出了显著成绩。为此,本刊记者对国家遥感中心副主任景贵飞进行了专访。

记者:请您介绍一下国家遥感中心的主要工作任务,特别是成立30多年来,在促进我国遥感和地理信息系统技术方面做了哪些工作?取得了哪些成绩?

国家遥感中心以小核心、大网络的组织架构,与国内各部门、地方最具有实力的空间遥感单位组成一个整体体系,形成本部和业务部的工作格局,相互之间业务上密切配合、成果共享,是一个扁平化的网络。各业务部实力非凡,拥有陆地、气象、海洋卫星、北京-1小卫星及国外卫星等地面接收站,从可见光、红外到微波波段的近20种航空遥感器、多架航空遥感飞机及数十架无人机平台,各种地面遥感测量仪器,各种遥感数据处理分析设备。同时,国家遥感中心还拥有卫星导航地面测试场、卫星导航信号处理及体制设计技术、导航终端产品、惯性导航技术平台等各种装备。各业务部所从事的研究开发活动基本包括了从卫星总体系统研究、有效载荷设计研发到遥感数据接收处理分析,系统集成,到遥感在农业、林业、气象、海洋、国土资源、灾害、水利、环保、测绘、城市等行业的应用,以及从导航信号处理及体制设计、导航芯片设计与制造到导航测试与应用等方面。另外,国家遥感中心还拥有具有自主知识产权的数字图像处理系统、导航专业软件、地理信息系统平台软件及行业应用软件,并在多个行业建立示范工程进行推广应用,造就了具有一定规模和影响的地理空间信息产业。国家遥感中心与各业务部已经形成了完整的遥感、地理信息系统、卫星导航技术体系,以及我国地球观测与导航技术领域的整体力量,成为国内技术力量、研发能力、应用领域、自主创新水平等方面最强的一支力量。

可以这样说,我国遥感领域的科技进步与科技部国家遥感中心有着密不可分的联系,如合成孔径雷达,高光谱、高分辨率相机等技术研制,地理信息系统产业的发展,国家遥感中心在其中起着重要的引导作用。空间遥感行业中的研究院所、大学、国家重点实验室等每天都会有新的技术创新成果产生,国家遥感中心还有一项工作就是要使这些新技术实现转化,然后应用到各个行业部门和企业,产生社会和经济效益。

记者:近几年来,国家遥感中心在卫星导航定位及空间探测领域启动了哪些重点项目,这些项目的进展如何?

景贵飞:在卫星导航领域,“北斗”科技重大专项取得了很大进展,区域卫星导航星座已经建成并投入服务运行。在开始研究“十二五”规划之初,国家遥感中心就与重大专项管理部门达成共识,我们主要抓“后北斗”的事情,也就是在“北斗”卫星导航系统建成之后需要做的事。

目前,国家遥感中心基本上确定了两个方向:一是全空域高精度导航,现在卫星导航系统只能覆盖室外环境,无法做到室内定位,于是我们把重点放到解决室内导航问题上;而且卫星导航与手机的融合是未来的一个重要方向,要解决如何将导航系统集成到手机上的问题,如果这个问题解决了,那么,未来就可以通过手机实现室内外高精度导航。另一个方向是探索卫星导航之外的新型导航方式,例如,在惯性导航方面,以前惯性导航设备既笨重,价格又昂贵;现在,正在研究量子惯性导航,可以把惯性导航设备做得很小,而且价格便宜,精度高,并能集成到手机上。

在空间探测领域,国家遥感中心还在深入分析工作方向,主要是希望能够找到具有先进性的项目,并与欧美等国家的计划形成互补,共同促进人类对空间探索的进展。目前正在进行的工作是加强对空间环境的研究,例如对暗物质和暗能量探测的研究、对光学合成孔径望远镜的研制等等。

记者:我国地球观测领域最大的科技合作项目是“龙计划”,请您详细谈谈该计划的启动背景、主要内容和进展情况。

景贵飞:中国和欧洲很早就开始遥感领域的合作,中欧双方互有需求,互惠互利。2002年欧洲航天局成功发射了“环境卫星”(ENVISAT),欧洲想将这颗卫星作为一个合作的起点,整合欧洲的科研力量与中国进行合作;同时,我们也希望能与欧洲有一揽子合作,提升双方合作级别。于是,中欧双方在2004年启动了“龙计划”,主要在地球观测应用研究、技术培训、学术交流和数据共享等方面开展合作,目标是建立一支中欧联合研究队伍,促进双方遥感技术水平的提高。

According to Eq.(8),the vector rp,iof the mass center of link Li(i=k+1,k+2,...,n)involved in link Lprelative to the coordinate system Rpis

在“龙计划”第一期,我国有20多家单位参与,中欧双方合作得比较愉快,通过这项合作计划,欧洲地球观测卫星的数据产品在全球推广应用,同时,中国卫星数据也在欧洲得到应用。在“龙计划”第一期实施的4年时间内取得了比较大的成果,中欧双方也越来越感觉到合作的重要性,于是2008年启动了“龙计划”第二期,参与的单位扩大到50多家,确定的合作项目也越来越多,并实现了双向的、对等的合作。国家遥感中心每年都会围绕“龙计划”召开大型交流研讨会,提供了互通有无的渠道,对该计划的实施发挥了很大推动作用。2012年,“龙计划”第三期已经启动,标志着中欧遥感科技合作进入了一个全新的合作阶段,这必将带动中国和欧洲航天局在地球观测遥感领域合作再上新水平。

记者:2013年科技部发布了《全球生态环境遥感监测2012年度报告》,这个报告的发布有什么重要意义?

景贵飞:《全球生态环境遥感监测2012年度报告》的发布是我国遥感界在国际上第一次系统性地开展全球生态环境遥感监测,使我们对各国、各大洲乃至全球的陆地植被生长状况和水域分布等有了较为深入的理解,并向世界发出了中国的声音。

报告由《陆地植被生长状况》和《陆表水域面积分布状况》两个分报告组成,分析了2011年全球陆地植被生长状况和30年(1982-2011年)动态变化,以及2010年全球陆表水域空间分布状况和2001-2011年典型湖泊面积动态变化等,进一步揭示了全球生态环境(植被、水)的时空变化规律。报告形成的结果不仅对全球变化研究等具有重要的科学价值,还将为政府决策等提供有力的依据和数据支撑。

今后,我国每年将针对不同内容发布生态环境遥感监测报告,若干年后形成综合性报告。下一步我们将加强相关战略研究,并针对粮食作物长势和城市用地等发布报告。

记者:从2003年开始,我国和欧洲开展了“伽利略”计划的合作,到2013年已经有10年了。10年来,中欧的“伽利略”计划合作取得了哪些重要成绩?未来的合作前景如何?

景贵飞:10年来,中欧开展的“伽利略”计划合作有了比较大的进展,通过合作,中欧双方有一个渠道让“伽利略”系统和“北斗”系统能够相互交流,共同了解中欧用户的需求,并推动与其他卫星导航系统交流,从而促进共同的进步。

对于中欧“伽利略”合作,双方都表示了高度重视。初期合作非常顺利,但是到了2008年之后,欧洲政策发生了变化,“伽利略”计划由欧盟和私营企业共同投资转变为全部由欧盟负担,欧盟的法律规定,如果是政府投资项目,就要采取政府采购的方式,于是中欧合作受到了某些限制,中国的企业无法参与欧洲政府的招标,只能在其他方面进行合作。不过,中欧的合作还是在不断前进,包括“北斗”和“伽利略”在兼容互操作方面的合作,双方的人员培训和交往、项目管理等一直在进行,并在此基础上开展了中欧空间科技对话,使合作领域不断扩展,在对遥感、空间探测、地球科学和全球变化等7个主题进行交流,中欧在合作过程中共识越来越多。

10年来,中欧在“伽利略”合作方面启动了很多项目,如中轨卫星搜救系统、导航芯片和双模接收机,以及一些应用项目,“伽利略”卫星上的激光后向反射器就是由我国研制的。现在,世界四大卫星导航系统都在提高信号覆盖范围、改善信号强度方面做工作,于是就有了各个导航系统之间兼容互操作的需求,因此,中欧之间具有更加广阔的合作空间,下一步合作重点是“北斗”和“伽利略”的互操作、多模应用等内容。

记者:在卫星导航定位领域,国家遥感中心推动实施了“羲和系统”建设,来解决卫星导航服务到手机用户的问题。请您谈谈“羲和系统”的工作原理,下一步“羲和系统”将如何在全国铺开?

景贵飞:“羲和系统”是一种全空域、高精度手机应用的导航系统,采用基于协同实时精密定位技术(CRP),这是一种融合室内外定位的技术,定位精度能达到室外1米、室内3米,这项技术的关键就是如何将室内外导航相互融合并加密这项技术的关键就是如何将室内外导航相互融合并加密,室外和室内需采用同一套导航电文,从而实现在手机上的应用。

“羲和系统”已经在2010年取得了重大突破,目前该系统研究、应用进展比较顺利。2011-2012年,根据科技部高新司的批准,国家遥感中心支持武汉大学等单位实现了CRP技术在GPS卫星导航系统上的应用,2013年初开始利用“北斗”系统进行试验研究,在湖北建立了30个地面基准站,并进行了测试,到2013年3月测试完成,服务精度能达到1.5米。“羲和系统”在“北斗”卫星导航系统上的应用,无疑能大大提高了“北斗”的竞争力。

记者:未来几年,国际遥感中心计划启动哪些项目促进我国遥感、导航和空间探测等技术的发展?

景贵飞:未来,国家遥感中心主要在两个方面开展工作,一方面,顺着国家的计划管理走,高质量做好科研项目的过程性管理工作;另一方面,加强与科研人员的联系,引导新的科研成果转化,通过行业性科研体系的管理,把所有的单位和科研人员尤其是当前缺乏的最基层力量都纳入到这个技术创新体系链中,在做好测试、标准、认证和许可等工作的同时,促进重点实验室、产业化基地的发展,让更多的人能够分享到这些科研成果。

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