Maxar是世界上商业遥感卫星产业的先行者和领军公司■★■◆◆★,其2022年营业收入超全球商业卫星遥感数据市场运营服务收入的50%。该公司目前运营4颗卫星★★■◆◆★:美国地球眼-1卫星(Geoeye-1)、“世界观测”卫星(WorldView-1/2/3)◆◆★■,其中,WorldView-3是目前世界上分辨率最高的商业遥感卫星。同时该公司通过超分辨率算法升级■★★★■◆,可将分辨率进一步提升至0.15m◆■,直逼美军最先进的“锁眼”(KeyHole)卫星(0.1m)■★◆★◆★。其中3颗卫星计划于2024年退役,该公司正在开发新的星座★◆◆■■“世界观测军团”卫星星座(WorldViewLegion),目前在卫星的集成测试阶段■★★◆◆★。
阿根廷卫星逻辑公司(Satellogic)推行“星座即服务”理念◆★★◆★,共累计发射43颗高分辨率◆■★“新卫星”(NewSat)系列卫星,并且计划建成200余颗卫星的完整星座,分辨率达到0.3m,服务能力达到世界地图每日更新。
政府在商业遥感卫星初期行业发展中起到核心支撑作用■■★★。政府因时因势综合研判,制定宏观政策大力支持行业发展。此外★★,在初期收入不明朗的情况下,政府下发大量采购订单◆★,直接解决该行业前期投入过高、资金回报周期长的问题。政府进行决策监管资助,公司提供遥感信息服务成为商业遥感卫星运作的最佳模式。
国外的商业遥感卫星行业起步发展较早,各项体系也相对成熟■■。20世纪80年代,以美国为代表的航天大国着手布局商业遥感卫星领域★■★,目前已经形成政府监督管理引导和公司自主商业化运营的良好模式。
近年来◆■◆★■,得益于技术进步叠加政策的持续扶植,遥感卫星市场已从政府拉动期向全面商业化时期转型过渡,政府以外的用户市场逐渐开放。
中国的商业遥感卫星行业起步较晚,自2014年起出台各项政策,为国内商业遥感卫星行业的快速发展和走向国际市场带来了契机■◆◆★★◆,极大革新与重新塑造了我国遥感卫星领域的整体格局,目前行业已处于“黄金发展期”。
在满足原有遥感卫星使用的军政需求基础上,遥感卫星的社会需求度也在不断提升,但受制于成本高昂★■◆,单纯由国家来研制并发射遥感卫星将难以完全填补庞大的市场需求,遥感卫星行业逐步商业化是其在创新、容错、降低成本这三个方面寻找最佳结合点的首选方式。
卫星遥感为人类提供了一种从太空感知地球、管理资源、监测环境的技术手段。从全球看■★◆■★■,航天大国均有自己的遥感卫星体系,根据美国忧思科学家联盟(UCS)卫星数据库★★■,截至2023年5月1日◆★★◆,全球共有7560颗在轨运营卫星,其中遥感卫星有1273颗。
可以看出,国内诸多民营公司均已有自己的遥感卫星星座规划,部分公司已通过发射自研卫星并提供数据服务实现了卫星遥感的商业化运营◆■。在空间分辨率层面■★◆,商业遥感卫星的空间分辨率已经基本进入亚米级时代★■◆◆★■,与国外发展水平相比基本一致。在星座组网方面◆★★◆,与国际上其他重点卫星星座相比,国内大部分商业遥感卫星公司的实际在轨运行卫星仍然较少,诸多公司仍然停留在计划阶段。世界上最大的遥感卫星星座Dove的空间分辨率以3~5m为主★■★★★,吉林一号是国内最大的商业卫星星座,其空间分辨率绝大部分为亚米级◆■,是目前全球最大的亚米级商业遥感卫星星座。
政策支持为商业遥感卫星行业的发展按下了快进键★★◆★★◆,我国已经涌现出一大批商业遥感卫星公司腾博汇官网官方网址,各公司加紧卫星研制步伐、加速星座的组网进程,纷纷发布商业遥感卫星星座计划■■★■,预计未来5年内,我国在轨运行的商业卫星将超过1200颗。我国商业遥感卫星产业的蓬勃发展,充分带动卫星数量和质量的双提升,成为社会经济发展的战略新兴产业,实现了遥感卫星由试验性运行向业务化运行发展,卫星遥感应用由行业化应用向大众化应用发展。
我国在商业遥感卫星领域发展的轨迹,可以用“后来居上■◆”形容。尽管中国的商业遥感卫星起步比美国晚了20年,但经过接近10年的快速发展★◆◆★■,在航天事业市场化的推动下★■◆◆★■,中国的商业遥感卫星行业已经正式启航,正逐步由政府主导向商业化转变★■■◆◆,形成了初具规模的产业体系和初具雏形的产业生态■■,基本形成了完整产业链。
技术成熟带动成本降低,推动遥感卫星的全面商业化。商业火箭发射突破可复用运载技术,为大批量卫星组网发射奠定基础。微小卫星研制技术不断成熟,带动成本指数级降低★★,卫星实现大规模组网,数据数量和种类更加丰富,同时低价的亚米级高分辨率卫星数据契合市场需求,打开了商用遥感数据应用的蓝海★◆。
一直以来,我国遥感产业的发展受国家队主导,以科技专项计划的形式资助遥感卫星的研发制造■◆,但这种科研性质的任务需求对产业链的辐射带动效应往往很弱,使得遥感卫星产业难以成为拉动经济的增长点。由于卫星属于重资产,研发技术和成本门槛都比较高,投资回报周期长,若缺少相关政策加持,商业化进程很难开启。
国内商业遥感卫星产业的发展驱动要素与美国类似,主要来自于政府政策的支持和各项技术的不断成熟。虽然我国商业遥感卫星行业发展较为迅速,已经出现头部企业★◆◆,但与美国遥感卫星完全商业化相比,我国商业遥感卫星行业在发展方面仍具有一定的限制腾博汇官网官方网址,还未开启全面商业化的进程。
为了有效整合资源,充分扩大社会和经济效益■★◆,各商业遥感公司之间重组不断★◆★■◆★。目前,以美国麦克萨技术公司(Maxar)、欧洲空中客车防务与航天公司(AirbusDS)、美国行星公司(Planet)为代表的老牌商业遥感卫星巨头以及卡佩拉空间公司(CapellaSpace)等各具特点的初创公司,共同支撑起了全球的遥感卫星商业体系★★◆■◆◆。
总体来看◆◆◆,国外商业遥感卫星产业的发展存在以下几个特点。一是以Maxar◆■■◆★、AirbusDS公司为代表的传统商业遥感行业巨头依靠各自技术优势,通过国际合作◆★★■◆、并购重组等多种手段,以星座高时空分辨率提供品类丰富的航天信息服务■◆★◆★,已垄断绝大部分市场份额,在全球占据行业优势地位。二是国家根据行业形势,不断调整相应政策,在市场准入、星座运营、数据服务等方面为商业遥感卫星行业铺平道路■■★■■。以Planet、CapellaSpace等为代表的各类初创公司不断涌现,各自具备不同的公司技术特色,已具备一定的规模和服务能力,进一步拓展了商业遥感卫星市场的数据服务能力◆■★◆。三是行业发展是以光学遥感卫星低轨化■◆★★、规模化★■★■■、组网化为主★◆■,进一步拓展SAR卫星等多种观测手段,为用户提供更为丰富的遥感数据产品■★★◆。
Planet具有3个系列光学星座★◆■★■◆,★★★■◆“快眼”(RapidEye,2020年已退役)★◆★◆■◆、“鸽子”(Dove)和“天空”卫星(SkySat)。十年来,Planet公司已经成功发射了30余次,共计部署了452颗卫星,目前在轨运行近200颗遥感卫星,是世界上最大的遥感卫星星座。其中■◆★★,Dove星座在轨卫星数量约180颗,卫星质量约5kg■◆,空间分辨率为3~5m◆■◆◆■;SkySat星座在轨卫星数量约20颗■■,卫星质量约100kg★■■,空间分辨率为0.5m◆■★■★。
应用场景多元化是拉动商业遥感卫星产业链闭环发展的根本环节★■■◆◆。机器学习和深度学习的爆发式发展使得遥感数据应用场景趋于多元化◆■★。人工智能代替对大数据信息的手动挖掘,以更低的成本对遥感数据进行更高效的加工处理,孵化出更多卫星遥感应用的新场景和新业态,将引领遥感产业走向全民商业化★■◆★。
为充分发挥市场在资源配置中的决定性作用◆◆★★★★,转变经济发展方式,建设自主开放、安全可靠■■、长期连续稳定运行的国家民用空间基础设施,我国近年来也开始大力发展商业卫星及应用产业。自2014年开始★★,我国打开了商业遥感卫星产业发展的主要壁垒,从政策层面逐步放开限制,并促使航天科技从事业向产业的转变■■◆★◆★,经济上鼓励支持商业遥感卫星的发展。
以美国为代表的国外商业遥感卫星行业总体由政府主导★◆◆■,以几家独立的上市公司为主体,多家新兴公司为补充★■,顺应军方、政府■★◆◆、企业和大众的需求■◆★◆◆,立足各自特点,独立开展生产经营活动,提供航天遥感信息服务。
围绕“三低一高”(低成本★■、低重量、低功耗◆◆、高性能)的整星设计要求,发展轻量化卫星设计制造技术◆★■★◆,推动载荷平台相融合等技术环节取得突破。发展高分商用SAR卫星◆■◆◆★,建设具备光SAR一体服务能力的遥感卫星星座,提升全天时★★■★、全天候的卫星数据获取能力◆◆★■■。拓展高分辨率、红外、高光谱等多种光学观测手段,将卫星“通导遥”功能深度融合,发展◆★■“通导遥一体结合”服务能力的卫星星座,从■★◆“单星应用”及“多星一体化应用”向“体系效能”方向发展◆★■◆★。
为了达到国家利益和商业利益的最佳结合点,实现市场的高效、规范化发展★■◆★★,美国政府后续也陆续颁布了一系列法案和政策,进一步放宽对商用遥感卫星分辨率限制的同时,加大了对商业遥感产业的扶持力度,通过数据采购的形式支持行业发展★■■,保证每年的空间信息采购量和市场销售额,■◆★◆◆“军民共用◆■★◆◆★、以民养军”的特点十分明显,逐渐形成了国家监管★■★◆★、政府采购★◆◆■◆■、公司运营的基础遥感卫星商业模式。
国家持续设立卫星项目导致商业遥感卫星资源无法被充分利用■◆■★■。在国家层面的卫星制造上投入了较高成本,没有充分地利用到较为丰富的商业遥感卫星资源。对于国防和政府客户而言■■,大量部门和领域需要更低成本、更为灵活的卫星遥感信息获取渠道,然而单一部门用到的卫星功能有限◆★,自行研发的灵活度和性价比不如直接采购优质且数量充足的商业遥感数据。
国外航天大国遥感卫星行业的发展大致可以分为三个时期,培育萌芽期、政府拉动期、全面商业化时期◆■,目前已初步进入全面商业化时期。
未来,国家在自然资源◆■■◆、城市建设、农业生产、生态环保等方面的应用需求将不断提升,客观上要求商业遥感卫星提升航天信息数据服务能力■■。国家的政策和资金扶持结合产业自身技术的创新和进步,将驱动我国的商业遥感卫星实现数量级的提升,推动产业链进入持续高景气时代。
面向市场和投资需求,加快培育与各行业◆★■■■、各场景■◆、各领域相融合的遥感数据应用产品,由单纯数据生产向监测统计和提供决策演进,开发一系列遥感应用典型产品或解决方案,以遥感应用收益拉动遥感信息产业闭环发展★◆■。探索★◆■★◆★“遥感+■★◆”和★■■★“+遥感”的技术发展模式★■★■,利用海量遥感大数据优势,充分结合人工智能等战略新兴技术,融合多源卫星遥感数据◆★◆■,进一步挖掘并释放数据的潜在价值★■★★■■,满足多样化场景应用需求。改变传统应用端服务模式,推动形成“数据+平台+应用”遥感应用产品体系,具备以SaaS云服务模式提供增值数据应用服务的能力。降低遥感信息产品使用门槛,开发亲民的遥感数据应用软件,以★◆★■■“用遥感信息产品服务全球70亿人■◆★★”为路线,推动遥感应用走向大众市场。
商业遥感卫星行业已成为各国战略竞争与博弈的主阵地和主战场◆★■。以美欧为代表的发达国家具备较为完善的政策法规体系和较高的商业化程度,占据了全球遥感卫星市场的大部分份额。中国的商业遥感卫星行业起步滞后约20年,但在各项政策的推动下,中国的商业遥感卫星产业已经正式启航,正逐步由政府主导向商业化转变。但分辨率的限制和订单支持不足在一定程度上阻碍了我国遥感卫星的商业化进程■★★■★◆。批量化、规模化生产卫星,快速完成星座组网★◆◆★,推动遥感应用走向大众市场将成为产业发展方向。
面向卫星批量化生产,加快突破脉动式总装数字生产线技术,推进卫星制造数智化,建设具备柔性化、智能化脉动生产特性的卫星制造工厂。构建以整星研发为核心■■,相关卫星关键器件和材料研发制造为支撑的卫星制造产业集群,完善覆盖卫星制造、火箭发射★■■■、地面终端、应用服务的卫星及应用产业链◆■◆★★,形成卫星研制、卫星发射运管、卫星应用全链条、全生态的产业发展体系■■◆。
欧洲商业遥感卫星以适应欧洲的需求为发展宗旨,通过国际合作发展了多系列的遥感卫星观测系统。AirbusDS是欧洲最大的遥感卫星运营商,已经成功建造并交付了70多个对地观测卫星系统,其运营的“下一代昴宿星”(PleiadesNEO)星座由2颗相同的分辨率为0.3m的卫星组成。据统计,该公司2022年遥感卫星行业市场份额达20%,仅次于美国Maxar。芬兰冰眼公司(ICEYE)于2018年发射ICEYE-X1,是芬兰第一颗商业卫星◆◆★■,目前ICEYE已成功将30多颗SAR卫星送入轨道,该公司拥有全球最大的SAR卫星星座■■■★。
国家可以通过政策引导国企央企与民企合理分工★◆、公平参与市场竞争,平衡二者遥感卫星领域的市场力量★◆★,形成协同合作★◆★◆、竞争有序的产业格局,将极大加速我国遥感卫星领域的商业化进程,打开更广阔的市场化空间。
在当前国际和国内航天形势下,探索遥感卫星商业化、市场化、产业化的运作模式,建立以市场为主导◆★★、以需求为牵引、以服务为目标的卫星应用产业,是最大程度提高我国空间基础设施的应用效能◆★★◆■、提升我国遥感卫星行业国际竞争力的一条重要途径。
2014年,国务院出台《关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》,正式开启我国遥感卫星商业化的进程。同年,长光卫星技术股份有限公司(以下简称“长光卫星◆◆■■■★”)成立并自主研制商业遥感卫星◆◆◆■,成为我国第一家商业遥感卫星公司◆★◆■。2015年,国家出台《国家民用空间基础设施建设中长期发展规划(2015—2025)》,再一次为商业遥感卫星行业发展创造有利条件。同年,由长光卫星自研的吉林一号首组4颗卫星成功发射◆◆◆,国内商业遥感行业从此开始正式探索起步。此后★★■★■,各省市区也相继出台相应政策和计划,布局发展商业遥感卫星。2023年12月,中央经济工作会议首次提及商业航天,并将其列为战略新兴产业的重要扶持领域■★◆◆。2024年3月,商业航天首次写入政府工作报告,明确积极打造商业航天新增长引擎。
全球商业遥感卫星的行业发展步入了快车道,卫星数量迅速增加★◆★◆,卫星应用产业呈现蓬勃增长的态势。随着国家政策的支持、各项商业航天规划的落地、航天发射成本的降低以及微纳卫星各项技术的成熟,商用和民用需求将不断释放◆◆,引领遥感卫星产业走向全面商业化。
按照公司是否自有卫星可以将其经营模式分为自有和代理两种。表1是中国各商业遥感卫星公司运营星座的概况。据估计,国家层面的卫星和公司层面的卫星在数量上已基本持平。目前,全球在轨运行的低轨卫星星座并不多,卫星数量突破100的星座更是寥寥无几。
现阶段国内对优于0★★■■.5m分辨率数据的开放有着明确的限制。《国家民用卫星遥感数据管理暂行办法》等多项政策均规定“公开的光学遥感数据初级产品空间分辨率不优于0◆■.5米”。国内卫星制造技术的不断进步,以长光卫星为代表的单位已具备0.2m甚高分辨率光学遥感卫星制造能力。此外,国内民用市场有大量0.3m甚至更高分辨率卫星影像需求(以前主要靠采购国外卫星数据),而国际市场经常将0.2m分辨率卫星遥感影像作为入场券,0■■◆.2m及以上空间分辨率的卫星影像有着非常广阔的应用前景。
美国CapellaSpace于2018年发射了美国第一颗商用合成孔径雷达(SAR)卫星,并且于2023年8月发射了其第三代卫星首发星(Acadia-1),分辨率为0.3m,该公司总共计划发射36颗商用高分辨SAR卫星。
1986年◆■◆◆★★,法国发射世界上首个商业遥感卫星斯波特-1(SPOT-1),开启了遥感卫星商业化的先河■■◆。1992年和1994年★■★★,美国分别颁布《陆地遥感政策法案》和PDD—23号令,宣布放开1m高分辨率数据和卫星遥感的出口限制。多家卫星私营公司相继获得运营许可,加入到商业对地观测运营商的行列■◆◆■★,美国遥感卫星行业开始走上了商业化发展的崭新道路。1999年★◆◆◆■★,艾科诺斯(IKONOS)卫星发射成功◆■,是世界上第一颗分辨率优于1m的商业遥感卫星,标志着世界商业遥感卫星正式进入了高分辨率时代★★。
国内商业遥感卫星行业的发展历程与国外相似■◆★◆■★,目前我国商业遥感卫星行业已经迈过初步探索阶段★★,正处于快速发展阶段,已步入“黄金发展期”。