摘要:中國遙感衛星研制起步較晚,但發展十分迅速。自1975年11月,中國成功發射一顆返回式遙感人造地球衛星,并按計劃順利回收,成為繼美國、蘇聯之后第三個掌握衛星回收技術的國家以來,我國遙感衛星行業大致經歷了萌芽發展階段(1975-2005年)、快速發展階段(2006-2014年)、創新發展階段(2015年至今)三個階段,目前中國遙感衛星形成由陸地衛星、氣象衛星和海洋衛星組成的強大對地觀測體系,數量和質量都達到世界先進水平。近年來,我國遙感衛星進入密集發射期。2023年我國成功發射多顆遙感衛星,僅上半年發射數量達百余顆,其中SAR(合成孔徑雷達)遙感衛星數量大幅增長,豐富了我國衛星遙感數據產品。
一、定義及分類
遙感衛星是用作外層空間遙感平臺的人造衛星。用衛星作為平臺的遙感技術稱為衛星遙感。根據對地觀測的領域,遙感衛星可分為氣象衛星、陸地衛星和海洋衛星三種類型。氣象衛星是以搜集氣象數據為主要任務的遙感衛星,為氣象預報、臺風形成和運動過程監測、冰雪覆蓋監測和大氣與空間物理研究等提供大量實時數據。陸地衛星是繞地球南北極附近運行的太陽同步衛星,具有接近圓形的軌道。其遙感數據已廣泛用于土地森林和水資源調查、農作物估產、礦產和石油勘探、海岸勘察、地質與測繪、自然災害監視、農業區劃、重大工程建設的前期工作以及對環境的動態監測等。海洋衛星是以搜集海洋資源及其環境信息為主要任務的遙感衛星,在研究海洋浮冰和陸地積雪、地質構造、洪水泛濫淹沒等方面具有重要的作用。
二、行業政策
1、主管部門和監管體制
遙感衛星行業由國家發展與改革委員會、工業和信息化部、國防科技工業局、自然資源部進行宏觀管理和政策指導。國家發展與改革委員會為行業的宏觀管理職能部門,主要負責擬訂并組織實施國民經濟和社會發展戰略、中長期規劃和年度計劃;提出加快建設現代化經濟體系、推動高質量發展的總體目標、重大任務以及相關政策;會同相關部門擬訂推進創新創業的規劃和政策,提出創新發展和培育經濟發展新動能的政策;會同相關部門規劃布局國家重大科技基礎設施等。
國家工業和信息化部主要職責是擬訂實施行業規劃、產業政策和標準;監測工業行業日常運行;推動重大技術裝備發展和自主創新;指導推進信息化建設;協調維護國家信息安全等。負責制訂我國軟件行業的產業政策、產業規劃,對行業的發展方向進行宏觀調控。
國家國防科技工業局是中國政府負責管理國防科技工業的行政管理機關,負責核、航天、航空、船舶、兵器、電子等領域武器裝備科研生產重大事項的組織協調和核心能力建設,負責擬訂航天產業的發展規劃、技術體制和技術標準,實施行業管理等職責。自然資源部負責測繪地理信息管理工作,具體負責基礎測繪和測繪行業管理,負責測繪資質資格與信用管理,監督管理國家地理信息安全和市場秩序,負責地理信息公共服務管理,負責測量標志保護。
2、國家層面相關政策
遙感衛星及應用產業為國家重點鼓勵發展的戰略性新興產業之一。近年來,“衛星遙感”頻繁出現在我國農業發展規劃、交通領域發展規劃等政策文件中,2023年1月,中共自然資源部黨組發布的《關于貫徹落實黨的二十大精神進一步提升自然資源科技創新能力的意見》,明確提出要持續完善陸海遙感衛星“骨干網”,開展民用空間基礎設施工程建設,推進衛星工程和地面系統陸海統籌發展,到“十四五”末,發射8顆陸海觀測衛星,推進10顆衛星立項研制。多項政策的出臺不僅將有利于提升我國遙感衛星設計、制造水平,還將進一步拓展衛星遙感應用領域,擴大衛星遙感產業規模。
3、地區層面相關政策
河北、江蘇等地方政府也紛紛出臺了相關政策,推動遙感衛星產業發展。2023年4月,江蘇省工業和信息化廳、江蘇省發展和改革委員會等十部門發布了《江蘇省推進遙感衛星應用產業高質量發展三年行動方案》,提出到2025年,基本形成具備全國競爭力的遙感衛星產業體系、創新體系和應用體系。打造若干個遙感衛星應用產業集聚區,培育發展3-5家全國有影響力的遙感衛星應用產業龍頭企業,研制一批智能、定量的高端遙感產品,遙感衛星產業規模進一步擴大,賦能帶動相關產業規模達到500億元以上的目標。各地紛紛加大政策支持力度,為我國遙感衛星產業發展蓄勢賦能。
三、行業壁壘
1、技術和人才壁壘
衛星作為具備長期在太空執行任務的復雜精密儀器,其性能要求較高、研制流程較為復雜。衛星制造及應用服務領域涉及許多復雜的系統和設備,需要多學科專業知識的綜合應用,需要長時間的研發投入和持續更新。人才培養和成熟的周期也較長。因此,研發技術實力是市場新進入者必須面對的重要壁壘之一。
2、資金壁壘
遙感衛星制造與衛星星座建設屬于重資產業務,具有極高的資金壁壘,資金對企業發展的制約主要體現在星座建設和研發兩方面。一方面,為在未來的行業發展中占得先機,行業內企業紛紛推出星座建設計劃,而星座的建設需要投入大量的資金;另一方面,為滿足星座建設或產品應用開發的需求,行業內企業需要投入大量資金以實現技術突破,但研發成果的商業化應用需要一定準備過程,商業回報短期內難以準確預估,成果轉化周期較長且資金耗費較高。因而,資金實力對行業內企業的快速發展產生一定的限制。
3、資質壁壘
企業從事衛星制造、發射業務需要取得相應的許可和資質認證,資質的申請具有一定門檻,目前僅少數商業航天公司取得了國家發展改革委關于衛星制造、星座建設、地面站建設的批復。在遙感衛星應用領域,企業需要取得相應等級的測繪資質證書,方可從事測繪活動。
四、發展歷程
中國遙感衛星研制起步較晚,但發展十分迅速。自1975年11月,中國成功發射一顆返回式遙感人造地球衛星,并按計劃順利回收,成為繼美國、蘇聯之后第三個掌握衛星回收技術的國家以來,我國遙感衛星行業大致經歷了萌芽發展階段(1975-2005年)、快速發展階段(2006-2014年)、創新發展階段(2015年至今)三個階段,目前中國遙感衛星形成由陸地衛星、氣象衛星和海洋衛星組成的強大對地觀測體系,數量和質量都達到世界先進水平。
五、產業鏈
1、行業產業鏈分析
遙感衛星是衛星遙感系統的核心部分,產業鏈上游參與企業主要涉及衛星制造、衛星發射、衛星地面設備與網絡建設企業;產業鏈中游參與主體是商業運營商和政府運營商;下游產業鏈涉及眾多領域,商業遙感衛星數據主要在氣象、測繪和海洋等領域的應用較為普及。中國遙感衛星行業產業鏈如下圖所示:















2、行業領先企業分析
(1)長光衛星技術股份有限公司
長光衛星技術股份有限公司成立于2014年,專注于商業航天領域,是中國第一家集衛星研發制造、運營管理和遙感信息服務于一體的全產業鏈商業遙感衛星公司。經過多年的研發和技術積累,公司自主建設并運營管理著目前全球最大的亞米級商業遙感衛星星座——“吉林一號”,能夠為客戶提供高時間分辨率、高空間分辨率、高光譜分辨率、快速廣域覆蓋的衛星遙感數據以及以衛星遙感數據為基礎的空間信息綜合應用服務。2023年6月,由長光衛星技術股份有限公司研制的“吉林一號”高分06A系列衛星、“吉林一號”高分03D19-26星、“吉林一號”平臺02A01-02星等41顆衛星搭載長征二號丁運載火箭發射升空,創造了中國航天單次發射衛星數量最多的紀錄,至此“吉林一號”衛星星座在軌衛星達108顆。2023年上半年長光衛星營業收入為4154.98萬元,其中衛星遙感信息服務與衛星制造及相關服務收入分別為3426.25萬元、724.45萬元。
(2)航天宏圖信息技術股份有限公司
航天宏圖成立于2008年,成功研發了具有完全自主知識產權的遙感與地理信息一體化軟件PIE,擁有國內首個遙感與地理信息云服務平臺PIE-Engine,實現遙感基礎軟件的國產化替代,可為政府、企業、高校以及其他有關部門提供基礎軟件產品、系統設計開發、遙感云服務等空間信息應用整體解決方案。2022年航天宏圖穩步推進建設分布式干涉雷達衛星星座進程,宏圖一號衛星星座已于2023年3月完成發射,并進入預定軌道。近年來,航天宏圖衛星應用業務營收保持穩步增長態勢,2023年前三季度營收為15.9億元,同比增長13.93%。
六、行業現狀
基于獲取高質量地理空間數據需求,在遙感衛星領域,大國競爭激烈。近年來,我國遙感衛星進入密集發射期。2023年我國成功發射多顆遙感衛星,僅上半年發射數量達百余顆,其中SAR(合成孔徑雷達)遙感衛星數量大幅增長,豐富了我國衛星遙感數據產品。3月,航天宏圖信息技術股份有限公司“女媧星座”首發4顆SAR衛星成功發射。5月,武漢大學、山東鋒士等單位牽頭研發的全球首顆Ka頻段高分辨率SAR衛星“珞珈二號01星”成功發射。6月,長沙天儀空間科技研究院有限公司研制的“綿陽星座”“涪城一號”SAR衛星成功發射。7月,北京四象愛數科技有限公司抓總研制的“礦大南湖號”SAR衛星成功發射。8月,國家民用空間基礎設施中的科研衛星、世界首顆地球同步軌道SAR衛星陸地探測四號01衛星(應急減災高軌SAR衛星)成功發射。12月,遙感四十一號衛星成功發射升空,順利進入預定軌道。
七、機遇與挑戰
1、機遇
(1)國家政策的鼓勵和支持助推行業快速發展
與歐美國家相比,我國遙感衛星商業化應用程度偏低。國家政策的大力扶持是我國遙感衛星行業進入全面商業化的重要驅動力。“十四五”期間,國家及相關部委相繼發布了與遙感衛星產業相關的《國家民用衛星遙感數據國際合作管理暫行辦法》《關于加快測繪地理信息事業轉型升級更好支撐高質量發展的意見》等政策文件,鼓勵發展遙感衛星產業,積極推動我國衛星遙感技術和應用的快速發展。隨著國家政策的支持,遙感衛星產業正迎來歷史性的戰略發展機遇,產業鏈將快速得到補充和完善,產業規模也將迅速擴大,未來國內衛星遙感產業的競爭力也有望在國際市場中顯著提升。
(2)遙感應用場景不斷豐富,行業需求快速增長
隨著遙感應用技術的普及和完善,衛星遙感已逐步應用于農業、國土、林業、水利、氣象、海洋、環境、減災、統計、交通、教育等領域和城鄉區規劃管理以及重大工程建設中,形成了政府客戶、企業用戶、軍方用戶、大眾客戶等多主體、多層次、多行業的應用格局。在大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術快速發展的大環境下,信息和數據的價值將被進一步發掘,行業智能化發展將進一步提升行業內企業的服務能力,進而拓展出更加多元化的服務場景,衛星遙感將滲透到更多的領域與行業,客戶的需求也將進一步釋放,從而帶動遙感衛星產業發展。
(3)下游應用需求不斷增長,吸引社會資本紛紛入局
2014年,國務院出臺了《關于創新重點領域投融資機制鼓勵社會資本的指導意見》,首次鼓勵民間資本進入衛星研制、發射和運營領域。近幾年,在政策大力支持及下游應用需求不斷增加等因素下,越來越多的企業入局遙感衛星領域,長光衛星、航天宏圖、歐比特等企業均已開始著手構建衛星星座。社會資本紛紛布局,有利于形成規模經濟效應。
2、挑戰
(1)我國的運載火箭發射資源較為稀缺
目前,我國建設有酒泉、太原、西昌、文昌四大航天發射場以及一個海上衛星發射平臺,但整體而言,我國火箭發射場資源仍不夠充裕。與此同時,隨著我國航天科技水平的快速提升及航天產業的蓬勃發展,我國航天企業相繼推出星座計劃。面對大量的衛星發射需求,我國的運載火箭發射資源仍較為稀缺。
(2)行業發展面臨較大的數據安全風險
衛星遙感產業經過多年的發展和積淀,產業規模不斷壯大,并積累了海量的衛星遙感數據。由于本行業的數據涉及國土資源、水文植被、地理信息、城市規劃、國家安全等諸多敏感信息,網絡安全及數據安全對國家安全至關重要。一旦發生數據泄露,可能會對我國國防安全產生威脅。
(3)高端復合型人才匱乏
由于遙感應用技術在公共服務、國民經濟發展、國防安全等領域均有較大的應用潛力和商業價值,下游應用場景的拓展將帶動行業規模的快速增加,吸引科研院所、科技企業、行業用戶攜技術、資金、市場等方面的優勢加入市場競爭。隨著行業競爭日趨激烈,業內企業對優秀人才的爭奪也日益激烈,將進一步加劇高端復合型人才匱乏的局面。
八、競爭格局
在遙感衛星制造領域,以航天科技集團、中科院衛星創新院為代表的國有企業及事業單位實力突出,在行業內沉淀已久,主要以承接國家項目為主。此外,以長光衛星為代表的商業航天公司也表現亮眼,長光衛星是我國最早一批進入商業航天領域的企業之一,擁有全球最大的亞米級商業遙感衛星星座。2022年長光衛星共研制發射53顆遙感衛星,航天科技集團共研制發射45顆遙感衛星。
九、發展趨勢
1、低軌小型化衛星研制成為行業主流
就遙感衛星而言,單一衛星在滿足基本的分辨率需求的情況下覆蓋面積有限、獲取的遙感數據量較少、響應能力不足,難以滿足現階段對遙感數據時效性的要求。在具備同等空間分辨率的情況下,遙感數據的時效性具有重要意義,只有建設高密度、高覆蓋率的衛星群,才能通過衛星在軌數量的優勢,實現特定地點的快速重訪和信息的及時更新,從而獲取高時效性的遙感數據。因此,大規模星座的建設已成為現階段商業遙感衛星市場參與者核心競爭力的具體體現,也是目前遙感衛星領域最重要的發展趨勢之一。為了快速實現星座建設,利用有限資源快速組網,抓住商業航天領域的先機,企業需要出色的衛星研制能力和運維管理能力,高性能、低成本的微小衛星的研制成為行業主流。
2、“高分辨率”是商業遙感衛星重要發展方向
衛星遙感的“高分辨率”主要包括高空間分辨率、高時間分辨率及高光譜分辨率、高覆蓋率。高空間分辨率圖像在目標地物的識別和目視解譯等方面具有重要意義。高時間分辨率在地物的動態變化監測等方面具有重要意義。高光譜分辨率則在特定影像地物的分類識別上具有重要意義。隨著衛星遙感技術的快速發展,遙感影像的空間分辨率、時間分辨率、光譜分辨率及覆蓋率持續提升,遙感數據包含的信息和潛在的價值也將不斷增加。
3、云計算、人工智能等新技術不斷加深衛星遙感智能化程度
日益發展的云計算、人工智能等技術與遙感數據服務結合,給衛星遙感原始數據的處理帶來新的發展方向。智能化技術在數據提取、處理中的應用,可極大提高數據獲取和處理效率、降低數據成本,從而有效拓寬客戶群體,推動商業化發展,是衛星遙感信息服務領域的重要發展趨勢之一。
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2022年中國遙感衛星行業發展前景展望:隨著技術不斷進步和市場需求擴大,未來發展前景廣闊[圖]
中國的一些遙感衛星,如“高分一號”和“高分二號”,具備高分辨率影像能力,可提供精細的地表信息。這對于土地利用監測、城市建設規劃和自然災害監測具有重要意義。根據數據顯示,2022年中國遙感衛星行業市場規模約為130.8億元,發射量約為105顆。