2019年9月19日上午,距離“珠海一號”03組衛(wèi)星發(fā)射還有大約4個小時的時間,記者在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心見到了珠海歐比特宇航科技股份有限公司董事長顏軍,問起他此時此刻的心情,顏軍攤開雙手,告訴記者:“你看,手心都是汗,還是緊張!”
“珠海一號”衛(wèi)星星座是我國首個由民營上市公司建設(shè)并運營的衛(wèi)星星座,規(guī)劃由34顆衛(wèi)星組成,包括2顆視頻試驗衛(wèi)星、10顆視頻衛(wèi)星、10顆高光譜衛(wèi)星、2顆高分光學衛(wèi)星、2顆SAR衛(wèi)星和8顆紅外衛(wèi)星,總投資36億元。
2017年6月15日,“珠海一號”01組2顆1. 98米級視頻試驗衛(wèi)星首發(fā)成功。2018年4月26日,“珠海一號”02組5顆衛(wèi)星發(fā)射成功,包括1顆0.9米級視頻衛(wèi)星和4顆10米級高光譜衛(wèi)星,首次實現(xiàn)了國內(nèi)高光譜衛(wèi)星組網(wǎng)運行。2019年9月19日,“珠海一號”03組衛(wèi)星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心再次以“一箭五星"方式,將1顆0.9米級視頻衛(wèi)星和4顆10米級高光譜衛(wèi)星成功發(fā)射升空,實現(xiàn)了12顆衛(wèi)星在軌運行。
“特別值得一提的是,‘ 珠海一號’星座在軌的8顆高光譜衛(wèi)星是目前國內(nèi)空間分辨率最高、幅寬最大的高光譜衛(wèi)星。兩軌8顆高光譜衛(wèi)星,是全球高光譜衛(wèi)星家族的重要成員,填補了中國商業(yè)航天高光譜領(lǐng)域的空白。通過8顆衛(wèi)星協(xié)同工作,平均每2. 5天就可以覆蓋全球一次,特定區(qū)域可1天重訪,大幅提高了我國的高光譜對地觀測能力。這也讓歐比特成為了全球擁有高光譜衛(wèi)星在軌數(shù)量最多、高光譜衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務(wù)能力最完善的民營企業(yè)。”顏軍向記者介紹。
在商業(yè)航天浪潮中揚帆起航
2014年11月,國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于創(chuàng)新重點領(lǐng)域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》,并提出“鼓勵民間資本參與國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”,商業(yè)航天在中國正式破冰起航。
“2014年是中國商業(yè)航天的起步之年,從那開始國家陸續(xù)出臺了一系列政策措施大力支持商業(yè)航天的發(fā)展,政府和市場形成了良好的互動。而在此之前,由民營企業(yè)來發(fā)射衛(wèi)星,是我們想都不敢想的事情?!鳖佨娬f,“正是在這樣的機遇下, 歐比特在2014年啟動了遙感微納衛(wèi)星星座及衛(wèi)星大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
“我們現(xiàn)在所在的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,它是一個已經(jīng)有61年組建歷史的國家航天發(fā)射場,現(xiàn)在也開始對民營企業(yè)開放,‘珠海一號’星座包括今天在內(nèi)的3組衛(wèi)星,都是在這里發(fā)射的,這里去年還首次發(fā)射了由我國一家民營企業(yè)自主研發(fā)的運載火箭,這樣的開放本身就是國家對民營企業(yè)在商業(yè)航天領(lǐng)域發(fā)展的巨大支持。從2017年‘珠海一號’首次發(fā)射到現(xiàn)在,酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心從人力、技術(shù)、設(shè)施等方方面面給予了我們很大的支持,而基地在各個方面的先進條件也是我們衛(wèi)星能夠順利發(fā)射升空的重要保障?!鳖佨妼Υ吮硎痉浅8袆?,“這也給了我們更大的動力,一定要讓這些上天的衛(wèi)星通過商業(yè)運作,發(fā)揮其最大效用”。
據(jù)了解,短短5年左右的時間,國內(nèi)已有180多家商業(yè)航天公司,涉及衛(wèi)星制造、 衛(wèi)星應(yīng)用等領(lǐng)域。中國的商業(yè)航天發(fā)展神速,對推動我國航天科技進步、促進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展、滿足人民美好生活需要都起著十分重要的作用。
在定量遙感領(lǐng)域中異軍突起
今天已經(jīng)是您第三次經(jīng)歷“珠海一號” 的衛(wèi)星發(fā)射了,為什么還是會緊張?
“在昨天晚上的技術(shù)總結(jié)會上,專家們都對發(fā)射表示非常有信心。但我還是會擔心,我們的測試指標符合要求嗎?配套設(shè)施齊備嗎?衛(wèi)星上天后太陽帆板能不能正常打開?供電夠不夠.....其實我知道這樣的擔心是多余的,因為我們的衛(wèi)星研制團隊來自我的母校——哈爾濱工業(yè)大學,火箭是由中國航天科技集團所屬中國運載火箭技術(shù)研究院研制的,是我們國家的金牌固體火箭一長征十一號運載火箭,他們都非常專業(yè),有充分的技術(shù)保障。但每次發(fā)射前我還是會緊張,因為我們?yōu)榇送度肓舜罅康慕?jīng)費和人力、物力,也承載了許多期待,我們一定要讓每一顆衛(wèi)星都成功地發(fā)射和正常運行。”
從您的介紹我們能感受到,衛(wèi)星從它的設(shè)計、制造、發(fā)射、運行到應(yīng)用,是一件壓力很大的事情,您為什么一直在堅持?
首先,前面也講到了,國家出臺了很多政策來號召民營企業(yè)參與國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),我們有幸參與進來了,并且從最初的規(guī)劃階段就有6位院士和12位不同行業(yè)的教授級專家為我們建言獻策,持續(xù)做下去是我們的責任和義務(wù)。其次,在歐比特的三大業(yè)務(wù)板塊中,包括宇航電子、衛(wèi)星大數(shù)據(jù)和人工智能,我們對衛(wèi)星業(yè)務(wù)的投入是最大的,目前有五、六百人規(guī)模的團隊在支撐這項工作。再有,我們已經(jīng)在全國范圍內(nèi)建設(shè)了7個衛(wèi)星地面接收站,每年可獲取7000TB的遙感數(shù)據(jù)用于滿足市場需求,我們的數(shù)據(jù)尤其是在自然資源、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、應(yīng)急管理、城建規(guī)劃等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。
并且我們將目標瞄準在了高光譜衛(wèi)星,它的定量分析特色是將來衛(wèi)星對地觀測的發(fā)展趨勢,我們對此充滿信心。最后,歐比特是一家上市公司,有大量的經(jīng)費是來自民間資本,我們也必須踏實地走好每一步,對股東、投資者和所有員工負責。
“珠海一號”衛(wèi)星星座為何將關(guān)注點聚焦在高光譜衛(wèi)星?
顏軍介紹道,“ 國家關(guān)于遙感衛(wèi)星的建設(shè)規(guī)劃有一套很完整的體系,包括光學的、雷達的,也有高光譜的,按照各個衛(wèi)星搭載的傳感器的不同,它所擅長的應(yīng)用領(lǐng)域也是不同的。但從細分行業(yè)來講,從市場供需來看,目前市場上定量遙感的供應(yīng)是非常缺乏的。所以歐比特在定位之初,就瞄準了定量遙感這個領(lǐng)域,而其最有效的傳感器手段就是高光譜,“珠海一號’星座規(guī)劃的34顆衛(wèi)星中有10顆都是高光譜衛(wèi)星。
高光譜衛(wèi)星的優(yōu)勢究竟在何處?
“相對于只能觀測幾何輪廓和顏色的定性遙感,高光譜衛(wèi)星帶來的定量遙感可以成為挖掘地物信息的“火眼金睛”。顏軍告訴記者,高光譜遙感是利用眾多狹窄連續(xù)的光譜通道,對地物進行持續(xù)遙感成像的技術(shù),具有光譜分辨率高、圖譜合一等特點。由于植被、土壤、水體等不同地物有不同的光譜特性,光譜被視為辨別物質(zhì)的“指紋”,通過分析在遙感觀測中形成的光譜曲線,就可以識別不同物質(zhì)、不同特性,再通過反演就可以輕松實現(xiàn)定量遙感分析。目前,我們已經(jīng)將高光譜遙感應(yīng)用在政府精細化管理決策、自然資源監(jiān)測、精準農(nóng)業(yè)、保險定價與理賠等領(lǐng)域,例如在貴州做了玉米種植面積統(tǒng)計,在新疆做了棉花種植面積統(tǒng)計,在雄安新區(qū)做農(nóng)作物分類,在這些應(yīng)用中精確度達到90%以上。”
和國際相比,國內(nèi)高光譜衛(wèi)星發(fā)展處于怎樣的水平?
“今天發(fā)射的這4顆高光譜衛(wèi)星,空間分辨率10m, 幅寬150km,光譜分辨率2. 5nm,具有256 個波段,這樣的指標放在國際上也是領(lǐng)先的?!?/font>
“但目前在軌的高光譜衛(wèi)星,波譜范圍只有400至1000m,后續(xù)的2顆高光譜衛(wèi)星還計劃擴展到1000至5000nm,從近紅外延伸到中紅外波段,這將帶來更加廣泛的應(yīng)用?!?/font>
“據(jù)互聯(lián)網(wǎng)信息顯示,截至2018年底,全球共有25顆商業(yè)高光譜衛(wèi)星,其中歐比特就有4顆,今天下午即將再上去4顆。我們現(xiàn)在有自己的研發(fā)團隊,具備完全自主的衛(wèi)星星座設(shè)計能力,包括軌道設(shè)計、星座布局等都是我們自己做的。衛(wèi)星發(fā)射后,數(shù)據(jù)的接收、處理、分發(fā),以及后端的應(yīng)用服務(wù)等,我們都有獨立研發(fā)和運維能力。在這些方面,我們已經(jīng)達到了國際先進水平。如果要說和國際上還存在的差距,我們的衛(wèi)星目前還有部分核心元器件受制于國外。此外,在應(yīng)用推廣方面,我們也有一定的局限。記得兩年前,我去日本的NTT DATA公司交流,據(jù)介紹說他們每年在數(shù)據(jù)服務(wù)這塊的收入大約是160億美金,非常龐大的數(shù)字。他們是怎么賣數(shù)據(jù)呢?例如他們將遙感數(shù)據(jù)和由此衍生的地理信息產(chǎn)品賣給做農(nóng)業(yè)機械的大型公司,再由這些大公司在銷售他們的播種機、收割機等的時候,把地理信息數(shù)據(jù)產(chǎn)品作為必選的配套產(chǎn)品一并銷售給客戶, 通過這樣的路徑將數(shù)據(jù)送達到了每一個用戶手中。而我們現(xiàn)在,可能更多的還是面向政府在做服務(wù),面向公眾的遙感應(yīng)用還有很大的市場潛力有待挖掘?
高光譜衛(wèi)星目前在應(yīng)用層面主要面臨哪些困難?歐比特是如何應(yīng)對的?
據(jù)顏軍介紹,在歐比特當前的衛(wèi)星大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)體系中,大約僅20%的收入是來自數(shù)據(jù)本身的銷售,80%則是來自于數(shù)據(jù)服務(wù)。因此,歐比特非常重視對衛(wèi)星遙感應(yīng)用能力的提升。
“高光譜遙感對于我們國家來說,還是一項比較新鮮的應(yīng)用,所以歐比特在其應(yīng)用開發(fā)方面做了大量的工作。很多人問過我,高光譜數(shù)據(jù)可以用嗎?當然可以用。好用嗎?目前的確不太好用。它還面臨這樣幾個方面的問題:第一個挑戰(zhàn)是缺少標準的地物波譜庫,這給高光譜數(shù)據(jù)的光譜定標和波譜識別都帶來了很大的困難。對此,我們目前主要是有兩種解決方案,一種是以項目合作的方式,比如環(huán)保部門將他們對河水的物聯(lián)網(wǎng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)提供給我們,就可以作為我們的參考數(shù)據(jù),持續(xù)半年到一年之后,就可以形成我們自己的波譜庫。另外一種是與科研所以及院校合作,目前我們已有20多家合作單位,聯(lián)合利用他們已有的地面數(shù)據(jù),或者借助他們的創(chuàng)新技術(shù)手段來解決問題。第二個挑戰(zhàn)是海量數(shù)據(jù)的處理問題。我們的衛(wèi)星幅寬是150公里,初步測算,目前8顆衛(wèi)星協(xié)同,平均每分鐘就會獲取50多平方公里的數(shù)據(jù),并且每一景都有256 個波段的數(shù)據(jù),這樣的數(shù)據(jù)量依靠普通的計算機處理是支撐不了市場化應(yīng)用的。數(shù)據(jù)多、處理慢、信息少,是當前制約衛(wèi)星大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵痛點。因此,我們必須盡快地把人工智能技術(shù)引入到數(shù)據(jù)的實時處理和識別中,并完成有用信息和知識的提取,這也將成為未來衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的核心能力之一。為此,一方面,我們將在公司人工智能芯片研發(fā)的基礎(chǔ)上,通過人工智能硬件研制、算法開發(fā),實現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的在軌處理,以及特定目標的智能快速提取和下傳。另一方面,如果有團隊有相關(guān)領(lǐng)域的研究成果,我們十分歡迎您們來到歐比特和我們開展合作。
在綠水青山中創(chuàng)新發(fā)展
今年6月,歐比特成功中標珠海市“綠水青山一張圖”項目。作為我國衛(wèi)星大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的一個標志性項目,在業(yè)內(nèi)引起了極大的關(guān)注。該項目致力于打造遙感大數(shù)據(jù)服務(wù)于政府管理決策,提升“數(shù)字政府”建設(shè)能力的樣板工程。
“綠水青山一-張圖”在商業(yè)模式、技術(shù)體系、運營機制等方面有哪些可推廣的經(jīng)驗?
顏軍向記者介紹到,“綠水青山一張圖”實質(zhì)上是一個基于遙感衛(wèi)星大數(shù)據(jù)、人工智能及智慧政務(wù)為一體的服務(wù)平臺,以“數(shù)據(jù)可共享、運營智慧化、數(shù)據(jù)中心化、業(yè)務(wù)全覆蓋”為四大目標,將形成以數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)處理和人工智能決策支持為核心的綠水青山管控決策支持系統(tǒng)。它利用高頻次的衛(wèi)星定量遙感大數(shù)據(jù)(如高光譜數(shù)據(jù)),輔以航空遙感、地面?zhèn)鞲衅?、移動互?lián)網(wǎng)、社會人文經(jīng)濟等多源大數(shù)據(jù)等,可以對生態(tài):環(huán)境、自然資源、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、應(yīng)急管理、城市建設(shè)、交通建設(shè)等要素進行快速和精準的監(jiān)測分析,并在人工智能技術(shù)的支持下,為各級政府的精細管理、精準治理和精細決策提供支持。
珠海的“綠水青山一張圖”項目采用的是政府購買服務(wù)的方式,按照“1+5”的建設(shè)模式,第一年是建設(shè)期,后五年是運行期。按照廣東省政府的指導意見,我們先在珠海把項目做好,再在全省范圍來推廣,對此我們也非常的期待。目前,我們正在全國范圍內(nèi)推廣“綠水青山一張圖”的服務(wù)模式,已經(jīng)啟動了對廣東、貴州、湖南、新疆、山西、河南、廣西、山東、重慶等省市自治區(qū)的覆蓋。
所以“綠水青山一張圖”并不是只是字面意義上的“一張圖”的概念?
“這是當然,它其實是一個系統(tǒng),或者說是一個平臺,集成了大量的數(shù)據(jù)和功能在其中。剛開始也有院士專家向我們建議,“一張圖”是不是把我們的作用給說小了。但我想說,我們更想表達的是在同一個數(shù)據(jù)標準和技術(shù)體系下去發(fā)展應(yīng)用。例如珠海的項目,最初設(shè)計了48個專題,在運行過程中又根據(jù)各部門]需求增加了20個專題,實際上目前有68個專題在同時運行。此外,“ 綠水青山一張圖”這個系統(tǒng)既可以獨立工作,也可以組件或插件的形式與各地現(xiàn)有的“數(shù)字政府”或“智慧城市”系統(tǒng)相結(jié)合,成為現(xiàn)有系統(tǒng)的有效補充,豐富其內(nèi)容,提高其服務(wù)能力。
在星辰大海中逐夢前行
在此次“一箭五星”發(fā)射的衛(wèi)星中,5顆衛(wèi)星都有專屬于它們自己的名字。視頻衛(wèi)星0VS-3冠名為“春蕾計劃之星”;高光譜衛(wèi)星0HS- 3A冠名為“西海岸一號”;高光譜衛(wèi)星0HS -3B冠名為“飛天茅臺號”;高光譜衛(wèi)星0HS-3C冠名為“高密一號”;高光譜衛(wèi)星0HS- 3D冠名為“國緣V9號”。
衛(wèi)星冠名有什么特殊的由來嗎?
“這是歐比特通過公益捐贈、政企合作、產(chǎn)業(yè)聯(lián)合、產(chǎn)學研合作等方式,開辟的衛(wèi)星冠名與數(shù)據(jù)應(yīng)用相結(jié)合的新模式。
據(jù)顏軍介紹,今年是“春蕾計劃”實施30周年,歐比特向中國兒童少年基金會捐贈了“春蕾計劃之星”衛(wèi)星冠名,這既是公司支持公益事業(yè)、履行社會責任的積極舉措,也是將現(xiàn)代科技與公益產(chǎn)業(yè)相結(jié)合,探索協(xié)同發(fā)展的新模式?!?西海岸一號”和“高密一號”,分別是與山東省青島市西海岸新區(qū)人民政府和山東省高密市人民政府建立良好政企合作關(guān)系的重要組成部分,將通過推動“綠水青山一張圖” 數(shù)據(jù)服務(wù)在兩地的實施,加速形成數(shù)據(jù)驅(qū)動型創(chuàng)新體系和發(fā)展模式。“飛天茅臺號”和“國緣V9號”則分別是由貴州茅臺酒廠和江蘇今世緣酒業(yè)冠名,一方面可以有效提升企業(yè)品牌的影響力,另一方面是與商業(yè)企業(yè)在衛(wèi)星大數(shù)據(jù)服務(wù)方面建立起了新的合作橋梁。
“例如與茅臺的合作,我們將利用遙感大數(shù)據(jù)對高粱、小麥等釀酒原料產(chǎn)地,以及茅臺酒的重要水源赤水河等實施全方位、高頻次的監(jiān)測,為茅臺集團的生產(chǎn)管理、經(jīng)營決策等提供更加及時、準確的智能化服務(wù),助力茅臺從‘茅臺制造’向‘茅臺智造’轉(zhuǎn)型升級”。
除此以外,在2018年發(fā)射的“珠海一號”02組衛(wèi)星中,也有兩顆冠名衛(wèi)星分別是“貴陽一號”和“青科大一號”。顏軍表示,“‘青科大一號’是我們開展產(chǎn)學研合作的典型案例,我們在青島科技大學專門]成立了大數(shù)據(jù)學院,一方面由歐比特向高校提供各類數(shù)據(jù)資源和平臺,另一方面高校將在人才培養(yǎng)、科技創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化等方面,大力支撐歐比特的衛(wèi)星事業(yè)發(fā)展。
視頻衛(wèi)星主要可以應(yīng)用在哪些方面?
記者注意到,包括即將發(fā)射的03組衛(wèi)星在內(nèi),除了8顆高光譜衛(wèi)星,“珠海一號”星座中還有2顆1.98m分辨率的視頻試驗衛(wèi)星和2顆0.9m分辨率的視頻衛(wèi)星。
顏軍向記者介紹,“ 視頻衛(wèi)星最大的特點是可以對特定區(qū)域進行‘凝視’觀測,尤其適用于對地面目標進行動態(tài)觀測,獲得目標的速度和方向等信息。此次我們發(fā)射的視頻衛(wèi)星可以獲取25幀/秒、最長120秒的視頻數(shù)據(jù),這在國防、應(yīng)急、減災(zāi)和交通等領(lǐng)域都具有很好的應(yīng)用潛力。例如某個區(qū)域發(fā)生了地震、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害,我們可以讓衛(wèi)星對準災(zāi)害發(fā)生區(qū)域進行觀測,動態(tài)監(jiān)測災(zāi)害發(fā)生的過程,這對搶險救災(zāi)將會非常有幫助。但目前我們的視頻衛(wèi)星幅寬較窄,覆蓋周期較長,后續(xù)我們還將繼續(xù)從技術(shù)上不斷創(chuàng)新,爭取把幅寬提高到80km左右。此外,按照我們的星座規(guī)劃,還將有8顆視頻衛(wèi)星等待發(fā)射,將來當它們組網(wǎng)運行后,觀測能力將得到極大的提升?!?/font>
“珠海一號”星座34顆衛(wèi)星計劃到什么時候全部完成發(fā)射?
采訪至此,記者對歐比特的未來充滿了期待。顏軍表示,“衛(wèi)星星座的建設(shè)投入非常之大,目前12顆在軌衛(wèi)星已經(jīng)投入了7、8個億的資金?,F(xiàn)在,我們希望通過‘綠水青山一張圖’項目,看看衛(wèi)星大數(shù)據(jù)在全國的推廣應(yīng)用情況。如果效果較好,我們將加快對衛(wèi)星星座的建設(shè),再用2-3年左右的時間完成后續(xù)發(fā)射。除了目前已經(jīng)發(fā)射的視頻衛(wèi)星和高光譜衛(wèi)星,我們還規(guī)劃設(shè)計了高分辨率光學衛(wèi)星、雷達衛(wèi)星和紅外衛(wèi)星,以滿足更多層面的應(yīng)用需求?!?/font>
從2000年您回國創(chuàng)業(yè)到現(xiàn)在,已奮斗了近20年,您會一直這樣堅持下去嗎?
“我今年57歲了,但我的任務(wù)還遠沒有完成,我面前的任務(wù)還挺多的。就拿衛(wèi)星這塊的業(yè)務(wù)來說,我才剛剛走出了半步。等到“珠海一號”的34顆星全都發(fā)射上去了,在國內(nèi)讓每個地方政府,甚至每個老百姓,都能用上我們的數(shù)據(jù),那時候我的任務(wù)才算是完成得差不多了。”顏軍說。