林宝军：卫星互联网“通导遥科”，未来将增更多场景|讲堂163-5①下

讲堂

依托高通量卫星的“全球通”网正服务一带一路各国，科学卫星前景宽阔

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 <p><span style="color: #7e8c8d;">【导读】11月26日下午，文汇讲堂“数字强国”系列163-5“卫星互联网：让天地一网来到身边”在上报集团成功举办。中国科学院微小卫星创新研究院资深研究员、北斗三号卫星总设计师林宝军与文汇讲堂工作室李念以问答形式展开主讲；嘉宾对话环节，中国电信上海公司总工程师助理许浩应邀就通信话题展开讨论。17位听友参与互动。</span></p>
 <p><span style="color: #7e8c8d;">50位现场听众幸运获得本期NFT数字藏品。11月29日晚，作为延伸回温，听友微信群展开了语音问答，由许浩回答了听友12个问题。</span></p>
 <p><span style="color: #7e8c8d;">本次讲座由文汇报社和上海树图区块链研究院联合主办。文汇报视频号和喜马拉雅·听两个渠道同步视频直播。上报集团融媒运营团队技术支持。</span></p>
 <p><span style="color: #7e8c8d;">经整理，现分四篇发布以飨读者。此为主讲篇下。上篇讲述了何为卫星互联网、为何此时火起来。（见文末链接）</span></p>
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   主讲通过问答形式展开，图为林宝军与文汇讲堂李念
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 <p><strong>通、导、遥、科功能还会怎样发展？</strong></p>
 <p><strong>文汇讲堂：</strong>对于卫星互联网的用处，通常用 “通、导、遥、科”来概括，请林总为我们梳理一下，未来这几个领域还有什么可以拓展？尤其这几年发通遥一体的卫星特别多？</p>
 <p><strong>*通导遥三结合，在日常生活发挥更大作用</strong></p>
 <p><strong>林宝军：</strong>“通”好理解，就是平时打电话、信息交互。</p>
 <p>“导”，是时间和空间的属性，和我们生活息息相关的85%信息，都与时间和空间有关。以大数据为例，如没有时间和位置属性，这个数据等于乱数据、无用数据。因此，通导结合会非常有用。</p>
 <p>“遥”更好理解，某国森林着火了，如果用遥感卫星，刚着火我就知道了。但是光有遥感卫星还不行，地震等灾难光看到了没有用，多的要16-18个小时才能再回到国内。如果天上有卫星，把数据放到卫星，绕地球一圈传输才几百毫秒，一秒之内就知晓哪里出了怎样的事情，该如何应对。</p>
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   目前通、导、遥的典型应用
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 <p>我看到这个图像在什么地方、什么时候出现的，就是“导”；看到的是“遥”，传输的就是“通”；通、导、遥要合起来，会有很多作用。以后无人机配送、自动驾驶等等，都需要时间和位置属性，比如前车和后车保持多远？一定是通过一个指挥网来控制，跟它联系的过程就是通信的过程。通、导、遥以后会和我们的生活会非常密切。</p>
 <p><strong>*科学卫星探索黑洞、暗物质，为人类离开地球做准备</strong></p>
 <p><strong>文汇讲堂：</strong>遥感卫星能够测到比如地震、泥石流，甚至还可以看污染怎么样，庄稼长得如何，这是怎么实现的？</p>
 <p><strong>林宝军：</strong>遥感卫星分很多种，比如可见光卫星，像相机照一样，但可见光只占频谱的很小一部分。因此就有夜间使用的高光谱卫星，它能把电磁波分成几段，不同物品对不同的谱段敏感度不同。比如红外相机，可以在漆黑的夜里把人和物都看清楚。还有微波遥感，白天、黑天、雨天也可以看得见，甚至可以往地下穿。因为不同的东西有不同光谱，据此可以做农业估产，寻海洋污染物，探某海域鱼量多寡，观测大气碳排放量，这些都属于遥感卫星范围，能看到的东西确实很多。</p>
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   <img class="ait_item_box img_default" style="max-width: 600px; height: auto; display: block; margin: 0 auto;" src="https://image.whb.cn/image/609fd32190454025a838bfcc6ebfa5cc.jpg" alt="" width="1134" height="850" data-id="939298" data-src="https://image.whb.cn/image/609fd32190454025a838bfcc6ebfa5cc.jpg" data-width="1134" data-height="850">
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   遥感卫星做农业估产，寻海洋污染物，探某海域鱼量多寡，观测大气碳排放量，用途广泛 来自网络
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 <p>举个好玩的例子，比如一棵树在这里长着，被砍掉但还在那里竖着。人眼多半看不出来，但用光谱相机一测便知真相。装甲车弄了伪装，光谱仪一探就明了。不管是民用还是保家卫国用，遥感卫星都很有用处。</p>
 <p>“科”，就是科学实验卫星。“悟空号”暗物质卫星是为了探测知道的物质之外的物质，因为90%多的物质是什么我们都不知道。“墨子号”就是量子通讯卫星，目前手机通讯都是通过数字加密手段，量子通信是一种理想的加密手段，理论上来讲破解不开。</p>
 <p>目前我们很快就要打的ET卫星，是要看黑洞活动、瞬变天体、引力波等等。终有一天，我们要离开地球而生活，所以，很多宇宙、天文现象都在通过发射大文卫星进行研究在探索，在中国科学院有专项研究，这些都是科学卫星研究的范畴。</p>
 <p><strong>* 依托三颗高通量卫星的全球网正在福泽“一带一路”沿线</strong></p>
 <p><strong>文汇讲堂：</strong>再向您请教，如果中国的低轨卫星互联网建设非常成功的话，是不是我们的人类命运共同体又有了一个非常扎实的抓手？尤其可以福泽“一带一路”沿线国家？就像您刚才提到的北斗导航，以及5G技术应用等等。</p>
 <p><strong>林宝军：</strong>中国是一个大国，更是一个负责任大国，不能只为自己做事，确实要站在人类高度考虑问题。“一带一路”沿线国家的很多地方，连互联网都没有。这种情况下中国的“星网”建设就可以给这些没有能力的国家提供方便。</p>
 <p>北斗在“一带一路”沿线发挥了很好的作用，很多国家都在用。</p>
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   中星26号，今年2月发射、6月试用，初步建成“全球网” 来自网络
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 <p>全球网，是中国航天科技集团的中国卫通依托中星16号、中星19号、中星26号（2023年2月发射、6月试用）三颗高通量卫星，形成的我国第一张完整覆盖国土全境以及一带一路重点地区的卫星互联网。作为我国首个“走出去”的卫星宽带通信服务系统，“全球网”已成为给“一带一路”沿线用户提供卫星通信服务的基础平台。<span style="color: #236fa1;">（编辑注：11月28日新华社发布消息“祝贺！我国首张网初步建成”即指“全球网”）</span></p>
 <p>依托全球网的“海星通”也在福泽“一带一路”沿线国家，可以实现高速网络服务、语音通话，高清视频监控等等。</p>
 <p>从这点来讲，中国航天人也挺自豪的，我们不但为了自己，也为人类提供着实实在在的更多的中国服务，这是一个负责任大国在全世界应有的作为。</p>
 <p>&nbsp;<strong>上下游产业，还有哪些挑战</strong></p>
 <p><strong>文汇讲堂：</strong>确实！卫星互联网产业链，上游包括卫星和火箭的制造，中游基本是卫星发射、运营管理，下游主要是应用端的应用。如果看上游的话，以您在神舟和北斗卫星的设计经验看，还要应对哪些挑战？</p>
 <p><strong>*创造未来需求最重要：地球飞到月球手机导通功能不变</strong></p>
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   全场听友全神贯注听讲，有听友站立拍摄
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 <p><strong>林宝军：</strong>刚才说卫星互联网，包括北斗、载人航天，涉及到一个大国的综合实力，如果没有微电子技术这样的元器件发展，就没有天上这些卫星的存在。北斗之所以成立，是因为有了像氢原子钟等高精度的原子钟，氢钟已经做到10E-15量级误差，钟差乘光束就是距离，只有这样，才能达到厘米级、毫米级甚至亚毫米级的精度。</p>
 <p>美国限制集成电路技术，也涉及到制造卫星的前端技术。技术的发展能带动整个产业链，元器件、原材料有了，就开始制造卫星上的单机设备，其中涉及到工艺、制造水平。卫星制造之后需要发射，国家队和商业航天都在做。发射之后卫星要运营和管理。最关键的是好用、能用。</p>
 <p>我经常呼吁，在天上的卫星28纳米的芯片都在做了，现在地面芯片甚至还在用360或130纳米的工艺，理由是我已经满足用户指标了呀。我们不但要满足需求，更要创造需求、引领需求。我给团队提了一个要求，拿一个手机，从地球往月球去的整个过程中，手机功能都不能变，随时都可以导航和通讯。借这个机会提一个概念，我觉得是时候提“中国创造，上海创造”了，希望在各个行业里面把“中国创造”这个词发扬光大起来。</p>
 <p><strong>*上海在载人航天等贡献颇多：目前卫星产能一天一颗</strong></p>
 <p><strong>文汇讲堂：</strong>中国科学院微小卫星创新研究院在上海临港，作为上海本地市民，特别想了解特别是上游、中游产业段上，上海有何优势或者挑战？<span style="color: #236fa1;">（编辑注：11月27日，上海市政府发布《上海市促进商业航天发展打造空间信息产业高地行动计划（2023-2025）》）</span></p>
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   市政府发布行动计划（截图）
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 <p><strong>林宝军：</strong>从卫星研发角度来讲，我们单位在上海有多条生产线，一天可以生产一颗卫星。对于长寿命高可靠业务型中轨的北斗卫星，美国GPS一年最多打过6颗，伽利略一年最多也打过6颗，我们81人的团队，实现了一年8颗北斗这种业务星，创造了中国的北斗速度，也是世界的航天奇迹，有时候不能光数数，判断水平高低，和卫星的类型及功能等等也相关。</p>
 <p>微小卫星创新研究院，除了制造北斗导航卫星，也制造 “星网”里的各类通信卫星，科学卫星以我们为主；上海技物所在研制遥感设备等；上海八院在载人航天的推进舱、对接机构等有很大贡献。其他，多媒体通信卫星、碳排放卫星、遥感卫星、几公斤的微纳卫星，都有人在做。</p>
 <p>上海在卫星互联网、遥感、载人航天和北斗上也做了很多出色的工作。</p>
 <p><strong>*成本节省，更多是通过观念改变来推动技术创新</strong></p>
 <p><strong>文汇讲堂：</strong>低轨卫星可以繁荣兴盛，是因为商业化资本渗入降低了成本，您怎么看成本？</p>
 <p><strong>林宝军：</strong>把元器件和材料制造过程的成本节省下来，这是一个方面。另一个方面，我认为应该通过观念创新去推动技术创新。</p>
 <p>做北斗时，我就提出了功能链的理念，就把卫星可靠性、重量、体积和成本大幅度降低。原来一个卫星要24台计算机，但计算机发展了，1台可以代替24台了。原来24个中任何一个计算机挂了，我整个星就挂了。我现在不是用1个，我用3个，重量减到1/8，体积减到1/8，功耗降到1/8，成本降到原来的1/8，但是可靠性提高N倍，这就是效果。</p>
 <p>以前北斗二号大概都是用东三平台，东三平台大概3-5吨重，现在小卫星首发星只有847.6公斤，尽管是小卫星，但实现了大卫星能力。正是因为这些卫星设计理念和观念的变化，再加上技术进步才有了今天的航天热，才有了未来可见的卫星互联网的发展。</p>
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   上海微系统所用集成电路芯片实现了氢钟减重这一目标
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 <p>我还要加一句，创新非常重要，但大家通常做法是画延长线，这种创新很难有大的亮点，我是希望真正地从需求入手，瞄准需求才能真正做到颠覆性创新。</p>
 <p>以减轻重量为例，上海微系统所用集成电路芯片实现了氢钟减重这一目标。现在我们的导航卫星正是由于有了它，从理论上来讲时频精度比美国GPS就可以高一两个量级，时频是导航卫星的制高点，是不是非常重要？非常重要。难不难？有了这个芯片做起来就不那么难了，但从达到的效果看，属于颠覆性创新。</p>
 <p>奔着那个目标去了，几乎是同样的路径，拐一点点，奔着真正需求去，就可以产生大量颠覆性的创新。</p>
 <p><strong>*分享诗作：参观两弹一星基地，星铸苍穹伟业兴</strong></p>
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   文汇讲堂邀请文汇报吴东昆书写了林宝军诗歌，李念现场展示，后作为优秀提问奖赠送
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   杨梓琪（右）和 叶准一 两位同学朗诵林宝军诗歌
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 <p><strong>文汇讲堂：</strong>谢谢！大家都知道林总不仅能设计卫星，还很热爱写诗。这次做客文汇讲堂也和我们分享一首他7月30日写的诗。有请曹杨中学高一的杨梓琪同学和华东师大宝山实验学校初一叶准一同学一起朗诵一下：</p>
 <p><em>青藏三江壮丽景，海外扶余皓月明；寻核战鼓催人醒，魂系华夏勇攀峰。</em></p>
 <p><em>两手擎天铸坚甲，弹爆凝菇举世惊；一腔热血肩国重，星铸苍穹伟业兴。</em></p>
 <p><strong>林宝军：</strong>很高兴第一次公开分享这首诗。去青海两弹一星基地参观时所写，藏头是“青海寻魂 两弹一星”，头两句写的是青海壮丽景色，青藏三江属于青海。海外扶余是一个成语，就是一群与世隔绝的人在那挑灯夜战，在干什么呢？当时美帝说他们有核武器，而中国还没有。第三四句是说这帮人在挑灯夜战，寻求突破。第五六句，凝菇就是核武器爆炸之后形成的蘑菇云，我们也有自己的核武器了，举世震惊。最后两句写了我们一腔热血肩国重，通过卫星报效国家，使国家兴旺发达。&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; <strong>（李念整理）</strong></p>
 <p><strong>文末链接：</strong></p>
 <p><a href="https://m.whb.cn/commonDetail/909433?sign=46452625b0c566af84a447532631b4b5&amp;timestamp=1702196399598" data-forwardtype="6"><strong><span style="color: #236fa1;">林宝军：卫星互联网，中国与世界共同攻克制高点|讲堂163-5①</span></strong></a></p>
 <p><a href="https://m.whb.cn/commonDetail/909453?sign=260337f1be4d756beea0de6d27eebce8&amp;timestamp=1702196464470" data-forwardtype="6"><strong><span style="color: #236fa1;">许浩林宝军：6G时代，卫星互联网与地面网络无缝融合|讲堂163-5②</span></strong></a></p>
 <p><a href="https://m.whb.cn/commonDetail/908661?sign=41e3b64f1ceb2818155aa2d39d06d17e&amp;timestamp=1702196535861" data-forwardtype="6"><strong><span style="color: #236fa1;">轨频道布满卫星会产生太空垃圾吗？卫星互联网十答|讲堂163-5③</span></strong></a></p>
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  文：林宝军&nbsp;李念<br>
   图：现场/周文强摄&nbsp;&nbsp;编辑胡杨<br>
   编辑：李念<br>
   责任编辑：李念
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林宝军：卫星互联网“通导遥科”，未来将增更多场景|讲堂163-5①下

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