【文章內(nèi)容簡介】 電網(wǎng)廣泛使用的還是美國的GPS系統(tǒng)?！皬膰夷茉窗踩蛧窠?jīng)濟(jì)命脈上考量，其實存在很大隱患?！标惡榍湔f。正如時頻專家王義遒先生比喻的“原子鐘比原子彈重要”——原子彈可以摧毀一個城市，但如果原子鐘出了問題，整個國家的電信、金融、電力網(wǎng)絡(luò)，都會出問題。令他對北斗導(dǎo)航系統(tǒng)格外驕傲的，恰恰是北斗在解決授時問題上的突出表現(xiàn)?！艾F(xiàn)在北斗的授時精度和GPS系統(tǒng)是一樣的，但我們用了3億美元，美國人用了120億美元，我們用了8年，美國人用了20年?！? “選擇雙星定位的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，有技術(shù)問題，有成本問題，也有軌道頻率資源協(xié)調(diào)問題。它可能不是目前世界上最好的選擇，但的確是符合中國國情的最佳選擇?！崩钯F琦告訴本刊記者，“兩個系統(tǒng)最終要實現(xiàn)的目標(biāo)是基本一樣的，我們正在布局的北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)，就已經(jīng)解決了從主動導(dǎo)航到被動導(dǎo)航的問題，保密性上提高了一大截?！崩钯F琦告訴本刊，國家為北斗二代系統(tǒng)制定的“5+30”方案，最終目標(biāo)也是要用布在中軌道的30顆衛(wèi)星建立一個像GPS那樣的精確定位系統(tǒng)，但要發(fā)展到這一步，不僅是制造和發(fā)射多少顆衛(wèi)星的問題，還牽涉到地面系統(tǒng)的建設(shè)，天上幾十顆衛(wèi)星的位置跟蹤，太空中攝動問題的解決，整個星座的維護(hù)更替，這都要投入很多成本，解決很多系統(tǒng)性的技術(shù)問題，不可能一蹴而就。否則，俄羅斯GLONASS系統(tǒng)此前因為維護(hù)不善而導(dǎo)致服務(wù)癱瘓的例子，就是前車之鑒。 “現(xiàn)在很多人說，北斗的終端貴，笨重，沒有GPS精度高，但這需要一個過程?！标惡榍鋵Ρ究浾哒f。1984年，他所在的國家授時中心從美國買回一臺GPS接收機(jī)，“，這中間是20多年的時間里全世界的企業(yè)圍繞GPS系統(tǒng)進(jìn)行的一系列應(yīng)用研發(fā)。北斗的后發(fā)優(yōu)勢可以使它超越一些階段，但我們還是要給它成長的時間”。從太空到你的臉：衛(wèi)星影像40年從國家機(jī)密到商業(yè)戰(zhàn)場，再到6億人可以在家中免費游覽真實的地球，衛(wèi)星影像40年的歷史，每一步都在為民眾的時代鋪平著道路?！蜿悤允Q林楠LANDSAT：天空之眼 已經(jīng)年過八旬的尼古拉斯肖特博士仍然清晰地記得他第一次看到地球資源衛(wèi)星拍攝的遙感圖像的場景：“上百個科學(xué)家聚集在控制中心等待著，呈現(xiàn)在我們面前的是一張寶麗萊式的圖像，顯示了位于從明尼蘇達(dá)到得克薩斯一段衛(wèi)星軌道上的地面區(qū)域，但沒有人知道自己具體看到的是哪兒。我們翻出一本地圖冊，但是一開始還是找不到，有人覺得看上去很像達(dá)拉斯北面一帶，但衛(wèi)星圖像上被解譯為水域的黑色形狀和地圖對不上?！焙髞硭麄儼l(fā)現(xiàn)，這本地圖冊是10年前出版的，而這一地區(qū)在10年內(nèi)新建了至少兩處用于貯水的人工湖。幾個小時后，不止一張，幾十幀衛(wèi)星圖像被集中發(fā)回，地理學(xué)家們首先被震撼了。“我之前真是大錯特錯?！毙ぬ夭┦吭陔娫捓锵虮究浾呋貞浲碌穆曇纛濐澪∥。拔彝耆珱]有思想準(zhǔn)備能看到這么高質(zhì)量的地面照片，你可以說我之前對地球資源衛(wèi)星持懷疑論，但是一看到這些圖像，我立刻成了地球資源衛(wèi)星的擁躉。” 第一顆地球資源衛(wèi)星于1972年7月23日由美國航空航天局（NASA）發(fā)射升空，1975年改名為Landsat l號衛(wèi)星。肖特博士既是Landsat項目最早一批參與者之一，也因Landsat改變了自己的職業(yè)道路?！爸拔沂茄芯堪⒉_飛船從月球上取回的巖石樣本的，Landsat升空那會兒，我剛剛開始接觸衛(wèi)星遙感，之后就跟Landsat難解難分，一直干了將近20年才退休?！彼嬖V本刊記者。學(xué)地質(zhì)出身的他第一眼就意識到Landsat圖像在地圖測繪方面的價值?！八鼈兒喼本褪菫榈乩韺W(xué)家而設(shè)的，從地質(zhì)學(xué)觀點來看，簡直太壯觀了，”他談起老本行時不禁滔滔不絕，“你可以清楚地看到河流、山峰、巖石、斷層、植被以及道路、城市。我當(dāng)時對我周圍的人說，如果其余的衛(wèi)星圖像的質(zhì)量都像這樣，那么應(yīng)該有人把這些圖片編輯成一本地圖冊，讓全世界都看看?！? 他說這話時，沒想到自己就是那個編輯者。接下來，他花了5年時間編撰了世界上第一本公開發(fā)行的衛(wèi)星遙感地圖冊——《地球使命：Landsat看世界》。 Landsat 1號發(fā)射升空后，每幀圖像覆蓋地表180公里見方的區(qū)域。而衛(wèi)星每18天（從Landsat4號開始縮短為16天）完成一次對整個地球表面的掃描。后續(xù)數(shù)據(jù)還在源源不斷地涌來，每秒數(shù)據(jù)流量為84兆。據(jù)統(tǒng)計，每個循環(huán)周期內(nèi)衛(wèi)星發(fā)回的掃描圖像的數(shù)據(jù)量大約相當(dāng)于21部大英百科全書。所有這些遙感圖片，經(jīng)過地面校準(zhǔn)和定位，即可變成地圖?！拔覀儚牡厍蛸Y源衛(wèi)星得到的首要發(fā)現(xiàn)就是，我們所有的地圖，無論是地理學(xué)的還是地形學(xué)的，全都過時了。”NASA戈達(dá)德太空飛行中心的研究員保羅勞曼告訴本刊記者。 “我是第一個帶著Landsat圖像去實地比對的人?！毙ぬ夭┦炕貞浀馈０l(fā)射那年的8月，衛(wèi)星碰巧拍下了幾幅沒有云層遮擋的懷俄明州衛(wèi)星圖像，他揣著這幾張打印圖片，在實地花了整整兩天時間進(jìn)行測繪，學(xué)習(xí)讀圖和利用衛(wèi)星圖像定位，“那是一次非常新鮮的體驗”。Landsat 1號衛(wèi)星首次配備多頻譜掃描儀（MSS）作為傳感器，比起之前使用電視攝像機(jī)的氣象衛(wèi)星和海洋衛(wèi)星，從幾百公里軌道往下看的精度一下從近似肉眼分辨力提高到了百米以內(nèi)。在實地勘測中，肖特博士進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，“在既有衛(wèi)星信號80米的分辨率下，由于不同位置的泥土反射光的強(qiáng)度不同，線性地物窄于20米時依然可以在圖像上辨認(rèn)”，加之一系列借助計算機(jī)來提高精度的圖像處理技巧?！癓andsat地圖不僅能顯示地形地貌，而且還能夠顯示地面的性質(zhì)：地塊如何被使用，上面都有什么，哪里濕潤哪里干燥等等?！笨破兆骷宜沟俜一魻栍纱讼蛉藗冎赋?。 地理學(xué)家開始研究如何利用Landsat作為地圖測繪的工具，這一主題成為美國《地理時代》雜志1973年的一期封面故事。1974年秋天，肖特博士在CBS電視臺上向美國公眾普及Landsat衛(wèi)星遙感成像原理。1977年《地球使命：Landsat看世界》一書出版后幾個月內(nèi)銷售一空，印數(shù)追加了一倍，而在接下來的5年內(nèi)，與此書類似的圖冊至少又出版了4本?！癓andsat從質(zhì)的意義上改變了人類測量大自然的能力?！彼沟俜一魻栒f。時任美國航空航天局局長的詹姆斯弗蘭切則評論，Landsat衛(wèi)星“教會我們一種觀看的新方式”。 Landsat：命途多舛 然而，追溯上世紀(jì)60年代，與NASA的阿波羅登月計劃相比，Landsat項目一度差點胎死腹中。一方面，50年代的民用衛(wèi)星遙感圖像的質(zhì)量相當(dāng)落后，發(fā)展衛(wèi)星遙感的科研價值受到質(zhì)疑，許多科學(xué)家認(rèn)為遙感不如航拍。另一方面，更重要的是政治和軍事的考量，地圖中土地的邊界也是國界，地圖測繪與政治脫不開干系。美國國防部和美國國務(wù)院一開始就反對Landsat計劃，前者擔(dān)心國家安全保密問題，而后者則害怕對他國國土不經(jīng)其允許進(jìn)行遙感拍攝會引起不必要的外交糾紛。美國預(yù)算署（后更名為預(yù)算管理辦公室）則拒絕為Landsat撥款。實際上，60年代中期，使用衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行機(jī)密勘探行動已成為美國空間項目的一個發(fā)展重點，但是白宮和五角大樓將這一技術(shù)視為自己的特權(quán)?！八麄儾粌H嚴(yán)禁將軍用衛(wèi)星遙感延伸至民用，還抑制民用在這一領(lǐng)域的自主發(fā)展。”Landsat歷史學(xué)家帕科拉麥克說。 “支持的主要力量之一是美國地質(zhì)調(diào)查局。”肖特博士告訴本刊記者，“Landsat的設(shè)想最先就是由他們提出的。他們需要精度較高的圖像完成地圖測繪。另一支支持力量是美國農(nóng)業(yè)局，他們想借助地球資源衛(wèi)星來研究地表的耕種面積、作物生長、病蟲災(zāi)害預(yù)防等等?！倍谂量评溈丝磥?，最著急的是美國內(nèi)務(wù)部，“他們對衛(wèi)星傳感器功能的要求最少，巴不得趕緊發(fā)一顆上天運作起來，以協(xié)助自己的日常工作”。 在這場拉鋸戰(zhàn)中，誰能爭取到NASA的支持，誰就能離目的更近一步，而NASA當(dāng)時正專注于與蘇聯(lián)進(jìn)行太空競賽，對發(fā)展民用太空項目并不感興趣。1965年，NASA終于答應(yīng)開始研究地球資源衛(wèi)星項目的可行性，卻拖拉了一年無甚進(jìn)展，帕科拉麥克甚至在其著述中懷疑，“NASA也許與國防部或者國家安全委員會簽訂了秘密協(xié)議，故意拖延這一項目的進(jìn)展”。1966年9月，時任美國地質(zhì)調(diào)查局局長的威廉帕科拉做了一個驚人之舉，他聯(lián)合內(nèi)務(wù)部秘書召開一個臨時的新聞發(fā)布會，先斬后奏地宣布NASA已經(jīng)同意與內(nèi)務(wù)部合作，將于1969年發(fā)射一顆滿足內(nèi)務(wù)部自己需求的地球資源觀測衛(wèi)星，預(yù)算僅為2000萬美元。消息立即上了《紐約時報》的頭條，毫無準(zhǔn)備的NASA大吃一驚，緊接著勃然大怒。“第二天一切都爆發(fā)了，白宮準(zhǔn)備追殺他，五角大樓準(zhǔn)備追殺他，國務(wù)院準(zhǔn)備追殺他?！蓖量评钠拮雍髞砘貞浀?。然而，由于公眾對內(nèi)務(wù)部這一計劃的反應(yīng)出乎意料的熱烈，被“綁架”的NASA決定拿回主動權(quán)，自己來主導(dǎo)這一地球資源衛(wèi)星項目。 Landsat項目被趕鴨子上架后．其名分成了一個遺留問題：這到底是一場科學(xué)技術(shù)試驗，還是提供了一種常規(guī)、可靠的民用服務(wù)？若認(rèn)定它是試驗性的，將失去以內(nèi)務(wù)部為首的美國政府行政部門的合作，若認(rèn)定它是常規(guī)運行的，則意味著這一機(jī)密技術(shù)向民用領(lǐng)域的擴(kuò)展，美國國會不愿意為其撥款。這個定位紛爭實際上是之前對峙雙方矛盾的延續(xù)。而到60年代末期，年年耗資巨大的阿波羅登月計劃和久持無解的越南戰(zhàn)爭加劇了美國預(yù)算署對Landsat項目的開支的保守態(tài)度。Landsat正式立項的第二年，預(yù)算署就取消了針對該項目的撥款，次年又把Landsat項目的預(yù)算縮減了3/4，即使到了Landsat發(fā)射前夕，預(yù)算署還在建議取消備份衛(wèi)星的建造。 技術(shù)指標(biāo)方面，支持Landsat的勢力各自為政，主張南轅北轍，而反對Landsat的一方則竭力抑制其技術(shù)進(jìn)步。最后妥協(xié)的結(jié)果是，“1972年建立起來的Landsat衛(wèi)星系統(tǒng)整體來看并沒有進(jìn)行什么意義重大的科技創(chuàng)新，只是一系列已有技術(shù)的新式組合”。肖特博士說，從Landsat 1號衛(wèi)星到1999年發(fā)射的Landsat 7號衛(wèi)星，30年間，“它們成像的精度并沒有與時俱進(jìn)，仍然屬于中精度范疇，你不可能看到地面上非常小的物體，最新的技術(shù)在Landsat衛(wèi)星上的應(yīng)用仍然有限”。 Landsat面臨的真正挑戰(zhàn)最終來自于“冷戰(zhàn)”結(jié)束后國外同一領(lǐng)域的商業(yè)競爭?！吧鲜兰o(jì)90年代初，NASA的一個領(lǐng)導(dǎo)去俄羅斯訪問時，俄羅斯人給他看了一些俄羅斯地面資源衛(wèi)星拍攝的高分辨率圖像，這些圖像正在由俄羅斯向全世界公開售賣。據(jù)俄羅斯人說，圖片的分辨率大概是2米，這個分辨率相當(dāng)高了?！毙ぬ夭┦肯虮究浾呋貞?，“他把圖片帶了回來，NASA把圖片給我，上面照的是俄勒岡。在俄勒岡州立大學(xué)的幫助下，我去到實地，測繪發(fā)現(xiàn)其分辨率的確達(dá)到了2米。這個消息接著傳遞到了NASA總部。從那以后，他們顯然也開始傾向于認(rèn)為，如果這種分辨率的圖片已經(jīng)可以公開在市場上買到的話，軍方也就沒有理由為自己對高分辨率圖片保密的行為辯護(hù)了?！? 另一方面，更強(qiáng)有力的沖擊是以法國Spot Image公司為首的私有化衛(wèi)星遙感圖像公司的興起。“私有衛(wèi)星圖像覆蓋的面積相對較小，但是分辨率很高，這是現(xiàn)有的Landsat衛(wèi)星系統(tǒng)所無法比擬的。”肖特博士說。 從1 Spot Image公司成立于上世紀(jì)80年代，是世界上第一家把衛(wèi)星影像商業(yè)化的公司。它與中科院地球觀測中心的合作機(jī)構(gòu)——北京視寶衛(wèi)星圖像有限公司副總經(jīng)理徐麗萍告訴本刊記者，這其實是法國政府算的一筆政治賬，能在美蘇兩個超級大國激烈競爭的領(lǐng)域占得一席之地?！半m然美蘇的太空發(fā)射技術(shù)、平臺都更強(qiáng)，但在資源衛(wèi)星這一塊，沒人能忘了法國?！毙禧惼颊f。 Spot公司成立之初是一家“紅帽子企業(yè)”，法國宇航局控股41%，負(fù)責(zé)衛(wèi)星的研制發(fā)射，而衛(wèi)星上天后的維護(hù)，對衛(wèi)星影像的后期處理應(yīng)用，則由Spot公司來運營，自負(fù)盈虧。這種商業(yè)模式被后來很多國家仿效。即使是現(xiàn)