论我国空间信息网络的构建_李德仁
发挥高分湖北中心职能优势 推进湖北高分遥感产业发展
高分辨率卫星遥感技术的发展不仅关系到国家安全，在经济建设和大众民生方面也具有巨大的应用潜力，具有鲜明的军民融合特色。
近三十年来，我国航天技术已取得巨大进步，卫星平台、载荷、数传、数据处理及应用技术发展已经成熟，已形成资源、气象、海洋、环境、国防系列等构成的对地观测遥感卫星体系。
目前，我国高分遥感数据存在着市场不开放、低水平重复、应用效率低下、军民融合困难等问题，与西方发达国家的卫星遥感技术相比仍有明显质量差距，市场占有率也与西方航天强国存在很大差距。
随着高分辨率对地观测系统国家科技重大专项（以下简称“高分”专项）的启动，我国正式开启了高分辨率遥感卫星技术创新和系统建设的序幕。
“高分”专项不仅是天眼工程、创新工程，更是民生工程。
国防科工局在抓好工程建设的同时积极推广数据应用，分别在2013年和2014年，支持河北、新疆、湖南、黑龙江、河南、陕西、湖北、甘肃、四川、北京等地区建立高分辨率对地观测系统省级数据与应用中心。
通过省级省级企业技术中心。
武汉大学与滨湖电子公司很早就开始了产学研合作，现建有“雷达与无线通信”校企联合实验室。
实验室成立于2009年，已共同开展了多型新体制情报雷达的研究，企业为实验室年均投入100万元。
该方向由武汉大学与滨湖电子公司共同负责建设。
现代社会紧急事件时有发生，地震、火灾、矿山建筑坍塌、劫持绑架、恐怖活动等严重威胁着公共及人身财产安全。
作为一种非接触式近距离遥感手段，穿墙探测雷达在上述领域具有紧迫的应用需求。
穿墙探测是一个新兴的研究领域，可以使用的信息载体有电磁波、超声波、红外和X射线等。
考虑精度、成本和应用环境等要求，目前使用最多的是UWB （超宽带）雷达系统，武汉大学和滨湖电子公司在上述超宽带雷达领域均具有理论与实验积累。
该方向重点协同研究包括超宽带雷达系统设计、连续波穿墙雷达、超宽带成像技术、微弱目标检测与跟踪。
该方向由武汉大学牵头建设，滨湖电子和南湖机械厂共同参与。
三维GIS平台引擎选型报告
三维GIS平台选型报告三维GIS平台作为三维地籍信息系统底层支撑平台，对整个三维地籍项目的建设起着关键性的作用，所以对GIS平台认真进行选型工作非常必要。
一、三维GIS平台选型基本情况1、三维GIS选型分支三维GIS选型主要分为两个分支，第一个分支为国外成熟的GIS平台软件、skyline、GoogleEarth、World Wind、Arcglobe；第二个分支为国内一些较为著名的三维GIS软件：GeoGlobe、CityMaker 、EV-Globe、Uniscopess。
提供“数据-软件-网络-应用”四位一体的三维地理信息服务完整解决方案，具有以下优势。
实现海量三维模型数据的浏览和管理，在全球、城市、街区、室内进行连续、实时和平滑浏览，实现真实感与美感的和谐统一；面向服务的架构，用户可自定义扩展服务，跨网络、跨平台无缝聚合第三方服务；面向网络应用环境，支持数据分布式部署和服务分布式部署，以构建企业级分布式体系结构3D GIS应用。
二、项目的目标和计划按照总体规划、分步实施的思路，从三维地籍信息系统建设需求出发，我们的地籍建设要走“二三维地籍混合管理”的构架，这就决定了我们的三维GIS平台软件要能很好的跟原二维系统平台进行集成同时满足最大化的兼容，同时还要解决原二维系统所无法解决的地籍需求。
1、项目的基本实现目标（1）三维空间数据生产入库模块。
（2）实现二维浏览与二维宗地浏览的无缝衔接。
（3）设计制作三维形式的业务图表。
三、三维GIS平台选型总结（1）三维GIS平台的选型应考虑资源复用，我们的空信平台及其它三维项目均以Skyline为三维平台，平台在内部有良好的使用经验，本项目也可以使用由空信部Skyline发布的三维数据服务，可以尽可能的节省项目开支及加强已有资源的复用。
（2）三维GIS平台作为三维地籍信息系统的底层支撑软件，软件的选型对整个三维地籍系统建设起关键作用，平台软件必须能承载海量数据的处理和浏览效率。
建立互联网+天基信息实施服务系统——李德仁院士谈航天与互联网+的融合
建立互联网+天基信息实施服务系统——李德仁院士谈航天与互联网+的融合+在考虑卫星定位技术应用的时候，人们往往讨论导航、定位、授时（PNT）的概念，但是在互联网+的时代中，如何考虑传统航天与互联网的大融合大集成？在最近举行的第四届中国卫星导航与位置服务年会上，中国科学院院士、中国工程院院士、武汉大学遥感信息工程学院教授李德仁院士发表了具有前瞻性的主旨演讲，不但让人们进一步认识到航天技术的能力与潜力，也站在更高的高度，提出了航天如何主动拥抱互联网+，以改变传统的航天服务模式这个话题。
他提到：航天与互 联网的大融合大集成，需要引入遥感（RS）和通信（Communication），成为PNTRC。
而能否构建一种互联网+PNTRC信息的实时服务，关系到建设我国军民深度融合的天基信息实时服务系统的成败。
一、互联网+天基信息实时服务系统的背景互联网金融、互联网在线影院、互联网导航定位服务、在线房产、在线医疗、在线旅游等概念接连出现。
那么，航天和互联网怎么加在一起？互联网+的概念是2015年两会期间，腾讯创始人马化腾提出的议案。
互联网+是基于互联网、云计算、大数据提出的，要实现互联网和传统行业的深度融合，创造一个新的经济发展的模式、一个发展经济的生态。
我们已经看到，互联网+已经推动了很多行业的发展，淘宝网、阿里巴巴就取得了很大经济效益，为国家和社会做出了贡献。
互联网金融、互联网在线影院、互联网导航定位服务、在线房产、在线医疗、在线旅游等概念接连出现。
那么，航天和互联网怎么加在一起？在2015年的两会上，李克强总理已经提出，要搞互联网+的行动计划。
7月4日，国务院批发了《关于积极推动互联网+的行动的指导意见》。
其中有两点直接涉及航天：增强北斗卫星全球服务能力，构建天地一体化的互联网络；充分利用多维地理信息系统、智慧地图等技术,构建资源环境承载能力立体监控系统。
7月27日，李克强总理主持了一个国家科技战略座谈会，也就是中科院学部成立60周年活动。
西南交通大学2019年952测绘学真题与参考答案
西南交通大学2019年全日制硕士研究生招生考试入学试题试题代码:952试题名称:测绘学一、简答题（10*8=80分）1、何为卫星大地测量学?卫星大地测量学的主要内容及技术特点是什么?卫星大地测量学是利用人造卫星进行精确测量，研究利用这些观测数据解决大地测量学问题的科学。
是现代大地测量学的重要组成部分。
主要内容是:建立和维持全球性和区域性大地测量系统与大地测量框架;快速精确测定全球、区域或局部空间点的三维位置和相互位置关系;利用地面站观测数据确定卫星轨道;探测地球重力场及其时间变化，测定地球潮汐;监测和研究地球动力学(地球自转、极移、全球变化及其他全球和区域地球动力学问题) ;监测和研究电离层、对流层、海洋环流，海平面变化、冰川、冰原的时变。
技术特点:卫星大地测量技术从观测目标可分为以下三种类型:卫星地面跟踪观测;卫星对地观测;卫星对卫星观测。
从卫星大地测量学的性质来分，卫星大地测量可分为几何方法和动力方法。
首先，卫星可作为一-些高空目标，被看成是在大范围内或整个三维网中的坐标框架点。
从不同的地面站上观测卫星或接收卫星的定位信号，利用空间交会法就可确定卫星的位置或地面站的位置，卫星方法的主要优点是它能跨越远距离，可建立地面目标之间长距离的大地测量连接，实现地球框架的长距离尺度和方为控制。
其次，卫星又可看成地球重力场的探测器或传感器。
通过对地球引力场作用下的卫星或相互之间进行跟踪，可以反求地球引力场和其他动力学参数。
利用卫星观测技术确定卫星轨道和精化地面站的坐标是相互作用的，即在利用卫星大地测量方法进行卫星定轨的同时，可精化地面站的地心坐标，还可解算地球引力场、地球自转参数(地球自转、极移)以及相关的动力学参数。
2、在测量平差模型中何为函数模型，何为随机模型，何为模型误差?函数模型:描述观测量与待求未知量间的数学函数关系的模型。
随机模型:描述评查问题中的随机量(观测量)及其相互间统计相关性质的模型模型误差:由于观测量与被观测量之间的数学物理关系经常是不确定的，所建函数模型和随机模型与客观实际总会存在某种差异，这种差异成为模型误差。
论军民深度融合的通导遥一体化空天信息实时智能服务系统
【中国论坛】China Forum建设天基信息实时服务系统的重大意义习总书记指示我们：“必须推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展。
”我们应该抓应用促发展，按照“体现国家意志，实现国家使命，代表国家水平”的定位，产出一批原创性、战略性、集成性成果，将我国从航天大国发展为航天强国。
建设天基信息实时服务系统P N T R C（定位、导航、授时、遥感、通信），通过天基卫星一星多用、多星组网，实现天地网络的多网融合，实现智能的信息服务。
这既是我国抢占国际竞争战略制高点的重大机遇，也是我国航天事业做大做强，推进大众化应用的迫切需求。
建设天基信息实时服务系统（P N T R C）是保障我国战略安全的必要举措。
当今，国家边疆的概念在战略上已经延伸到远海、深空，国家领土、领海和领空的安全需要全球实时天基信息的支持。
我国要保证战略安全，首先必须掌握战略制高点，即制信息权。
兰德报告披露，美国已具备2小时内完成全球打击的能力，并扬言到2020年将提升到从发现到消灭只用10秒钟的水平。
这样的安全形势迫切需要我国建设完善全球实时天基智能信息系统。
建设天基信息实时服务系统（P N T R C）是保障我国海洋权益的战略选择。
我国南海广大海域连续监视能力论军民深度融合的通导遥一体化空天信息实时智能服务系统文 李德仁通导遥一体化天基信息实时服务系统推动空间信息从现在的专业应用走向军民应用和大众服务专家简介：李德仁，中国科学院院士，中国工程院院士，国际欧亚科学院院士，摄影测量与遥感学家，武汉大学遥感信息工程学院教授，武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室主任，中国矿业大学环境与测绘学院院长。
长期从事遥感、全球卫星定位和地理信息系统为代表的地球空间信息学的教学与研究，在地球空间信息学的理论创新、集成创新和协同创新方面取得了杰出成就，为我国成为世界本领域三强之一做出了重大贡献。
弱，海洋权益受到挑战。
我国拥有300万平方公里的海洋专属经济区，其中约50%属争议区域或重叠区域，由于海岸布站检测距离受限、海洋无法布站等原因，致使通信检测难以覆盖，亟须全球实时天基智能信息系统的天基信息支持。
地理信息系统专业考研_GIS专业考研_名词解释大全
地理信息系统专业考研 GIS专业考研名词解释大全空间实体和空间目标（武大04）分类码和识别码（武大04）一般聚类法和统计聚类法（武大04）GPS（南大95、中科院03、北大98）分配结构模型（中科院03）地理位置（中科院04）弧段（中科院04）sql查询（华东师03）可视性分析（华东师03）空间分析函数（5×4）（北大98）空间对象（实体）（北大00、北大01）层次数据库模型（北大00）地理空间中栅格表达方法（北大01）DEM分辨率（西北01）窗坐标索引（武大06）多边形统计叠置分析（武大06）点密度法表示专题地图与独立值法表示专题地图（华东师06）XML（南师04）SIG （南师04）时空数据库（河海05）地理数据可视化（华东师05）NVDI（华东师05）数据采集（华东师01）ARC/INFO（华东师01）数字插值与拟合（南大96、南大98、南大00、南大01）多边形边界和多边形区域（南大01）部件对象模型（南大01）关系数据库（南大06）WebGIS是Internet和WWW技术应用于GIS开发的产物，是实现GIS互操作的一条最佳解决途径。
从Intemet的任意节点，用户都可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图、进行各种空间信息检索和空间分析。
是在INTERNET信息发布、数据共享、交流协作基础之上实现GIS的在线查询和业务处理等功能。
（1999、2001、2002）OpenGIS即开放式地理信息系统(Open Geodata Interoperation Specification，开放的地理数据互操作规范)，是指在计算机和通信环境下，根据行业标准和接口（Interface)所建立起来的地理信息系统，是为了使不同的地理信息系统软件之间具有良好的互操作性，以及在异构分布数据库中实现信息共享的途径。
（陈述彭）(1998、1999、2001)嵌入式GIS是指地理信息系统在嵌入式设备如PoketPC,PDA上的应用，是指运行于运行在嵌入式计算机系统中的地理信息技术，“典型的嵌入式GIS应用由嵌入式硬件系统、嵌入式操作系统和嵌入式GIS软件组成”。
从数字地球到智慧地球
从数字地球到智慧地球从数字地球到智慧地球李德仁龚健雅邵振峰*摘要：本⽂分析了数字地球的发展及其取得的成就，探讨了伴随着IT技术、通信技术和传感器技术的发展⽽出现的传感器⽹络和物联⽹这⼀新的基础设施，设计了基于全IP架构的物联⽹的平台框架和典型应⽤，并展望了从数字地球发展到智慧地球的趋势和美好前景。
关键词：数字地球传感器⽹络物联⽹智慧地球数据服务功能服务⼀数字地球及其取得的成就前美国副总统阿尔·⼽尔在1998年提出数字地球时，为我们勾勒出⼀个诱⼈的虚拟地球景象，使真实地球作为⼀个虚拟地球进⼊了互联⽹，使普通⽼百姓，甚⾄⼀个⼩孩⼦都能⽅便地运⽤⼀定的科学⼿段了解⾃⼰所想了解的有关地球的现状和历史，既能获得⾃然⽅⾯的信息，如地形、地貌、地质构造、⼭脉河流、矿藏分布、⽓候⽓象等，也能获得⼈⽂⽅⾯的信息，如经济、⽂化、⾦融、⼈⼝、交通、风⼟⼈情等，真可谓“全部地球尽收眼底”。
这个虚拟的数字地球以空间位置为关联点整合相关资源(以地理信息系统和虚拟现实技术集成各类数据资源)，实现了“秀才不出门，能知天下事”（See everything on Web）。
*李德仁，中国科学院院⼠，中国⼯程院院⼠，国际欧亚科学院院⼠，武汉⼤学教授、博⼠⽣导师，主要从事以遥感(RS)、全球卫星定位系统(GNSS)和地理信息系统(GIS)及其集成为代表的空间信息科学的科研和教学⼯作。
龚健雅，博⼠，武汉⼤学教授，博⼠⽣导师，测绘遥感信息⼯程国家重点实验室主任。
邵振峰，博⼠，武汉⼤学测绘遥感信息⼯程国家重点实验室3S集成研究室。
图1真实地球和数字地球的关系数字地球是⼀个⽆缝的覆盖全球的地球信息模型，把分散在地球各地的从各种不同渠道获取到的信息，按地球的地理坐标组织起来，既能体现出地球上各种信息（⾃然的、⼈⽂的、社会的）的内在有机联系，⼜便于按地理坐标进⾏检索和利⽤。
数字地球是信息化的地球，它包括全部地球资料的数字化、⽹络化、智能化和可视化的过程在内]8[。
论广义空间信息网格和狭义空间信息网格
论广义空间信息网格和狭义空间信息网格李德仁武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室（武汉市珞瑜路129号，430079）email: drli@（文章刊载于--遥感学报，第9卷，第5期，2005年9月，pp513-519.）本文从近年来兴起的网格（Grid）技术和信息网格（information Grid）出发，研究地球空间信息（Geo-spatial information）领域中如何在网格环境下实现从数据到信息再到知识的升华以及基于网格的空间信息服务。
作者提出广义空间信息网格和狭义空间信息网格两个层次的概念。
广义空间信息网格指的是在网格技术支撑下空间数据获取、更新、传输、存储、处理、分析、信息提取、知识发现到应用的新一代空间信息系统。
狭义空间信息网格则指在网格计算环境下新一代地理信息系统，是广义空间信息网格的一个组成部分。
文中试图给出这两个层次的空间信息网格的定义、任务及其组成。
并对需要解决的关键问题进行一些初步的探讨。
关键词：网格技术；信息网格；广义空间信息网格；狭义空间信息网格；智能传感器网格。
一、网格技术——Internet的第三次浪潮网格（grid）是近年来逐渐兴起的一个研究领域。
网格技术将各种信息资源（内容）连接起来，比现有网络更有效地利用信息资源[1、2]。
对网格的研究工作分为三个层次：计算网格、信息网格和知识网格[3]。
计算网格是网格的系统层，它为应用层（信息网格、知识网格等）提供系统基础设施。
信息网格研制一体化的智能信息处理平台，消除信息孤岛，使得用户能方便地发布、处理和获取信息。
知识网格研制一体化的智能知识处理平台，消除知识孤岛，使得用户能方便地发布、处理和获取知识。
目前网格技术研究工作主要涉及网格计算、信息网格和网格服务等方面。
网格计算（grid computing）通过网络连接地理上分布的各类计算机（包括机群）、数据库、各类设备等，形成对用户相对透明的虚拟的高性能计算环境，它的应用包括分布式计算、高吞吐量计算、协同工程和数据查询等。
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图１ ＳＣａＮ 结构示意图 Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＳＣａＮ
第 ４０ 卷 第 ６ 期
李 德 仁 等 ：论 我 国 空 间 信 息 网 络 的 构 建
７１３
的 规 划 ，其 中 设 计 了 天 地 一 体 化 网 络 的 构 架 ，包 含 构架 的 组 成、接 口、网 络 层 次 模 型 等 内 容；２００６ 年，ＮＡＳＡ 的 空 间 通 信 体 系 工 作 组 （ｓｐａｃｅ ｃｏｍ－ ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｇｒｏｕｐ， ＳＣＡＷＧ）给出了２００５～２０３０年 ＮＡＳＡ 空间通信 与导航体系 结 构 及 相 关 ６ 大 关 键 技 术 领 域 的 建 议［１１］，以指导未来的空间通 信 与 导 航 能 力 及 技 术 的 发 展 建 设 ，满 足 未 来 各 种 航 天 任 务 的 需 要 。 ２．２ 国 内 研 究 现 状
９７３ 计 划 、８６３ 计 划 开 展 了 相 关 基 础 理 论 和 关 键 技 术先期研究。２０１３年，国家 自 然 科 学 基 金 委 正 式 启动了空间信息网络基础理论与关键技术重大研 究计划，拉开了系 统 开 展 空 间 信 息 网 络 基 础 理 论 研究的序幕。
２００２年，罗雪 山 等 对 空 地 一 体 化 信 息 支 持 系 统 进 行 了 概 念 研 究［１２］，提 出 构 建 集 成 空 间 传 感 器 、 网络基础设施和用户终端的集成系统的设想；２００５ 年，李德仁等从对地观测信息应用角度出发，提 出 构 建 智 能 对 地 观 测 系 统［１］（见 图 ２），指 出 多 平 台 协 同 是 未 来 对 地 观 测 系 统 的 发 展 趋 势 ；２００６ 年 ，沈 荣 骏 提 出 了 我 国 的 天 地 一 体 化 航 天 互 联 网 构 想 ，论 述 了 我 国 空 天 一 体 化 互 联 网 的 体 系 构 架［３］，为 我 国 空 间 信 息 网 络 建 设 提 供 了 参 考 ；２０１２ 年 ，李 德 仁 提 出 以提供快速 、精 确 和 实 时 的 空 间 信 息 服 务 为 目 标 ， 开展对天空地一体化对地观测网络理论与技术的 研究［２］科学版
２０１５ 年 ６ 月
２）结 构 复 杂，技 术 难 度 大。 由 于 时 空 跨 度 大，信 息 维 度 高，空 间 信 息 网 络 面 临 海 量 数 据 传 输、信 息 实 时 处 理 等 难 题，特 别 是 在 资 源 受 限、时 空约束条件下，空 间 信 息 网 络 的 负 载 能 力 与 可 靠 性成为突出的瓶颈问题。
摘 要 ：空 间 信 息 网 络 是 以 空 间 平 台 （如 同 步 卫 星 或 中 、低 轨 道 卫 星 、平 流 层 气 球 和 有 人 或 无 人 驾 驶 飞 机 等 ）为 载体，实时获取、传输和处理空间信息的网络系统。空间 信 息 网 络 通 过 组 网 互 联 ，实 时 采 集、传 输 和 处 理 海 量 数 据 ，实 现 卫 星 遥 感 、卫 星 导 航 和 卫 星 通 信 的 一 体 化 集 成 应 用 与 协 同 服 务 。 介 绍 了 空 间 信 息 网 络 的 基 本 概 念 ， 分析了空间信息网络的主要功能和特点；在总结相关领域 的 国 内 外 研 究 进 展 的 基 础 上 ，论 述 了 我 国 构 建 空 间 信 息 网 络 的 重 大 意 义 ，并 对 我 国 空 间 信 息 网 络 的 研 究 目 标 和 科 学 问 题 进 行 了 论 述 。 关 键 词 ：空 间 信 息 网 络 ；卫 星 组 网 ；信 息 传 输 ；协 同 观 测 ；在 轨 处 理 中 图 法 分 类 号 ：Ｐ２０８ 文 献 标 志 码 ：Ａ
第４０卷 第６期 ２０１５ 年 ６ 月
武汉大学学报·信息科学版 Ｇｅｏｍａｔｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｏｆ Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．６ Ｊｕｎｅ ２０１５
ＤＯＩ：１０．１３２０３／ｊ．ｗｈｕｇｉｓ２０１５００２１
文 章 编 号 ：１６７１－８８６０（２０１５）０６－０７１１－０５
２ 空间信息网络的发展现状
２．１ 国 外 研 究 现 状 空间信息网络将极大地拓展科学研究的空间
和时间尺度，世界各国充分认识到空间信息网络在 国际竞争和国民经济发展中的重要作用，空间信息 网络的相关理论和技术研究取得了长足的发展。
围绕空间信息 网 络，西 方 国 家 相 继 实 施 了 一 系列研 究 计 划。１９９６ 年，美 国 ＮＡＳＡ 将 其 主 要 卫星测控通信网合并，建立了 ＮＡＳＡ 综合业务网
１）一星多用，兼顾其他。空间信息网络通 过 通信、遥 感、导 航 等 载 荷 与 平 台 高 效 集 成，进 行 协 同 观 测 、在 轨 处 理 和 一 体 化 组 网 传 输 ，实 现 空 天 资 源按需配置和灵性服务。
收 稿 日 期 ：２０１５－０１－２０ 项目来源：国家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （９１４３８２０３）；中 国 博 士 后 科 学 基 金 资 助 项 目 （２０１４Ｍ５６２００６）；武 汉 大 学 自 主 科 研 资 助 项 目
随着我国 对 空 间 资 源 开 发 和 利 用 的 不 断 深 入，空间信息 网 络 的 相 关 研 究 受 到 高 度 关 注。 我 国自“九五”提出 了 天 基 综 合 信 息 网，在 “十 一 五” 期间提出了空间 信 息 网 络 的 概 念，并 逐 步 启 动 了 相关领域的基 础 理 论 和 关 键 技 术 研 究。《国 家 科 技中长期发展规划》中 将 空 天 技 术 与 下 一 代 信 息 网络关键技术与 服 务、传 感 器 网 络 及 智 能 信 息 处 理等作为信息领域的重要发展方向。科技部通过
（２０４２０１４ｋｆ００５９）。 第一作者：李德仁，博士，教授，博士生导师，中国科学院院士，中国 工 程 院 院 士，国 际 欧 亚 科 学 院 院 士，主 要 从 事 以 ＲＳ、ＧＰＳ 和 ＧＩＳ 为 代
表 的 空 间 信 息 科 学 的 科 研 教 学 工 作 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｒｌｉ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 通 讯 作 者 ：沈 欣 ，博 士 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉｎｓｈｅｎ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
论我国空间信息网络的构建
李 德 仁１，２ 沈 欣１，２，３ 龚 健 雅１，２ 张 军２，４ 陆 建 华２，５
１ 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，湖北 武汉，４３００７９ ２ 地球空间信息技术协同创新中心，湖北 武汉，４３００７９ ３ 武汉大学资源与环境科学学院，湖北 武汉，４３００７９ ４ 北 京 航 空 航 天 大 学 电 子 信 息 工 程 学 院 ，北 京 ，１００１９１ ５ 清 华 大 学 电 子 工 程 系 ，北 京 ，１０００８４
上 百 颗 卫 星 、上 万 架 有 人 、无 人 飞 机 运 行 在 地 球 上 空 ，如 何 最 大 效 率 地 发 挥 它 们 的 作 用 ，支 持 人 类 社 会 可 持 续 发 展，是 一 个 尚 待 解 决 的 新 命 题。 空 间 信 息 网 络 是 以 空 间 平 台 （如 同 步 卫 星 或 中 、低 轨 道 卫 星 、平 流 层 气 球 和 有 人 或 无 人 驾 驶 飞 机 等 ） 为 载 体 ，实 时 获 取 、传 输 和 处 理 空 间 信 息 的 网 络 系 统 。 空 间 信 息 网 络 通 过 组 网 互 联 ，实 时 采 集 、传 输 和 处 理 海 量 数 据 ，实 现 卫 星 遥 感 、卫 星 导 航 和 卫 星 通信的一体化集成应用与协同服务。
构建空间信息 网 络，不 仅 需 要 提 高 空 间 设 施 的 数 据 获 取 能 力［１，２］，提 升 高 动 态 条 件 下 网 络 节 点 的 通 信 能 力 ，扩 大 服 务 范 围 ，还 需 研 究 和 建 立 一 套 性 能 良 好 、安 全 可 靠 、可 灵 活 重 构 、开 放 互 联 、支 持互操作的新型 信 息 网 络 系 统，以 实 现 信 息 资 源 的综合利用 和 统 一 管 理 。 ［３，４］ 智 慧 地 球 时 代 的 物 联 网 ［５］应 当 从 地 面 向 空 间 扩 展 。
１ 空间信息网络的功能与特点
１．１ 空 间 信 息 网 络 的 功 能 通 过 天 基 、空 基 和 地 基 网 络 的 互 联 互 通 ，空 间
信 息 网 络 具 有 信 息 获 取 、处 理 、分 发 的 一 体 化 服 务 能 力 ，可 实 现 信 息 的 高 效 智 能 服 务 。
１）遥 感 与 导 航 数 据 快 速 获 取 与 处 理 服 务。 通过多平台协同 观 测、星 地 协 同 处 理 和 星 地 快 速 传输，实 现 全 天 时、全 天 候、近 实 时 获 取、处 理 遥 感 、导 航 等 多 种 数 据 ，将 信 息 及 时 推 送 给 用 户 。
（ＮＡＳＡ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｎｅｔｗｏｒｋ，ＮＩＳＮ）［４］； １９９８年，ＮＡＳＡ 的ＪＰＬ 实验室启动了星际互联网 （ｉｎｔｅｒｐｌａｎｅｔａｒｙ ｎｅｔｗｏｒｋ，ＩＰＮ）项 目［６］，旨 在 为 深 空 探 测 任 务 提 供 通 信 、导 航 服 务 ，目 前 该 项 目 已 完 成相关体系机构 和 协 议 的 制 定，正 在 推 进 仿 真 验 证工作；２０００ 年，ＪＰＬ 开 展 了 下 一 代 空 间 互 联 网 （ｎｅｘｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｐａｃｅ ｉｎｔｅｒｎｅｔ，ＮＧＳＩ）的 项 目［３］，研究 利 用 通 用 通 信 协 议 （ＩＰ 协 议、ＣＣＳＤＳ （ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ ｃｏｍｍｕｎｉｔｔｅｅ ｆｏｒ ｓｐａｃｅ ｄａｔａ ｓｙｓ－ ｔｅｍ）建 议 ）实 现 对 地 观 测 卫 星 与 地 面 网 络 的 互 联；２００２年，美国国防部、ＮＡＳＡ 等共同启动了转 型 通 信 研 究 （ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｒ－ ｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＴＣＡ）［７］，旨 在 改 进 其 全 球 军 事 卫 星 通信体系结构，实现空 天 宽 带 数 据 传 输；２００６ 年， ＮＡＳＡ 将空间 通 信 活 动 划 归 空 间 通 信 与 导 航 网 络 （ｓｐａｃｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ， ＳＣａＮ）［８］ 管 理 （如 图 １ 所 示，见 ｈｔｔｐ：／／ｓｐａｃｅ－ ｆｌｉｇｈｔｓｙｓｔｅｍｓ．ｇｒｃ．ｎａｓａ．ｇｏｖ／ｓｏｐｏ／ｓｃｏ／ＳＣａＮ－ Ｔｅｓｔｂｅｄ／Ｐａｙｌｏａｄ／Ｄｅｓｉｇｎ／），整 合 原 有 的 天 基 网 络 、近 地 网 络 和 深 空 网 络 的 通 信 与 导 航 任 务 ；２００７ 年，美国国 防 部 又 将 太 空 互 联 网 路 由 器 （ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎ ｓｐａｃｅ，ＩＲＩＳ）计 划 列 ［９］ 入 财 政 预 算，研 究通过高轨通信卫星携带的路由器缩短卫星通信 时延。