来源:中国科协创新战略研究院《创新研究报告》
第24期（总第225期）2018-5-25
编者按：2017年11月，英国对地观测仪器中心（Center for EO Instrumentation，CEOI）代表英国航天局（UK Space Agency，UKSA）发布了《英国地球观测科技战略》（Interim Cyber Security Science & Technology Strategy: Future-Proofing Cyber Security），该战略由英国政府推动实施，总体目标是：在未来10年，英国地球观测航天部门开发的创新型新技术将在英国经济增长、增加就业和社会福利等方面做出重大贡献。该战略将支持英国航天局未来10年在地球观测技术领域的投资决策，以确保英国在重要领域拥有核心技术和创新能力。该报告从战略构建、战略愿景和目标以及战略实施等方面对英国地球观测科技战略进行阐述。本文将对其进行简要介绍。
《英国地球观测科技战略》阐明了英国在欧洲太空局（European Space Agency，ESA）的地球观测计划和与地球观测有关的国家投资决策中的愿景。该战略将作为UKSA在2017—2040年在地球观测领域的战略规划，推动英国地球观测技术战略的实施，并在未来10年支持UKSA在地球观测技术领域的投资决策。这一战略的实施将使英国在国际地球观测项目投资中获得最佳回报。
一、战略构建
1. 战略构建过程
《英国地球观测科技战略》是英国航天部门与英国学术界、产业界共同协商制定，旨在确定英国航天领域需要优先发展的关键技术，并考虑未来的潜在任务和具体实施方案。其总体目标是：合理地利用UKSA的影响力、号召力和国内资金，确保英国从欧洲太空局、欧盟哥白尼(Copernicus)计划中获得最大的利益，帮助英国在增加就业和促进经济增长方面做出重大贡献。图1展示了《英国地球观测科技战略》如何通过对英国地球观测（Earth Observation，EO）技术的现状、外部驱动因素和潜在开发机会的评估来推动战略构建。
图1 《英国地球观测科技战略》的构建流程
2. 英国地球观测技术的发展现状
英国在地球观测空间技术方面全球领先，拥有强大的实力。具体优势有：
（1）当前，由英国设计建造的地球观测仪器已在飞行计划中获得可靠性验证。
（2）在欧洲太空局的任务中，由英国领导的团队在研制地球观测仪器方面不断取得成功。
（3）英国有为实现地球观测仪器出口而制定的重大开发项目。
此外，英国在地球观测基础技术领域拥有世界领先水平。这些技术领域包括被动微波遥感，紫外线/可见光成像和光谱，红外成像、红外辐射，光谱学，雷达技术等。表1是对英国在地球观测主要技术领域以及未来市场发展趋势方面的总结和评估。
表1 英国实力与市场实力对比表
3. 《英国地球观测科技战略》的驱动因素
《英国地球观测科技战略》的主要驱动因素包括以下几点：
（1）确保欧洲太空局/欧盟哥白尼计划的数据和其他的地球观测数据一起，满足英国DEFRA计划（Department of Environment,Food&Rural Affairs）和其他政府部门对地球观测数据的需求。
（2）UKSA正在与空间技术咨询委员会（STAC）协商制定一项全面的空间技术战略。
（3）《英国地球观测科技战略》确定了公众支持空间技术的三个基本功能，即：提高知识基础；满足社会需要；推动商业空间市场的增长，以此推动英国经济增长。
（4）该战略还考虑到了可能会对地球观测产生不良影响的因素，如数据增长（高分辨率、高频、视频、商业集群）、地球观测新技术、数字经济(云计算, 数据密集型地球信息科学)等。
4. 《英国地球观测科技战略》开发方向
将地球观测技术应用于商业、太空、国内和国际任务，是英国证明其相关能力、建立技术空间地位的重要步骤。主要包括商业任务和业务任务两个方面：
商业任务通常由营销数据或增值服务驱动，需要相对成熟和较低的技术成本。商业任务产生于竞争激烈的环境，伴随着巨大的商业风险。虽然有时用于商业任务的仪器需求是可预见的，但由于商业的敏感性，任务往往不会公开。为此，该战略必须对商业需求做出灵敏反应，并随时决定是否需要英国政府的紧急支持。
业务任务是由社会需求驱动的。如，欧盟哥白尼计划和欧洲气象卫星组织执行的任务通常需要多个模型，并有明确的有效载荷。这为仪器供应商和卫星建造商提供了宝贵的商业机会，而且具有更好的长期前景。
这些任务类型的统一技术主题是小型化。英国的研究团队已经证明：小型、低功率仪器也可以具备大仪器的性能。小型化仪器不仅提高了机器应用率，而且允许其在较小的航天器平台上获得使用，从而降低进入太空的成本。
二、《英国地球观测科技战略》愿景和目标
2017年6月，在NCEO-CEOI（国家地球观测中心-地球观测仪器中心）科技会议上，CROI代表UKSA提交了2017—2040年的地球观测领域的愿景和目标。
1. 战略愿景
《英国地球观测科技战略》将以其他部门的技术为基础，科学确定新的地球观测任务概念和社会效益。这将有助于发展英国技术能力和对优先事项的理解力，确定地球观测技术在其他领域(空间和地面，包括安全和防御)的潜在使用，以实现其最大增长。英国未来将成为全球新地球观测技术领域的领先者，这些新技术将为促进经济增长、增加就业和增加社会福利做出重大贡献。2017—2040年，英国关于地球观测的技术和数据方面的愿景如下：①利用欧洲太空局从对欧投资及对欧洲的定位中获得利润；②充分利用UKSA在欧盟哥白尼(Copernicus)计划中的机遇，并保证英国脱欧后依然能够获得最优数据访问权限；③将地球观测作为支撑产业战略、政策和社会需求的基础设施；④促进技术研发、应用等创新和增长；⑤加强技术和教育培训。
未来，地球观测的趋势是利用商业和公共服务(包括气象学和科学)的数据，增加任务处理、数据分析和供应方面的私人和公共投资。
2. 战略目标
《英国地球观测科技战略》的四个主要目标为：
（1）促进经济增长。英国通过发展地球观测技术来提升其在现有的国际竞争格局中的地位，开拓更大的市场，确保国家在国内、国际地球观测领域的重要作用，支持服务行业增长以及其他经济领域技术的发展。
（2）推动创新发展。包括：推动技术的发展；鼓励学术界和工业界之间的知识转移，最大限度地推动创新；开展地平线扫描，以识别颠覆性技术和推广新的使命理念；通过降低成本、体积、质量或功率来提高英国技术的竞争力；通过提高技术准备水平降低实施风险。最终使英国位于地球观测技术发展的前列。
（3）增强英国的科技实力。包括：提升现有的被动微波遥感、紫外/可见光成像和光谱、红外成像，辐射和光谱等领域的优势；培养下一代EO技术人员和技术领导者；增加未来EO技术的实力和深度、促进EO科学家培养和EO应用程序开发，以更好地理解未来EO技术的需求和发展。
（4）获得最大限度的资金支持。包括：确定欧洲太空局和其他机构飞行计划的技术要求，向欧洲太空局阐明英国技术发展的优先事项；促进英国地区ESA的实力、协助推进现场、空中或在轨演示，证明仪器的可行性和科学可信性。
三、《英国地球观测科技战略》实施举措
《英国地球观测科技战略》由UKSA的政策性活动、欧洲太空局方案、技术发展方案和EO仪器中心的相关活动共同构成，主要用于指导英国航天局地球观测技术基金的分配，使英国从中获得最大收益，并为英国的学术机构、商业领域和出口业务领域培养技术团队。该战略还将通过资金和其他行动支持地球观测技术和空间技术的发展，通过技术转移来推动更广泛的技术应用。
目前，地球观测的前景变化非常迅速。商业地球观测集群的发展，旨在为地球表面、人类活动和环境的快速变化提供及时信息。新一代的气象卫星以及哥白尼计划的演变，加大了地球观测数据的应用。这些都是英国发展其地球观测技术能力，利用已有优势实现经济增长和出口最大化的重大机遇。
CEOI年度计划与《英国地球观测科技战略》保持一致。该方案借助横向情报搜集和新兴技术讲习班的方式确认潜在的突破性技术。此外，UKSA和CEOI将与其他英国机构合作，争取“英国研究与创新”机构（UK Research and Innovation，UKRI） 、英国国防科技实验室(Defence Science and Technology Laboratory ，DSTL) 、航天部门、ESA等机构的额外资金，以确保获得所有的潜在投资，充分提升英国的科研能力。该计划将以低成本EO集群发展议程和机会为目标，努力寻求与安全和国防部门的协同，继续通过CEOI技术转让，为非空间应用、工业、环境科学和国防领域的非空间应用开发工具和技术提供机会。
《英国地球观测科技战略》将在英国广泛传播以提高民众意识，并向UKRI和其他机构提供关于英国EO技术能力和产品的信息，向潜在的出口和双边合作CEOI年度计划与地球观测技术战略保持一致，向伙伴宣传英国EO技术。
https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploards/attachment_data/file/663652/UK_EO_Technology_Strategy.pdf
编译：陈海涛 张新玲
《创新研究报告》编辑：曹学伟 张丽琴
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