來源:中國科協創新戰略研究院《創新研究報告》
第24期（總第225期）2018-5-25
編者按：2017年11月，英國對地觀測儀器中心（Center for EO Instrumentation，CEOI）代表英國航天局（UK Space Agency，UKSA）發佈了《英國地球觀測科技戰略》（Interim Cyber Security Science & Technology Strategy: Future-Proofing Cyber Security），該戰略由英國政府推動實施，總體目標是：在未來10年，英國地球觀測航天部門開發的創新型新技術將在英國經濟增長、增加就業和社會福利等方面做出重大貢獻。該戰略將支持英國航天局未來10年在地球觀測技術領域的投資決策，以確保英國在重要領域擁有核心技術和創新能力。該報告從戰略構建、戰略願景和目標以及戰略實施等方面對英國地球觀測科技戰略進行闡述。本文將對其進行簡要介紹。
《英國地球觀測科技戰略》闡明瞭英國在歐洲太空局（European Space Agency，ESA）的地球觀測計劃和與地球觀測有關的國家投資決策中的願景。該戰略將作為UKSA在2017—2040年在地球觀測領域的戰略規劃，推動英國地球觀測技術戰略的實施，並在未來10年支持UKSA在地球觀測技術領域的投資決策。這一戰略的實施將使英國在國際地球觀測項目投資中獲得最佳回報。
一、戰略構建
1. 戰略構建過程
《英國地球觀測科技戰略》是英國航天部門與英國學術界、產業界共同協商制定，旨在確定英國航天領域需要優先發展的關鍵技術，並考慮未來的潛在任務和具體實施方案。其總體目標是：合理地利用UKSA的影響力、號召力和國內資金，確保英國從歐洲太空局、歐盟哥白尼(Copernicus)計劃中獲得最大的利益，幫助英國在增加就業和促進經濟增長方面做出重大貢獻。圖1展示了《英國地球觀測科技戰略》如何通過對英國地球觀測（Earth Observation，EO）技術的現狀、外部驅動因素和潛在開發機會的評估來推動戰略構建。
圖1 《英國地球觀測科技戰略》的構建流程
2. 英國地球觀測技術的發展現狀
英國在地球觀測空間技術方面全球領先，擁有強大的實力。具體優勢有：
（1）當前，由英國設計建造的地球觀測儀器已在飛行計劃中獲得可靠性驗證。
（2）在歐洲太空局的任務中，由英國領導的團隊在研製地球觀測儀器方面不斷取得成功。
（3）英國有為實現地球觀測儀器出口而制定的重大開發項目。
此外，英國在地球觀測基礎技術領域擁有世界領先水平。這些技術領域包括被動微波遙感，紫外線/可見光成像和光譜，紅外成像、紅外輻射，光譜學，雷達技術等。表1是對英國在地球觀測主要技術領域以及未來市場發展趨勢方面的總結和評估。
表1 英國實力與市場實力對比表
3. 《英國地球觀測科技戰略》的驅動因素
《英國地球觀測科技戰略》的主要驅動因素包括以下幾點：
（1）確保歐洲太空局/歐盟哥白尼計劃的數據和其他的地球觀測數據一起，滿足英國DEFRA計劃（Department of Environment,Food&Rural Affairs）和其他政府部門對地球觀測數據的需求。
（2）UKSA正在與空間技術諮詢委員會（STAC）協商制定一項全面的空間技術戰略。
（3）《英國地球觀測科技戰略》確定了公眾支持空間技術的三個基本功能，即：提高知識基礎；滿足社會需要；推動商業空間市場的增長，以此推動英國經濟增長。
（4）該戰略還考慮到了可能會對地球觀測產生不良影響的因素，如數據增長（高分辨率、高頻、視頻、商業集群）、地球觀測新技術、數字經濟(雲計算, 數據密集型地球信息科學)等。
4. 《英國地球觀測科技戰略》開發方向
將地球觀測技術應用於商業、太空、國內和國際任務，是英國證明其相關能力、建立技術空間地位的重要步驟。主要包括商業任務和業務任務兩個方面：
商業任務通常由營銷數據或增值服務驅動，需要相對成熟和較低的技術成本。商業任務產生於競爭激烈的環境，伴隨著巨大的商業風險。雖然有時用於商業任務的儀器需求是可預見的，但由於商業的敏感性，任務往往不會公開。為此，該戰略必須對商業需求做出靈敏反應，並隨時決定是否需要英國政府的緊急支持。
業務任務是由社會需求驅動的。如，歐盟哥白尼計劃和歐洲氣象衛星組織執行的任務通常需要多個模型，並有明確的有效載荷。這為儀器供應商和衛星建造商提供了寶貴的商業機會，而且具有更好的長期前景。
這些任務類型的統一技術主題是小型化。英國的研究團隊已經證明：小型、低功率儀器也可以具備大儀器的性能。小型化儀器不僅提高了機器應用率，而且允許其在較小的航天器平臺上獲得使用，從而降低進入太空的成本。
二、《英國地球觀測科技戰略》願景和目標
2017年6月，在NCEO-CEOI（國家地球觀測中心-地球觀測儀器中心）科技會議上，CROI代表UKSA提交了2017—2040年的地球觀測領域的願景和目標。
1. 戰略願景
《英國地球觀測科技戰略》將以其他部門的技術為基礎，科學確定新的地球觀測任務概念和社會效益。這將有助於發展英國技術能力和對優先事項的理解力，確定地球觀測技術在其他領域(空間和地面，包括安全和防禦)的潛在使用，以實現其最大增長。英國未來將成為全球新地球觀測技術領域的領先者，這些新技術將為促進經濟增長、增加就業和增加社會福利做出重大貢獻。2017—2040年，英國關於地球觀測的技術和數據方面的願景如下：①利用歐洲太空局從對歐投資及對歐洲的定位中獲得利潤；②充分利用UKSA在歐盟哥白尼(Copernicus)計劃中的機遇，並保證英國脫歐後依然能夠獲得最優數據訪問權限；③將地球觀測作為支撐產業戰略、政策和社會需求的基礎設施；④促進技術研發、應用等創新和增長；⑤加強技術和教育培訓。
未來，地球觀測的趨勢是利用商業和公共服務(包括氣象學和科學)的數據，增加任務處理、數據分析和供應方面的私人和公共投資。
2. 戰略目標
《英國地球觀測科技戰略》的四個主要目標為：
（1）促進經濟增長。英國通過發展地球觀測技術來提升其在現有的國際競爭格局中的地位，開拓更大的市場，確保國家在國內、國際地球觀測領域的重要作用，支持服務行業增長以及其他經濟領域技術的發展。
（2）推動創新發展。包括：推動技術的發展；鼓勵學術界和工業界之間的知識轉移，最大限度地推動創新；開展地平線掃描，以識別顛覆性技術和推廣新的使命理念；通過降低成本、體積、質量或功率來提高英國技術的競爭力；通過提高技術準備水平降低實施風險。最終使英國位於地球觀測技術發展的前列。
（3）增強英國的科技實力。包括：提升現有的被動微波遙感、紫外/可見光成像和光譜、紅外成像，輻射和光譜等領域的優勢；培養下一代EO技術人員和技術領導者；增加未來EO技術的實力和深度、促進EO科學家培養和EO應用程序開發，以更好地理解未來EO技術的需求和發展。
（4）獲得最大限度的資金支持。包括：確定歐洲太空局和其他機構飛行計劃的技術要求，向歐洲太空局闡明英國技術發展的優先事項；促進英國地區ESA的實力、協助推進現場、空中或在軌演示，證明儀器的可行性和科學可信性。
三、《英國地球觀測科技戰略》實施舉措
《英國地球觀測科技戰略》由UKSA的政策性活動、歐洲太空局方案、技術發展方案和EO儀器中心的相關活動共同構成，主要用於指導英國航天局地球觀測技術基金的分配，使英國從中獲得最大收益，併為英國的學術機構、商業領域和出口業務領域培養技術團隊。該戰略還將通過資金和其他行動支持地球觀測技術和空間技術的發展，通過技術轉移來推動更廣泛的技術應用。
目前，地球觀測的前景變化非常迅速。商業地球觀測集群的發展，旨在為地球表面、人類活動和環境的快速變化提供及時信息。新一代的氣象衛星以及哥白尼計劃的演變，加大了地球觀測數據的應用。這些都是英國發展其地球觀測技術能力，利用已有優勢實現經濟增長和出口最大化的重大機遇。
CEOI年度計劃與《英國地球觀測科技戰略》保持一致。該方案藉助橫向情報蒐集和新興技術講習班的方式確認潛在的突破性技術。此外，UKSA和CEOI將與其他英國機構合作，爭取“英國研究與創新”機構（UK Research and Innovation，UKRI） 、英國國防科技實驗室(Defence Science and Technology Laboratory ，DSTL) 、航天部門、ESA等機構的額外資金，以確保獲得所有的潛在投資，充分提升英國的科研能力。該計劃將以低成本EO集群發展議程和機會為目標，努力尋求與安全和國防部門的協同，繼續通過CEOI技術轉讓，為非空間應用、工業、環境科學和國防領域的非空間應用開發工具和技術提供機會。
《英國地球觀測科技戰略》將在英國廣泛傳播以提高民眾意識，並向UKRI和其他機構提供關於英國EO技術能力和產品的信息，向潛在的出口和雙邊合作CEOI年度計劃與地球觀測技術戰略保持一致，向夥伴宣傳英國EO技術。
https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploards/attachment_data/file/663652/UK_EO_Technology_Strategy.pdf
編譯：陳海濤 張新玲
《創新研究報告》編輯：曹學偉 張麗琴
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