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近年来，随着遥感技术的快速发展，遥感卫星小型化成为新的技术发展方向。遥感小卫星起初主要是实验卫星，这方面的杰出代表是CUBESAT遥感小卫星。CUBESAT卫星始于1999年，因其体积小、成本低，成为拓宽卫星应用的主要突破口。2010年，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）开始向商业化遥感小卫星经营企业颁发商业遥感卫星运营许可证；2013年2月，美国国家海洋和大气管理局向Southern Stars颁发了SkyCube遥感卫星运营许可证。截至2014年初，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）已经向9家美国公司（高校）发放了14个商业遥感卫星运营许可（见表1）。除了一个许可证是搭载GEO有效载荷（回声星-11）外，其他所有许可证发放都集中于高分辨率成像卫星。这些公司将发射新的卫星，在增强美国和全球商业数据的竞争力的同时，极大地降低了卫星应用的门槛。
表1 获得NOAA许可证的遥感卫星
（续表）
卫星小型化不仅是技术导向的趋势，更重要的是广泛的社会需求与应用推动的结果。目前遥感小卫星已经开始从科研走向商业化。Skybox公司是在遥感卫星小型化研发及数据获取、分发、应用方面走在前列的企业。该公司于2009年正式成立，截至2013年，已获得9 100万美元的风险投资；2013年11月21日，Skysat-1发射，它的重量只有250磅（120 kg），体积只有迷你冰箱大小，这将大幅削减成本
；相同型号的SkySat-2计划于2014年初发射计划，Skybox公司最终将在多个轨道平面部署24颗卫星组成星座。Skybox公司制定了一个非常清晰的战略
：通过研制小卫星和提供云服务为全球客户提供接触可靠、高频的高分辨率地球成像的便捷渠道，使商业和政府客户能更多地依靠数据做出决策，从而在全球范围内增强公司的盈利能力和社会的福利。这一战略是Skybox公司对卫星图像应用的未来和现状进行深入分析后的结果
。Skybox公司发射的卫星成本低廉，体积较小，却能超高效率地拍摄高清图像，这将使遥感影像数据的应用成本大大降低，同时能够扩大其应用范围。例如，高清影像可以帮助用户监测目标的状态和石油管道的安全，利用小型遥感卫星所拍摄视频的亚米级分辨率，可以看到停车场的停车杆、驳船进口和出口，甚至看到有多少石油留在存储容器中。在这场卫星图像应用的大变革中，这些微型高清卫星将改变当前的产业模式，实现节能经济。
在过去的40年里，Landsat系列卫星对启蒙和推动遥感应用技术的发展影响深远，在全球尺度的生态环境变化监测中发挥了不可替代的重要作用，但由于其主力卫星之一——Landsat 7于2003年发生故障，Landsat 5也于2012年年底宣布退役，从而造成Landsat系列40年的连续对地观测一度出现中断。
根据美国遥感政策法案的相关规定，卫星数据要保持连续性，即要连续收集、存档和分发多光谱图像，为地球陆地表面提供全球、重复性覆盖，以监测、区分、描绘和监测自然与人类引起的变化，因此，保持和增加陆地卫星数据的连续性是美国的一贯政策，被称之为“陆地卫星数据连续性任务”。
2013年2月11日，美国地质调查局（United States Geological Survey，USGS）及美国航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）发射了“陆地卫星数据连续性任务”卫星，其目标是延续Landsat系列卫星数据的连续性，为农业、水资源管理、植被监测、灾害响应等领域继续提供高质量的图像数据
；发射后更名为Landsat 8，这意味着Landsat系列卫星将继续为全球的生态环境提供连续的对地观测数据。Landsat 8卫星是Landsat系列卫星的后续任务星，星上携带有两个主要载荷——OLI（陆地成像仪）和TIRS（热红外传感器），OLI空间分辨率为30 m，其中包括一个15 m的全色波段，成像宽幅为185×185 km，主要用于在全色图像上更好地区分植被和无植被特征；TIRS的主要任务是收集地球两个热区地带的热量流失，了解所观测地带水分消耗，特别是干旱地区的水分消耗情况。
Landsat 8的发射，不仅使得Landsat系列卫星的对地观测数据连续性增强，而且从全球范围来看，也增强了全球卫星对地观测数据的连续性。
过去一年，全球卫星导航系统竞争日趋激烈，美国加紧部署针对中国北斗卫星导航系统的GPS-III，俄罗斯GLONASS复兴计划和欧洲GALILEO验证系统进展顺利。自中国北斗卫星导航系统初步具备亚太区定位服务能力后，全球形成了四大卫星导航系统竞争共存的局面；同时印度、日本等国家也在加紧部署本国区域导航定位系统。
导航卫星系统是投资巨大且公益性很强的项目，激烈的竞争固然能争取各方的利益，但只有合作才能降低各方成本，使收益最大化。全球卫星导航系统之间信号的兼容性和互操作性逐渐成为多GNSS系统的技术主流和发展方向，多个国家、系统供应商及与卫星导航服务和应用有关的国际和区域组织在技术研讨会、学术交流层面开展了丰富的活动，达成广泛的共识，形成了很多具有建设性的意见，促成各国之间建立更深入的合作关系，推动全球卫星导航事业的可持续发展。
2013年11月10日至14日，全球卫星导航系统国际委员会第八届大会在迪拜召开，会议在兼容与互操作、GNSS服务性能的增强、信息分发和能力构建、参考框架、授时和应用4个方面开展了深入的研讨和交流。其中兼容与互操作组（WGA）在国际移动通信（IMT）与GNSS兼容性、GNSS开放服务性能模板、GNSS干扰源教育、干扰检测与消除任务组、互操作任务组等5个方面形成了决议，进一步为各卫星导航系统之间联合工作、提供更好的服务能力打下基础。在全球导航卫星系统国际委员会工作计划框架内，也开展了一系列活动，例如，联合国外层空间事务厅通过联合国附属各区域空间科学和技术教育中心开展相关的课程学习，开展全球导航卫星系统数据用于低纬度电离层研究的研讨会和全球导航卫星系统应用讲习班，加强各区域坐标参照基准之间的合作，这些活动为GNSS的兼容和互操作在技术内容研究、专业化人才培养方面提供了有力的保障。
过去一年的进展主要包括以下几个方面。
（1）伽利略小星座初步形成
2012年10月12日，欧洲伽利略全球卫星导航系统的第3颗和第4颗卫星在法属圭亚那欧洲航天发射场发射送入预定轨道。GALILEO系统是世界上第一个基于民用的全球导航卫星定位系统，其4颗卫星构成了系统在轨验证所需的最小星座，已经可以提供导航服务。GALILEO卫星导航计划是由欧共体发起，并与欧洲空间局一起合作开发的卫星导航系统计划。该计划将有助于新兴全球导航定位服务在交通、电信、农业或渔业等领域的发展。投入运行后，全球的用户将使用多制式的接收机，获得更多的导航定位卫星的信号，这将无形中极大地提高导航定位的精度。按照计划，至2015年GALILEO星座将有18颗卫星，至2020年将完成30颗卫星星座的构建。投入使用后它将与GPS在L1和L5频点上实现兼容和互用。
（2）北斗具备亚太地区服务能力
2013年年底北斗卫星系统已经覆盖亚太区域，初步具备了“统一”前提。在政府的政策引导下，相关的行业应用已经陆续展开。另外2014年北斗卫星系统将在泰国落地应用，迈出国际化应用第一步
。2013年以来，北斗广泛参与国际合作，持续与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲GALILEO等系统开展兼容与互操作协调，在系统性能检测评估、服务性能规范等方面开展合作，共同为世界提供更好的服务
。此次北斗卫星导航系统向亚太地区正式提供区域服务，标志着第二步战略目标顺利完成
。
此外，亚太地区是卫星导航覆盖的重点服务区，区域导航竞争环境异常激烈。2017年前后，四大全球卫星导航系统和两大区域系统将实现对亚太地区多重服务的覆盖。日本计划于2014年和2015年建成QZSS区域导航系统，极大增强GPS信号的精度与可用性。另外日本也极为重视QZSS的扩展工作，除了在日本的推广以外，也在积极向韩国、澳大利亚等亚太地区国家进行市场推广
。
在北斗卫星导航系统启动亚太区域性正式服务的背景下，北斗系统加快了融入GNSS世界体系的步伐，积极开展并参与了以兼容互操作、标准制定、学术研讨、区域合作等为重点的国际交流与合作活动，不仅提高了北斗系统的国际竞争力，更进一步促进了北斗系统自身的发展。在兼容和互操作方面，北斗坚持开放、透明的原则，继续加强与美国GPS、俄罗斯GLONASS，以及欧盟GALILEO等系统的协调合作，在服务性能监测评估、频谱保护等方面进行了深入研究与合作。在标准制定和学术研讨方面，北斗先后参加了第三代移动通信国际标准化机构（3GPP）第59次无线接入网（RAN）大会、国际民航组织（ICAO）导航系统专家组（NSP）第13次全体会议、2013环太平洋PNT会议、国际海事无线电技术委员会（RTCM） 104特别委员会（RTCM SC104）会议、全球卫星导航系统国际委员会第八届大会，推进北斗系统加入3GPP移动通信、国际民航、海事组织中相关国际标准的进程，展示北斗服务亚洲、走向世界的开放姿态，促进北斗国际化和产业化发展。在区域合作方面，中国于2013年5月与巴基斯塔签定了中巴卫星导航领域合作协议，内容涉及建设巴基斯坦国家位置服务网等多个合作项目，于2013年11月31日在巴基斯坦建设完成并开通运行了北斗首个海外监测站。同时，持续开展北斗“东盟行”系列活动，包括北斗专题培训、与泰国和印度尼西亚开展了双边洽谈、在老挝建设东盟第一座北斗CORS站等，提升北斗的服务亚太地区的能力，为北斗未来开拓国际市场、纵深国际应用打下了坚实的基础。
（3）印度发射第一颗导航卫星
2013年7月1日，印度发射第一颗自主研发的导航卫星（IRNSS-1A），这是印度建设区域导航卫星系统（IRNSS）的第一步战略，标志着印度开创了自主卫星导航系统建设的新局面。IRNSS-1A卫星重1 425 kg，设计使用寿命约为10年，将在陆地、空中和海事等方面提供卫星导航服务，并将在救灾和舰队管理方面发挥重要作用。
根据印度IRNSS战略，2014年年初将发射第二颗自主导航卫星，到2015年共发射7颗导航卫星。在建成区域卫星导航系统后，印度还将继续发射10颗左右自主研发的导航卫星，最终形成覆盖全球的卫星导航服务能力。
（4）日本将进一步加强“准天顶”系统建设
2013年4月，日本内务省宣布，三菱电机公司与日本电气公司（NEC）将合作建造卫星和地面控制系统，其中包括建造1颗地球同步卫星和2颗“准天顶”卫星。这三颗卫星计划于2017年年底前发射，届时将与2010年9月11日发射的第一颗“准天顶”卫星“指路”号（MICHIBIKI）共同构建卫星星座。根据计划，“准天顶”系统将在2018年3月完成在轨测试。
空间信息是一类典型的大数据，仅以个人位置数据为例，根据麦肯锡公司调研结果，2009年全球每年产生的个人位置数据量大约有1 PB，并且这个数据量以每年20%的速度在持续增长。从区域上看，亚洲是空间位置数据产生最多的地区，越来越多的亚洲用户开始选择使用智能移动设备。根据麦肯锡2010年的统计结果显示
，中国用户持有的移动设备大约有8亿，印度用户持有的移动设备大约有6.5亿，北美为3亿。当前的智能移动设备大多支持GPS定位技术或更先进的定位技术，伴随移动设备的大量普及和空间位置信息技术的发展，空间位置信息的数据量呈现快速增长的趋势。
面对如此大的数据量，传统技术手段往往力不从心，不能充分发挥空间信息资源的价值。诸如统计分析、数据仓库和数据挖掘等经典的信息处理技术在处理海量空间位置数据时，显现出效率不够高、处理速度不够快等瓶颈。近些年，云计算、大数据处理等新技术逐渐成熟并成功应用于空间信息领域，有效地解决了海量数据的存储、资源目录和交换体系，以及并行处理等问题，实现了对海量信息资源的深度开发，为空间信息资源注入了更高的商业价值。
通过使用Amazon（亚马逊）提供的Amazon Web Services（AWS）云服务，NASA向研究机构和教育机构共享气候数据集和地球科学卫星影像数据集。通过调用亚马逊提供的公有云接口，研究人员可以方便地访问NASA共享的数据，并在该数据机上进行统计分析，获得科学实验结果。托管在Amazon上的应用同时可以直接将数据处理的结果提供给用户，供用户使用。这种合作模式不仅解决了深度挖掘海量空间位置信息时存在的技术瓶颈，而且促进了美国科学界的研究、创新和协作。
当前面向个人用户的空间信息数据应用最为普遍，这些应用大多基于位置数据，针对个人用户的需求，对数据进行简单统计、分析、计算，向个人提供最优位置信息查询结果，如街景地图、智能导航、智能汽车、针对移动设备的LBS类应用等。面向组织机构的应用主要有广告服务、电子不停车收费、保险定价和应急响应等。这类应用已经具有成熟的商业模式，以广告服务为例，谷歌基于互联网用户的位置信息投放精准广告，该业务是其主要收入之一。在宏观社会层面上，空间信息应用主要为服务性质，为宏观政策的制定和规划提供数据支持。面向宏观社会的应用主要有城市规划、零售业商务智能等。
（1）美国出现气象卫星商业化动向
自20世纪70年代中期以来，为了保持卫星数据的连续性并降低数据售价，遥感卫星私有化逐渐成为业界争论的焦点。1984年，美国通过了第一个联邦遥感条例——陆地遥感商业化法案，计划分阶段实现陆地遥感卫星的商业化。通过几年的实践，美国政府认为Landsat计划难以在“可预见的未来”实现完全商业化，但仍继续将陆地遥感卫星商业化作为美国的长期政策目标。1992年，美国国会通过了第2个联邦遥感条例——陆地遥感政策法案，放弃了在短期内实现Landsat商业化的计划，在保证Landsat数据连续性的前提下，将Landsat系统的管理权移交给NASA和美国国防部。该法案基本延续了“陆地遥感商业化法案”的规定，但明确政府可与私营公司签订卫星运营或数据处理等合同，规定Landsat 4～Landsat 6卫星的数据仅限于非商业用途，Landsat 7卫星的数据可用于发展商业遥感卫星数据市场。
随着美国陆地遥感卫星商业化程度的提高，美国气象卫星商业化进程开始破冰。2013年6月，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）向国会提出关于气象卫星商业化的修正案，目前该项提案已于2013年7月9日以口头表决的方式通过众议院委员会审议，这意味着美国气象卫星商业化进程已扫除了法律上的障碍。该修正案主要内容是，允许NOAA购买商业化气象数据和在商业气象卫星上搭载政府气象部门需要的气象监测仪器设备，反之亦然。其具体内容如下。
无论是总统还是其他任何政府官员，都不能试图租赁、销售由商务部及其继任机构运营的气象卫星系统的任何部分，也不能把这部分业务转移至私人部门或进行商业化运作。但这项禁令规范的内容不包含：①通过商业合同购买的气象数据；②搭载的气象卫星监测仪器可以来自政府或私人部门。
该修正案还要求美国国家海洋和大气管理局于2014年6月30日之前完成关于GPS无线电掩星传感器和同步高光谱蜂鸣器，以及适应现有的美国气象预测网络的监测。
（2）商业高分影像市场化收入及占比进一步提高
美国商业遥感卫星公司运作模式特点是，美国政府向企业拨发一定额度的资金来协助企业进行卫星的研制和发射，由企业负责卫星的商业化运营。长期以来，在公司的运营阶段，美国政府是公司主要客户，来自政府的收入占公司整个收入的50%以上。
以Digital Globe公司为例，美国政府是Digital Globe公司的大客户，来自政府部门的订单是公司生存并可以顺利运营下去的重要保障。随着遥感影像商业化需求与应用逐渐增多，Digital Globe公司营业收入中来自商业部门的收入占比迅速增长（见表2和图1）。从时间维度上来看，近几年来自国防和情报部门的收入是逐年降低的，由2009年的81.9%下降到了2012年的76.2%，而来自商业部门的收入则从18.1%上升至23.8%。这种趋势表明，Digital Globe公司对政府的依赖程度在逐渐地降低；相比之下，来自商业部门的收入在逐年增加，这就意味着Digital Globe公司的商业化力度越来越大。
2013年1月底，美国最大的两家遥感影像公司Digital Globe与Geoeye完成并购，合并后的Digital Globe公司成为美国及全球遥感影像市场的最大巨头，对全球的商业化遥感影像市场将产生重要影响。
图1 Digital Globe公司营业收入及占比趋势图
表2 Digital GIobe公司营业收入分布
[1] 21CN科技网，Skybox Imaging：用卫星拍摄全球图片．
[2] http://it.21cn.com/prnews/a/2014/0307/11/26631020.shtml[2014-03-07]．
[3] 《迈向大数据时代的“太空盒子”商业成像公司》．
[4] 初庆伟等．Landsat 8卫星数据应用探讨．遥感信息，2013（04）．
[5] 3sNews．北斗卫星系统的市场应用现状及认知误区剖析．http://news.3snews.net/2014/0106/28624.html[2014-02-27]．
[6] 北斗卫星导航系统．http://www.beidou.gov.cn/2014/01/02/201401025c8e4ed322e848789dfdce04 ced23c1e.html[2014-01-28]．
[7] 3sNews．王莉：北斗亚太应用演示与用户体验活动．http://www.3snews.net/index.php?m=content&c=index&a=show&catid=28&id=14463[2014-01-26]．
[8] 北斗卫星导航系统网站．日本的QZSS卫星系统，http://www.beidou.gov.cn/2011/05/06/20110506ab5d79b3f1f34df682e383d8b5a4c636.html[2014-01-10]．
（撰稿单位：政策与战略研究中心）