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摘要:在全球通信一體化的進程中,真正的信息高速公路應是以光纖、衛星通信和廣播鏈路相結合構成的立體空間電子通信骨干網絡。衛星技術在信息高速公路中不僅擔負著空間通信的“硬件”作用,還由于其自身就是獨特的信息源,也是信息高速公路的信息數據庫的重要組成部分。衛星的應用促進了廣播電視、遠距離通信、導航定位等學科的科學研究,開創了衛星通信、衛星廣播、衛星氣象、衛星導航、衛星偵察、衛星勘探和空間研究等前所未有的新領域,發揮了傳統方式無法或難以達到的效益和作用。
關鍵詞:航天技術,經濟效益,經濟管理
1974年至今,我國已成功地回收了16顆遙感衛星,送回的大量寶貴的空間遙感資料,廣泛應用于我國地質、海洋、農林、考古、環保、鐵道、公路和軍事等部門,收到了“一次發射,多方受益”的效果,社會和經濟效益巨大。我國利用返回式衛星進行的微重力試驗,獲得22項材料加工和103項生物實驗成果。可以說,衛星遙感技術在國民經濟各個領域的應用碩果累累。
中國有句古話:“民以食為天”。解決12億人口的吃飯問題是關系國計民生的大事。我國的可耕地面積不斷減少,而人口卻以每年1400萬的速度增加著,農業發展形勢嚴竣。向太空要效益,通過空間育種使糧食增產,是解決我國“米袋子”和“菜籃子”的有效途徑。從1987年到1994年,我國成功地利用返回式衛星進行了7次共51類農作物、300多個品種的種子搭載試驗,經過太空育種專家8年的地面育種試驗,證明經過太空處理的種子,能夠產生有益的遺傳變異,取得了顯著的增產效果。如經過空間育種的水稻穗大粒大,比未經空間處理的種子增產20%左右。小麥種子在稈高、品質等性狀上產生了很多變化,獲得了矮桿、豐產和早熟的優良后代。西紅柿種子種植后長勢旺盛,果實增多,抗病蟲害。青椒種子已培育出一種高產、優質、抗病能力強的新品系,單果平均重量從 90克提高到160克,畝產與太空育種前相比增加25%~30%,已在黑龍江等地推廣種植了5000余畝。專家一致認為:利用宇宙空間的微重力、高真空、超潔凈、強輻射和大溫差等地面不具備的獨特條件進行育種,具有使種子產生有益變異多、變幅大和性狀穩定快等地面無法實現的優勢,可以培育出高產優質、早熟和抗病的良種。因此,利用空間技術育種是解決糧食、蔬菜增產和發展“精益”農業的很有希望的途徑。“九五”期間,我國將利用長征火箭發射一顆農業育種衛星,將選擇12類、170個品種進行種子選育和種植試驗。
中國有300多萬平方公里的海域面積,相當于陸地面積的1/3。開發、利用和保護海洋資源是實現中國經濟可持續發展的重要內容。經專家計算, 應用海洋資源衛星對臺風和災害海況監測預報將使中國每年減少損失22.5億元。在實現對海洋油氣開發與礦藏資源開發的海洋預報中,每年得益1億~1.6億元;在指導海洋捕漁業和養殖業生產中,可使漁業成本下降,捕魚量增加,每年得益14億~18億元;在指導中國1000艘遠洋船選擇最佳航線方面,年得益 1.4億元。總之,海洋資源衛星與衛星海洋觀測事業的發展,凈增經濟效益40億元,其投入與產出之比惟1∶14。此外,應用海洋資源衛星繪制的“南沙群島海域北部影像海圖”,結束了我國一直依賴于1984年美國版海圖的局面,并糾正了美國版海圖的錯誤,為南沙資源的開發和國防建設發揮了重要作用。
與長征4號運載火箭能力相當、可用于發射類似風云1號衛星的國外運載火箭有美國的宇宙神F和德爾它系列、法國的阿里安1,其發射費用分別為 4400萬美元、3900萬美元和3000萬美元。若我國的風云1號衛星采用國外最便宜的阿里安1火箭發射,其發射經費折合人民幣17160萬元(按 1988年匯率計算)。這個數字相當于研制長征4號運載火箭外加兩枚飛行火箭在內的全部費用。用中國自己研制的運載火箭發射衛星的費用只相當于國外同類運載火箭的22%,因此采用自己的運載火箭為國家節省了大量外匯。
1985年,我國政府批準長征系列運載火箭走向商業發射。1990年4月,長征3號火箭首次成功地為亞洲衛星公司發射了由美國休斯公司制造的亞洲1號衛星。截止1998年8月,長征火箭已實施了16次商業衛星發射,并為法國、德國進行了5次微重力試驗和應用搭載飛行,向世界展示了中國發射服務的實力,使中國成為繼美國、法國之后的第三個進入國際發射服務市場的國家,在航天發射市場占有一席之地。盡管我國發射服務價格比國際市場同類服務的價格低 15%,但發射服務的收益還是相當高的。以長征3號火箭發射亞洲1號衛星為例,其發射費用約為2500萬~3000萬美元,折合人民幣14300 萬~17160萬元(按1988年匯率計算),而長征3號火箭的生產費用和發射勤務費用合計為5000萬元,可見,經濟效益相當顯著。
通信衛星是目前航天技術應用最廣泛、最重要、商業化程度最高的領域。由于衛星通信的開發和應用成本僅為微波通信成本的43%,因此20多年來,衛星通信系統業務量每年以15%~20%的速度增長,形成了一個廣闊的市常例如:內蒙古自治區原計劃投資十幾個億,用5~8年的時間架設微波中繼線,以解決電視收看問題。而采用衛星電視接收站后僅投資300萬~400萬元,約用兩年時間就實現了全區電視覆蓋。即使把衛星費用列入,總投資也只有1000萬元。由此可見,衛星通信在全國所取得的效益十分顯著。
我國的衛星通信工作起步于70年代初。1984年,中國成功地發射了地球靜止軌道通信衛星,衛星通信工程的地面建設也隨之展開,使衛星通信得到廣泛應用。截止到1994年,全國已開通8100條郵電衛星通信線路、11條衛星電視線路和30條廣播線路,承擔中央及盛市的電視、廣播、教育電視以及全國與境外“接軌”的公眾通信、金融、水電、能源、交通、公安等國家部門的專用通信。利用已經發射的通信廣播衛星,開通了數字和模擬電話、電視和廣播節目的傳送、圖片文字傳真、數據報表傳輸、電視教育等應用項目。衛星通信系統已成為國家信息體系中的新生力量和重要組成部分,使我國新疆、西藏、青海、云南等邊遠地區、山區和海防、邊防地區的數億人民收看到了中央電視臺的節目,初步改變了我國邊遠地區通信、廣播、電視傳播的落后狀況。目前,全國已建成3萬多個衛星接收站,電視覆蓋率達到80%。由于通信衛星的應用,直接推動了電視、廣播、教育、郵電等業務的飛速發展,其經濟和社會效益巨大。從市場需求看,衛星(在軌)資源的緊缺是今后通信衛星市場競爭激烈的根本原因。特別是在公眾通信方面,如果用衛星解決全國通信量的3%~4%,需用3~4顆具有24個轉發器的通信衛星,再加上軌道備份,國內通信就需要4~5顆 24個轉發器的通信衛星在軌服務。我國在2010年前干線寬帶業務將有巨大的發展。初步測算,如果整個國家的通信業務有1%~2%由衛星通信實現,則在 2010年前后,要發射15~20顆相當于東方紅3號容量的衛星才能滿足市場的需求。所以說,衛星通信市場蘊藏著巨大的潛力。這也正是世界發達國家的衛星制造商在中國頻繁活動的原因。中央電視臺的C頻段衛星電視廣播所取得的巨大社會效益和經濟效益就是一個例證。
1991年,我國的水土流失面積達367萬平方公里,造成耕地破壞、農作物減產。水利部利用560張衛星遙感資料對全國水土流失進行分析, 編制了1∶500000解譯圖,按成因、侵蝕強度、危害程度分類,分別量算了面積,為國家有關部門提供服務。1993年,又先后對山西三江河流域、延安地區、永定河上游等土壤侵蝕進行了調查,編制了1∶500000的土壤侵蝕圖。并且,利用衛星和航拍技術相結合,調查了黑龍江13個規劃水庫、41個比較水位和5個設計洪水位下的淹沒損失,在短時間內完成了沿江森林、沼澤等惡劣地域和中蘇雙方境內的調查,為中央決策機構提供了重要資料。此外,利用遙感技術對黃河入海口地區進行了動態監測,調查了農作物播種面積;為南水北調西線工程選線提供了極大的方便,大大減少了野外作業時間,縮短了周期,僅此一項就比常規調查節省經費50萬元。“九五”期間,還利用遙感技術對土地有效灌溉面積進行調查。
據1995年底的不完全統計,全國有30個省(自治區、直轄市)氣象局建立了極軌氣象衛星資料接收和處理系統,21個省(自治區、直轄市)氣象局開展了應用氣象衛星的作物遙感監測及估產研究。我國北方氣象衛星監測冬小麥長勢和估產的工作已進行了10年之久,根據衛星遙感實時監測作物生長狀況,及時提供了宏觀、準確的多種信息服務,并提前1~3個月作出產量和長勢預測,其精確度達95%以上。僅北方冬小麥遙感監測與估產一項,年增收可達4億元。
我國是一個多地震國家,在地震預報方面已積累了大量的資料和經驗。利用航天遙感技術進行短臨地震預報,不僅可提高地震預報的準確性,而且也為地震學家提供了新的研究手段,為人類最終解決地震這個世界性難題做出了貢獻。目前,全國已建立400個各類地震前兆觀測點。1991年3月26日,山西大同發生5.8級地震,山西遙感所通過氣象衛星監測到了地震前兆:地表面升溫異常。此外,大型衛星通信站還是震后首先與外界恢復通信聯絡和數據傳送的通信手段。
我國鐵道部利用遙感圖像對京九鐵路進行了鐵路勘測設計,并就黃淮洪泛對京九鐵路的威脅進行預測,取得了預期的效果。在國土普查中,利用遙感拍攝的照片,對黃河入口、珠江三角洲等地區進行了開發規劃。并在土地利用的動態監測中,清楚地發現非農業建設用地的真實變化,為基本農田保護和我國的國土資源管理發揮了重要作用。據專家介紹,過去用航測,需數百架飛機,年耗資2000多萬元。利用衛星照片,一年可節省近2000萬元,若每年普查一次,10年就節省2億元。在評估城市建設規劃方面,1988年國家地震局利用國土普查衛星照片,確認河北廊房地區地震烈度由原來的9級降為8級,從而使該地區能夠引進項目349項,計劃總投資153億元,建成項目83項,創產值8.7億元,建設面積1500萬平方米,節約基建投資7200萬元。
“八五”期間,我國在新增的30萬平方公里1∶200000平面圖的地質調查中均廣泛采用了衛星遙感方法。截止1997年底,全國已完成1121幅1∶200000平面圖區域的地質調查,基本實現了對應測地區的全面覆蓋,其測繪周期短,收效快。在主要成礦遠景區帶的礦產勘查中,全國已完成近150萬平方公里3705幅1∶50000平面圖區域的地質調查,還進行了新疆區域的地質調查。首鋼和長春地質學院合作, 在北京地區找到了7個成礦區,經實地勘測,完全確實。據有關部門統計,已開發的懷柔等鐵礦場創造了1億多元的經濟效益。利用衛星拍攝的藏北高原照片,查出當前急需的鉻礦,現已建成大礦區,年產鉻礦石34萬噸。在森林植被方面,利用遙感資料進行了森林植被調查和蓄積量測量,編制了1∶200000森林植被分布圖,為林業規劃生產提供了重要依據。此外,中國荒漠化監測中心使用多幅衛星遙感圖像,監測了不同類型土地荒漠化的空間分布的發展趨勢,為防治工程提供了可靠的基礎資料。在時間和資金上均比常規調查節省1/3。
煤炭部利用遙感技術進行了鄂爾多斯地區聚煤規律及煤炭資源評價、錫林浩特勝利煤田礦區供水水文地質普查、酸雨調查和煤層自然監測。對我國“三北”地區國民經濟發展和人類生態環境保護具有重要意義。
我國的空間遙感考古工作發展很快,已進行了長江下游空間遙感考古、絲綢之路古遺址分布與古地理演變研究、古城遙感研究和古水利遺址遙感研究等。應用衛星和衛星應用技術作為航天技術的一個重要組成部分,必將在我國的國民經濟建設中發揮更大的作用,為人們帶來更多的福音。