地球观测与导航重点专项

《地球观测与导航重点专项》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地球观测与导航重点专项（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、“地球观测与导航”重点专项(征求意见稿)为落实国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006?2020 年)提出的任务，国家重点研发计划启动实施“地球观测与 导航”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署，现提出2017 年度项目申报指南建议。本重点专项总体目标是：面向国家经济转型升级与生态文 明建设、“一带一路”战略实施与新型城镇化发展规划实施、 地球科学研究等重大需求，应对全球变化与区域响应等严峻挑 战，瞄准地球观测与导航技术国际发展前沿，显著提升地球观 测与导航综合信息应用水平与技术支撑能力，重点突破信息精 准获取、定量遥感应用等关键技术和复杂系统集成共性技术， 开展地球观测与导航前瞻性技术及

2、理论、共性关键技术、应用 示范等技术研究，为构建综合精准、自主可控的地球观测与导 航信息应用技术系统奠定基础。本重点专项按照新机理新体制先进遥感探测技术、空间辐 射测量基准与传递定标技术、高性能空天一体化组网监测系统 技术、地球系统科学与区域监测遥感应用技术、导航定位新机 理与新方法、导航与位置服务核心技术、全球位置框架与位置 服务网技术体系、城市群经济区域与城镇化建设空间信息应用 服务示范、重点区域与应急响应空间信息应用服务示范等9个 创新链（技术方向），共部署45个重点研究任务。专项实施周 期为 5 年（2016?2020 ）。1. 新机理新体制先进遥感探测技术1.1星载新体制SAR综合环

3、境监测技术（关键技术攻关 类）研究内容：针对陆地和海洋资源探测、生态系统监测、环 境监测、地形测绘、灾害监测等需求，开展集应用技术指标体 系、监测技术指标体系、研制技术指标体系、综合监测和应用 实施详细技术方案、运行体系架构为一体的星载SAR综合监测 体系架构研究；研究突破分布式MIMO系统技术、多频段多极 化SAR系统及其轻量化技术，基于Sweep或DBF的宽测绘带成 像技术，多基线干涉SAR技术。开展SAR综合环境监测信息处 理技术，包括多维度SAR地物散射机理与特性、应用机理与模 型、高精度误差补偿及成像，时间、空间、频率和极化多维度 SAR 一体化信号处理，重点设施形变监测，SAR海洋

4、应用与数 据反演、SAR植被生物量反演等；开展SAR海洋陆地综合应用 星地一体化仿真分析与试验验证；奠定星载SAR综合监测体系 应用的技术基础。考核指标：完成常用星载SAR频段范围内不同波段在不同 极化、角度和地物目标下的散射机理和特性的定量化研究、应 用机理与模型研究；星载SAR综合环境监测体系指标实现分辨 率及测绘带宽优于0.5m30km、3m300km、10m1000km;相对 高程精度优于lm,相对辐射精度优于1dB，形变测量精度优于 3mm，生物量反演精度（相对RMSE ）优于20%，海浪谱能量数 据产品精度不低于15% ;完成关键原理样机研制和综合体系架 构研究；开展试验验证。1.

5、2大气海洋环境载荷星上处理及快速反演技术（关键技 术攻关类）研究内容：开展大气海洋环境载荷星上预处理及快速反演 技术研究。突破多海洋遥感载荷数据融合处理技术，海面风场 /浪场等无外部信息输入的快速自反演技术，高时空分辨率 GNSS-R信号典型海况参数星上快速反演技术，大气温湿度及气 溶胶等大气环境参数星上快速反演技术，快速时变要素（飓风、 巨浪、强对流云团、闪电等）星上快速检测与识别技术等关键 技术，完成星上快速反演算法和信息提取快速处理研究和相关 软硬件平台实现，进行星上快速反演产品智能服务应用示范研 究，服务于灾害性大的天气海洋环境预报等对卫星遥感产品高 时效性的需求。考核指标：星上预处理

6、和反演时间不大于200s（其中预 处理时间少于30s）。星上产品精度：风速精度优于2m/s（风 速W20m/s时）或10%（风速220m/s时），风向精度优于20 ， 有效波高优于10%或0.5m（当有效波高W5m时）；星上产品空间 分辨率：经纬度间隔0.25X0.25。飓风、巨浪、强对流云 团、闪电等快速时变要素检测准确率优于80%;闪电定位精度: W3pixel；闪电探测虚警率低于10%（夜间）、20%（白天）； 闪电信号提取时间优于2ms。GNSS-R信号典型海况参数反演有 效波高优于10cm、海面高度优于15cm、海面风场风速精度W 2m/s、风向精度W20 （风速W20m/s时）或1

7、0%（风速220m/s 时），空间分辨率优于30km。2. 高性能空天一体化组网监测系统技术2.1分布式微纳遥感网高精度载荷数据融合与反演技术（关键技术攻关与系统集成类）研究内容：分布式微纳航天器的近实时遥感网数据来自大 量相互状态、载荷的分辨率、成像模式几乎各不相同的卫星， 因此将大量的遥感数据进行快速融合，及时的为用户提供高性 能影像并精确反演卫星及载荷的在轨工作状态是自主高效遥 感系统的重要组成部分。主要研究内容包括：建立高精度平台 载荷一体化成像模型，实现具有凝视、推扫、视频、敏捷与多 星组网的多种成像模式分布式卫星载荷数据快速自主耦合；研 究基于成像过程内外方参数的快速影像反演方法，

8、并在成像过 程中反演卫星颤振、姿态运动等信息，实现卫星能力检测与成 像效果评估；研究多星组网的多种成像模式数据一体化标定方 法。第一阶段：明确分布式微纳遥感网高精度载荷数据融合与 反演原型系统详细技术指标体系，重点研究分布式微纳遥感网 高精度载荷数据融合与反演原型系统关键技术，完成关键技术 攻关方案设计与论证。考核指标：完成分布式微纳遥感网高精度载荷数据融合与 反演软件系统，并结合相关的遥感卫星系统，完成在轨遥感数 据的融合与反演，实现分布式卫星多星数据的相对位置耦合精 度优于30m （无地面控制点）；实现单颗星的载荷数据自主定 位精度优于10m,卫星成像过程中的在轨颤振等测量精度优于 0.1

9、 ，测量时间分辨率优于1000Hz ;达到数据处理能力优于 100颗星，相对辐射定标精度优于3%水平。2.2高频次迅捷无人航空器区域组网遥感观测技术（关键 技术攻关与系统集成类）研究内容：面向我国灾害与公共安全应急响应、区域信息 动态监测对于空间信息实时快捷、精准稳定获取的应用需求， 以发展无人机、浮空器等无人航空器遥感观测系统组网技术为 目标，研究适用于高频次迅捷区域组网遥感观测的无人航空器 组网系统总体技术、网络通信与接入技术、安全管控技术、标 准化轻量化的载荷与数传技术，形成高频次动态信息获取所需 的组网规划与调度、安全管控、数据获取与传输、航空器平台 与载荷测控的技术能力，研制与集成构

10、建具备区域高频次迅捷 信息获取能力的无人航空器组网观测系统，可实现规划、调度、 资源、产品、服务协同一体的常态化应用服务，具备开展生态、 环境与资源监测、应急响应、国土区域安全等应用的能力。考核指标：面向区域环境与生态监测、国土安全与应急响 应需求，完成无人机、浮空器的飞行、安全、监控以及各类载 荷（可见光、红外、Lidar、微波、高光谱等）设备接口规范 与标准，构建包含长航时、轻小型无人机（不少于6架）、系 留浮空器、飞艇以及分辨率亚分米级/公斤量级的轻量化载荷 的区域组网观测示范技术系统，无人机、浮空器具备组网观测 能力；长航时无人机续航时间不小于10h、轻小型无人机搭载 任务载荷重量不小

11、于5kg；系留浮空器连续驻空时间不小于7 天、搭载任务载荷重量不小于80kg，系统展开时间不超过lh; 飞艇最大飞行速度不低于80km/h，搭载载荷重量不小于20kg， 作业时间不小于3h;现场数传链路具备全国土传输覆盖能力， 传输带宽不小于10Mbps。3. 导航定位新机理与新方法3.1高精度原子磁强计（基础前沿类）研究内容：针对我国导航系统对高精度地磁测量的亟需， 开展高精度原子磁强计的理论与方法研究及关键技术攻关，研 制三轴矢量高精度原子磁强计原理样机，实现我国高精度导航 技术的跨越式发展。考核指标：研制小型化三轴矢量原子磁强计原理样机，灵 敏度优于50fT/Hz1/2，探头体积小于50

12、cm3；实现在测量范围土 20000nT100000nT内，各轴精度优于10pT。3.2芯片原子钟技术（基础前沿类）研究内容：针对我国导航系统对小型化高精度守时器件的 亟需，开展芯片原子钟的理论与方法研究及关键技术攻关，研 制芯片原子钟原理样机，提高我国高精度导航技术的跨越式发 展。考核指标：研制高精度芯片原子钟原理样机，守时精度优 于每天1p s，体积小于2cm3。3.3面向1p as量级脉冲星角位置测量的X射线光子强度 关联机理研究与试验（基础前沿类）研究内容：面向X射线脉冲星导航对脉冲星角位置高精度 测量和超高精度时空基准构建的战略发展需求，开展脉冲星辐 射的X射线光子强度关联理论与方法

13、、单光子探测与符合测量、 强度关联及图像处理算法、以及强度关联演示验证技术等方面 的研究，研制X射线脉冲星强度关联原理样机和演示验证系统 平台，在实验室环境条件下模拟验证脉冲星角位置精度达到1 |J as量级。考核指标：研制1台套演示验证平台，能够模拟脉冲星X 射线信号辐射特征，能谱范围为O.lkeV15keV。研制1台套 原理样机，具有时间分辨率为1ns,能量分辨率为10eV5.9keV, 探测灵敏度优于10-3ph/cm2/s。提出1套X射线光子强度关联 理论和算法。4. 导航与位置服务核心技术4.1III类精密进近着陆卫星导航技术（关键技术攻关 类）研究内容：面对航空高精度卫星导航着陆引

14、导的需求并推 进我国北斗系统的航空应用，开展支持III类（CAT III ）精 密进近导航能力的卫星导航着陆关键技术研究，包括：新信号 体制的质量监测技术、电离层异常模型监测技术、环境干扰检 测与减轻技术，机载多故障综合监测技术，自动着陆安全引导 技术等；研究卫星导航着陆系统性能与运行需求，研究制定一 套满足CAT III需求的卫星导航着陆系统最低性能规范和空地 信息接口规范；研制设备原理样机，搭建实验室和外场试验床， 针对系统功能、性能及其标准规范进行验证。考核指标：完成CAT III卫星导航地基增强系统工程样机 系统和机载设备原型样机的研制，满足国际民航组织国际民航 公约附件十及航空无线电

15、技术委员会相关最低运行性能标准 及最低航空系统标准的要求；完成CAT III卫星导航着陆系统 最低性能规范和空地信息接口规范草案的制定。主要指标如 下：（1 ）精度：垂直误差2m，水平误差6.9m;（2）完好性风险系统总体：在告警限垂直为5.3m、水平为17.3m的条 件下，小于1X10?9每次进近；告警时间小于2s。 空间信号：小于1.5X 10?7每次进近（不包含电离层异 常导致的误差影响） 地面系统：小于1X10?9每次进近 保护级：小于5X 10?8每次进近（3）连续性：15s内的连续性风险小于4X10?64.2全息地图获取与位置信息聚合技术（关键技术攻关类） 研究内容：围绕全息地图表

16、达与建模、空间聚合与分析等 关键科学问题，面向高精度、多内容的位置服务等重大应用需 求，发展全息地图多尺度表达与建模、符号表达方法与综合等 理论方法，攻克多尺度室内外多维数据快速获取与融合、泛在 时空信息溯源机制与特征信息标签、全息地图要素编码与多尺 度时空泛在信息在线聚合、高动态信息环境中地图自主更新方 法与技术、全息地图制图与服务等前沿核心技术，研发高精度、 智能化全息地图获取系统，构建面向智慧城市与生态文明建设 的重大应用试验系统，促进我国位置服务向生产性信息消费发 展。考核指标：国家行业规范标准不少于5项（建议稿），全 息地图制图系统符号覆盖各类地物特征与现象，核心理论方法 的标志性论文不少于20篇，申请自主核心专利不少于10项； 全息地图制图系统独立地物符号不少于100种，支持不少于5 种泛在位置信息溯源方法，特征信息标签正确率不低于85%; 地图数据变化发现时间不大于12小