一、英国地球观测技术战略的构建

《英国地球观测科技战略》由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。该战略的总体目标是：合理利用英国航天局（uk space agency，uksa）的影响力、号召力和国内资金，确保英国从欧洲太空局、欧盟哥白尼计划和欧洲气象卫星组织计划中获得最大利益，帮助英国在增加就业和促进经济增长方面做出重大贡献。

1. 英国航天局对地球观测的愿景

预计到2040年，卫星地球观测将为大众市场、商业应用、全球前沿科学以及政策和业务决策提供数据支持。英国航天局正寻求大力加强英国对eo的参与，确保其在提供可持续的服务型经济方面发挥更大作用。

在确定行动和优先事项方面，英国航天局将以欧洲太空局eo项目的主要资助者为基础继续发展。目标是建立一个广泛而深入的生态系统，处理地球观测问题。

2017-2040年，英国关于地球观测的技术和数据方面的主要愿景：（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，确保英国在未来机遇中的地位；（2）充分利用uksa在欧盟哥白尼计划中的机遇；（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）激励和支持下一代创新者和就业提供者。

2. 地球观测技术战略的驱动因素

2018年5月，英国发布的“太空繁荣”（prosperity from space）战略提出了一系列促进航天产业发展的行动计划，阐明了未来10年英国航天领域的增长愿景。2019年6月，英国政府宣布有意愿成立国家空间委员会，通过新的国家空间框架协调战略、投资和空间利用，为政府提供战略领导。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，包括：数据增长（高分辨率、高频、视频、商业集群）、数字经济（云计算、人工智能/机器学习、数据密集型地球信息科学）、地球观测新技术、哥白尼计划的数据等。

3. 地球观测技术战略的发展前景

英国在eo空间技术方面有良好的基础，在工业和学术方面拥有世界领先水平。然而，国际竞争日益激烈，英国在其竞争地位上面临挑战。

英国在地球观测空间技术方面领先其他国家，拥有强大的实力。主要优势包括：一是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；二是由英国领导的团队在研制地球观测仪器方面继续取得成功；三是地球观测仪器出口的重大开发项目已进入后期开发阶段；四是在eo技术方面取得了突破性进展。

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，还有红外成像、红外辐射、光谱学、量子技术等。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。

二、英国eo技术战略的愿景、目标和实施路径

1. 战略愿景

该战略愿景是，在未来十年，英国将成为全球新地球观测技术领域的领先者，不断增强可持续能力，开发创新eo仪器和空间技术，以满足用户未来科学、业务和商业eo任务的优先需求。这些新技术将为经济增长、就业和社会效益做出重大贡献。

该战略将确定新的eo科学任务概念和社会效益。有助于发展英国技术能力和对优先事项的理解力，确定eo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。

2. 战略目标

一是促进经济增长。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。

三是增强英国的科技实力。主要包括：提升被动微波遥感、紫外/可见光成像和光谱、红外成像、辐射、光谱和合成孔径雷达等领域的优势；培养下一代eo技术人员和技术领导者；加强未来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。

四是获得最大限度的资金支持。主要包括：确定欧洲太空局和其他机构飞行计划的技术需求，并向欧洲太空局阐明英国技术发展的优先事项；促进英国地区在欧洲太空局的实力、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。

3. 实施路径

英国将地球观测技术应用于商业、太空、国内和国际任务，是提升英国空间技术能力的重要步骤。主要包括商业任务、科学任务和业务任务三个方面：

（1）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。

（2）科学任务是创新的主要驱动力，通常要求新的传感器类型或现有的传感器配置极大地改进性能。技术开发可能主要针对欧空局的地球探测任务。因此，英国的支持将针对提高技术成熟度（trl），从最初的等级（典型的trl 2-3级）提高到科学任务中应用的等级（trl 5-6级）。对于高性能的一次性科学任务来说，时间跨度很长，成本也很高。

（3）业务任务由社会需求驱动。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。英国团队已经证明了在设计小型、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。

三、英国地球观测技术战略的实施举措

该战略由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。随着商业eo卫星的发展，eo的变化迅速，其目的是为地球表面、人类活动和环境快速变化提供信息。新一代的欧洲气象卫星以及哥白尼计划的演变，加大了eo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。

英国对地观测仪器中心项目通常为trl 3-4级范围内的技术提供资金，当最终用户应用更加成熟时，可达trl 6级。其目的是消除其主要的技术风险，确保技术足够成熟，可以由欧洲太空局和其他机构纳入飞行任务实施阶段

英国对地观测仪器中心（center for eo instrumentation, ceoi）年度计划eo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。英国航天局和ceoi将与英国其他组织合作，争取“英国研究与创新”机构（ukri）、英国国防科技实验室（dstl）、欧洲太空局和欧盟地平线2020计划等机构的额外资金，以确保获得所有潜在投资，充分提升英国科研能力。ceoi项目将继续寻找并鼓励与所有拥有相关技术的空间与非空间的部门进行合作。

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