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航天技术发展的基础范文1
航天产业引领太空经济
随着航天技术的不断发展和相关应用的不断深入,太空经济时代已经到来,新兴的太空经济正在改变地球上人类生活的方方面面。太空经济日益呈现出基础性、强关联性、高促进性和高增长性的特征,成为世界经济发展和人类生活的重要组成部分。我国通过航天技术和航天产业的跨越式发展,奠定引领太空经济发展的产业基础,保证未来我国拥有制天权和日益强健的太空竞争力。
迎接太空经济到来
2007年9月17日,美国宇航局局长迈克尔•格里芬在华盛顿发表旨在纪念宇航局成立50周年的演讲时说,“太空经济”(SpaceEconomy)时代已经到来,美国宇航局所主导的太空活动开创了新的市场空间和新的经济增长点,技术创新将成为太空经济持续发展的动力。
太空经济,是指各种太空活动所创造的产品、服务和市场,太空经济时代到来的一个显著标志是,人类从更多地关注航天技术本身的进步,转向更加注重其应用。太空经济除包括空间技术与产品、空间应用、空间科学三大部分所形成的产业外,还包括由于进入太空、探索太空、获取太空资源等而衍生的技术、产业和经济效益。
太空经济自前苏联发射第一颗人造地球卫星开始,现在全世界每年要发射50颗~60颗卫星,紧密关联的卫星应用等产业规模也急剧扩大,太空经济的规模在50多年时间里增长了上千倍,是迄今为止增长最快的经济形态之一,类似的有互联网经济、移动通信、生物工程等。
航天产业成为太空经济主战场
太空经济包括卫星通信(如无线电通信)及卫星电视、远程医疗、点对点的全球导航、天气预报与气候监测、保障国家安全的太空资产等,这些太空经济活动主要是各航天强国通过发展航天产业来实现,目前全球各国通过每年发射不同的航天器带动航天产业快速发展。
全球商业航天是构成太空经济的主体,主要收入包括空间基础设施、产品以及服务的收入。根据美国航天基金会最近的《2011航天报告》统计,2010年全球航天工业经济总规模达到2765亿美元,这一数字较5年前增长40%,主要包括军用、民用和商业三部分,其中商业卫星应用达1020亿美元,同时商业基础设施支持产业近年来发展迅速,2011年产值达874亿美元。
航天产业将给全球带来巨大经济和社会效益
作为太空经济主战场的航天产业目前已经成为新的经济增长点,呈现规模加大、速度加快的发展势头,据美国航天基金会统计,2010年全球空间产业规模达到2765亿美元,通信、导航、遥感等卫星的商业化进程进一步加快。
由于航天技术产品和服务的高附加值和对传统产业改造的辐射作用以及对其他产业的渗透性和交叉融合性,因而可带来巨大的直接经济效益,同时它还有巨大的军事、经济和社会效益。美国、欧洲和国内一些研究机构和团体采用不同模型和方法对航天技术产业的经济与社会效益进行过多项研究评估,各国政府在航天领域的投入产出比为1:7至1:14之间。也就是说政府在航天领域每投入1美元,未来几年至十几年内得到的直接和间接回报大约为7~14美元。
例如在整个商业卫星的产业链中,平均每发射一颗卫星,卫星制造费用约1.2亿美元,火箭费用约为卫星造价的25%,约0.3亿美元,发射费用也是卫星的25%,为0.3亿美元,保险费约为前三项的20%,0.36亿美元,总计约2.16亿美元,卫星的制造、发射及应用之间的收益比例大致为2∶1∶7。
航天产业不仅一个国家硬实力的重要表现,也是支配性实力的重要体现,同时也是军事力量、经济力量和科技力量的综合体现,因此,世界各主要国家对航天技术发展都非常重视,并制定了相关航天发展战略计划。
天宫一号对接标志我国开始步入航天强国
空间站简介及各国发展情况
空间站(SpaceStation),是一种在近地轨道长时间运行,可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。空间站分为单一式和组合式两种,单一式空间站可由航天运载器一次发射入轨,组合式空间站则由航天运载器分批将组件送入轨道,在太空组装而成。
空间站的发展历程分为:试验性空间站―简易空间站―永久性载人空间站。到目前为止,全世界已发射了10个空间站,其中苏联共发射8座,美国发射1座,以及在轨运行的国际空间站。
天宫一号发射引领我国步入航天强国
空间站建造是我国载人航天任务最重要的一个步骤,我国载人航天按“三步走”发展战略实施:第一步是航天员上天;第二步实现多人多天飞行、航天员出舱,实现飞船与空间舱的交会对接,并发射短期有人照料的空间实验室;第三步建立永久性空间站。
神舟5号和神舟6号载人航天飞行任务的完满成功,表明我国已经实现了“第一步”的战略任务,突破了载人航天基本技术。神舟七号载人航天飞行任务的圆满成功,表明我国掌握了航天员空间出舱活动关键技术,是“第二步”战略任务的重要里程碑。
因此,要实现“三步走”发展战略,还有许多关键技术需要突破,包括突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术,研制和发射空间实验室,解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题,建造空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。
目前任务是要突破空间交会对接关键技术,解决有一定规模、短期有人照料的空间应用问题,为实施“第三步”战略任务做准备。
我国目前的载人航天任务是实现第二步的后半部分,突破空间交会对接关键技术,解决有一定规模、短期有人照料的空间应用问题,为实施“第三步”战略任务做准备,天宫一号和神八对接将是实现这一关键步骤的主要载体。
天宫一号是我国首个空间实验室,将于今年三季度发射的目标飞行器,随后将分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接,从而建立第一个中国空间实验室。天宫一号实际上是空间实验室的实验版,采用两舱构型,分别为实验舱和资源舱,之后再发射神舟八号,神八是一艘无人的神舟飞船,与天宫一号进行无人自动对接试验。
在完成天宫一号和神舟系列飞船对接任务后,将在2011年至2015年之间发射天宫二号和天宫三号目标飞行器两个空间实验室,同时还将分别发射2艘无人飞船进行无人对接试验,然后再发射5艘飞船进行载人对接试验和载人驻留试验,预计在7年内连续发射7艘太空飞船。
天宫二号将主要开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验。天宫三号将主要完成验证再生生保关键技术试验、航天员中期在轨驻留、货运飞船在轨试验等,还将开展部分空间科学和航天医学试验。
天宫一号和神八对接就是要突破空间交会对接这个世界性的关键技术,目前世界上有美国、俄罗斯、欧洲和日本研制的飞行器分别完成了与运行在地球轨道上目标飞行器的交会对接,但只有美国和俄罗斯掌握完整的交会对接技术,欧洲和日本交会对接技术方面分别靠美国或俄罗斯的技术支持。
我国航天产业发展进入快车道
半个多世纪以来,我国航天产业从无到有、从小到大、从弱到强,从仿制进程导弹到应用完成的地地、地空、海防导弹武器系统,从研制探空火箭到具备研制发射各种卫星和载人飞船的能力,航天技术从一片空白到跻身于世界先进行列。
天宫一号和神八对接标志着我国航天产业发展进入快车道,在发展过程中国家出台了很多支持航天产业发展的政策,如发改委在《关于加快培育战略性新兴产业有关意见的报告》中,对加快培育包括航天产业在内的战略性新兴产业做出了总体部署。
我国在2007年推出过《航天发展“十一五”规划》,它是一份航天领域第一个全面的发展规划,部署了包括载人航天工程、月球探测工程、卫星导航系统等九项主要任务。《航天发展“十二五”规划》目前正在制定中,预计会再次强调了航天产业发展方向,更加明确政府未来航天产业的侧重点。
与全球航天产业相比,我国航天产业的规模发展正处于高成长的前期阶段。首先作为全球世界的航天大国之一,我国航天产业规模与全球相比为1:14,占有率为7%左右,未来发展空间广阔;其次航天产业是兼具战略性和高科技性的尖端性行业,全球航天产业增长速度为10%左右,高于GDP增长1倍以上,我国航天产业近5年的增长速度为24%,也远高于同期GDP的增长。
因此,预计未来3-5年由于随着我国航天产业进入快速发展的关键阶段,行业将将保持25%以上的增长速度,在全球航天产业中处于领先的水平。
投资策略:关注天宫一号把握航天主题投资
航天技术发展的基础范文2
“倒计时,10、9、8……3、2、1,点火!起飞!”伴随着巨大的轰鸣声,搭载神舟十一号载人飞船的二号F 遥十一运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射,约575秒后神舟十一号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将景海鹏、陈冬2名航天员送入太空,发射取得圆满成功。这是我国组织实施的第六次载人航天飞行。
从无到有、从弱到强,中国载人航天事业不断取得新突破。中国进行载人航天研究的历史可以追溯到20世纪70年代初,在中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”上天之后。当时的国防部五院院长钱学森就提出,中国要搞载人航天。国家当时将这个项目命名为“714工程”,并将飞船命名为“曙光一号”。进入80年代后,中国的空间技术取得了长足的发展,具备了返回式卫星、气象卫星、资源卫星、通信卫星等各种应用卫星的研制和发射能力。特别是1975年,中国成功发射并回收了第一颗返回式卫星,使中国成为世界上继美国和苏联之后第三个掌握了卫星回收技术的国家,这为中国开展载人航天技术研究打下了坚实的基础。
1986年3月3日,王淦昌、陈芳允、杨嘉墀、王大珩四位科学家联名向中央呈报了一份《关于跟踪世界战略性高技术发展》的建议。中央很快就批准了这个建议,这就是后来著名的“863”计划。“863”计划对中国载人航天工程起到了催生的作用。1992年1月,中国政府批准载人航天工程正式上马,并命名为“921”工程。在“921”工程的七大系统中,核心是载人飞船。1992年9月,中央决策实施载人航天工程并确定了我国载人航天“三步走”的发展战略:第一步,发射载人飞船;第二步,发射空间实验室;第三步,建造空间站。从1999年以来,中国载人航天工程共进行了11次飞行任务,先后实现了从无人飞行到载人飞行,从一人一天到多人多天,从舱内实验到出舱活动,从单个飞行器飞行到两个航天器交会对接等一系列重大突破,取得了圆满成功。
从神舟一号到神舟十一号,中国载人航天事业稳步前行。从1992年启动载人航天工程以来,中国航天事业不断取得新突破,成为世界上第三个独立掌握载人航天技术、独立开展空间实验、独立进行出舱活动的国家。神舟一号――实现天地往返重大突破。1999年11月20日,我国第一艘无人试验飞船“神舟一号”在酒泉卫星发射中心顺利升空,经过21个小时的飞行后顺利返回地面。“神舟一号”试验飞船的成功发射与回收,标志着中国载人航天技术获得了新的重大突破,是中国航天史上的一座里程碑。神舟二号――中国第一艘正样无人飞船。“神舟二号”是我国第一艘正样无人飞船,技术状态与载人飞船基本一致,它的成功发射标志着我国载人航天事业取得了新进展,向实现载人飞行迈出了重要一步。神舟三号――载人航天安全性提高。与“神舟二号”相比,“神舟三号”飞船在运载火箭、飞船和发射测控系统上,采用了许多新的先进技术,进一步提高了载人航天的安全性和可靠性。这次发射成功标志着我国载人航天工程取得了新的重要进展,为把中国的航天员送上太空打下了坚实的基础。神舟四号――突破中国低温发射的历史纪录。“神舟四号”的配置、功能及技术状态与载人飞船基本相同。神舟五号――成功实施首次载人航天飞行。2003年10月15日,我国第一艘载人飞船“神舟五号”成功发射。中国首位航天员杨利伟成为浩瀚太空的第一位中国访客。“神舟五号”21小时23分钟的太空行程,标志着中国已成为世界上继俄罗斯和美国之后,第三个能够独立开展载人航天活动的国家。神舟六号――成功实现多人多天飞行。2005年10月12日,“神舟六号”成功发射,航天员费俊龙、聂海胜被顺利送往太空。“神舟六号”进行了我国载人航天工程的首次多人多天飞行试验,完成了我国真正意义上有人参与的空间科学实验。“神舟五号”和“神舟六号”飞行任务的圆满成功,标志着我国实现了载人航天工程“三步走”发展战略的第一步任务目标。神舟七号――航天员出舱在太空行走。2008年9月25日,“神舟七号”成功发射,航天员翟志刚出舱作业,刘伯明在轨道舱内协助,实现了中国历史上第一次太空漫步,中国成为第三个有能力把太空人送上太空并进行太空漫步的国家。神舟八号――与“天宫一号”实现对接。2011年11月1日,无人飞船“神舟八号”发射升空。升空后2天,“神舟八号”与此前发射的“天宫一号”目标飞行器进行了空间交会对接。组合体运行12天后,“神舟八号”飞船脱离“天宫一号”并再次与之进行交会对接试验,这标志着我国已经成功突破了空间交会对接及组合体运行等一系列关键技术。神舟九号――实现“天宫一号”与神九载人交会对接。2012年6月16日,“神舟九号”发射升空,共搭载三名航天员――景海鹏、刘旺、刘洋。刘洋也成为中国第一个飞向太空的女性。飞船于2012年6月18日11时左右转入自主控制飞行,14时左右与“天宫一号”实施自动交会对接。这是中国实施的首次载人空间交会对接,也是在2020年前后建立空间站计划的重要一步。神舟十号――中国载人天地往返运输系统首次应用性飞行。2013年6月11日,“神舟十号”载人飞船将三名航天员――聂海胜、张晓光、王亚平送入太空。“神舟十号”是中国载人天地往返运输系统的首次应用性飞行。它的成功发射标志着中国已经拥有了一个可以实际应用的天地往返运输系统,中国人向着熟悉太空、利用太空、享受太空的梦想又迈进了一大步。神舟十一号――中国持续时间最长的一次载人飞行。2016年10月17日,搭载两名航天员――景海鹏和陈冬的“神舟十一号”成功发射。“神舟十一号”是中国载人航天工程“三步走”中从第二步到第三步的一个过渡,为中国建造载人空间站作准备。
航天技术发展的基础范文3
关键词:远程;多用户程序调试;跨平台;web services;Eclipse
中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)29-0368-02
Design and Implementation of ADE Debugging Subsystem Based on Eclipse/Web Services
ZHU Ping, ZHU Hong-ming
(SAST-Tongji Spaceflight Embedded Computing Lab,School of Software Engineering,Tongji University,Shanghai 201804,China)
Abstract: This paper introduces the design and implementation of a debugging subsystem of ADE system which supports multi-user and multi-platform. This subsystem has been implemented the portability of platform and module,supporting remote debugging Linux platform’s ADA code on Windows platform. The development of this system remedies the absence of mature and perfect ADA integration development environment in aerospace area. It has highly practical value. The development of this system is based on Web services,which has many advantages on solving different system platform、large interactive data and complicated data structure problems and is independent of platform so as to access different system platform code debugging.
Key words: remote; program debugging for multi-user; cross-platform; Web services; Eclipse
1 引言
Ada语言语法严禁,易读性好,通常是作为长生命周期,关键任务系统的程序设计语言。一度被美国国防部强制指定为军用武器系统的唯一开发语言,并且美国航空航天局也广泛使用Ada作为航天飞机,以及各种空间探测器的编制程序语言[1]。随着我国航天技术的发展,Ada语言也逐渐成为了开发星载软件主要语言。但是当前并没有成熟完善便捷的图形化Ada集成开发环境。Linux环境下的调试器GDB只支持命令行形式的调试输入,而数量庞大的调试命令及抽象的调试参数给广大软件开发者带来很大的压力和负担。此外,受到当前大量开发人员对Linux的操作不熟练的限制,在很大程度上阻碍了星载软件的顺利开发和我国航天技术的发展。
这样的背景下,上海航天―同济大学航天嵌入式计算机技术研究中心与上海航天809所合作设计开发了Ada集成开发环境(即ADE系统)。该系统具有以下特点:1) 采用图形化界面;2) 用户界面友好;3) 支持多用户;4) 支持跨平台操作;5) 支持调试平台的选择。该系统层次化模块化的设计思想实现了良好的模块可移植性。ADE系统提供Ada程序码编写、代码编译、代码调试等功能。代码调试是软件开发过程中十分重要的一个环节,跨平台的多用户并行调试也是当前调试技术发展的结果。本文所讨论的是ADE系统中Ada代码跨平台调试子系统的设计与实现(下文中用子系统简称之)。
该子系统使用了Java 语言和c语言,利用Web Services 技术和Eclipse 插件技术来完成开发,使整个系统具有多平台性和较好的扩展性。
2 工具环境
2.1 web services技术
Web Services[2]主要指为一些功能提供接口,使其可以被Web上的其他应用程序访问的一种技术。目前,Web Services 技术体系的实现主要依靠以XML,SOAP 和WSDL等开放性技术标准为基础的一系列标准,具有松散耦合、重用性好、互操作性强等优点。这些技术标准在不同方面支持了Web Services 的架构实现,结合起来构成了整个Web Services 体系结构的协议栈[3],如图1所示。
正如上文提到调试过程中用户与系统交互的数据量巨大,数据结构复杂,使我们无法采用socket来完成所有的工作,所以我们采用了Web services技术。Web Services为ADE系统提供了一组功能并通过使用标准的接口使这组功能可重用。这些标准接口使用标准规范的XML 概念描述系统提供的服务,定义了消息格式、数据类型和传输协议等内容,但隐藏了实现服务的细节。服务器端抽象出的这些服务的接口,客户端采用了基于XML 的标准化格式通过Web 进行远程调用。
2.2 主要开发工具
在该子系统中,客户端使用Java+Apache-CXF开发调用服务,利用Eclipse SWT/JFace[4]技术开发界面服务,提高适用性,并用Eclipse插件技术将其包装成Eclipse插件,作为跨平台软件开发系统中应用Web services的有机组成部分;每层能够独立扩展,较好地克服了传统模式这方面的缺陷。该子系统利用Web Services 技术中诸如安全性高等特点,从而提高了应用效率,实现了更充分的资源共享。
Web服务器端采用Apache httpd+ gSoap等技术开发Web服务。
3 系统设计方案
航天技术发展的基础范文4
关键词:航天科技;发展战略;科技项目管理
前言
航天科技是国家科研的重要前沿,但是随着科技发展的不断深入与科技含量的不断提高,使得航天科技研发的周期、风险与经费都大大增加,同时航天科技发展的不确定性也越来越高,为更好的促进航天科技的发展,需要在分析现有的航天科技管理模式的基础上对体制进行改革,以使得其能够适应现今快速发展的航天科技的战略需要。
1 航天科技管理发展现状
航天科技对于经济、科技的发展有着重要的促进作用。在国外,航天科技已经形成了较为完备的航天科技的管理体系以及航天科技/技术与装备的发展战略策略。但是在国内,对于航天科技的发展战略的研究还处于初步探索阶段,并未将航天科技管理作为一个主题来进行研究,仅仅在航天科技工业的发展战略研究中有一定的涉猎。在航天科技的发展过程中,通过引入创新发展战略,通过完善航天科技管理制度与管理机制,做好航天科技项目的立项与项目管理,以此来使得航天科技项目从立项、研究直至得出成果都有一套完善的航天科技管理制度来对其进行保驾护航,促进航天科技的发展进步。现今在航天科技的管理中缺乏系统性的航天科技战略管理框架,缺乏系统性的研究从而使得航天科技的管理长期以经验管理为主,其中,在航天科技的管理中主要以战略分析和战略制定为主要管理模式,忽视了对于航天科技管理战略实施监督控制,使得航天科技的战略管理并未取得良好的成果。因此,需要在分析借鉴国外同行成熟、先进的航天科技战略管理经验的基础上建立起符合我国航天科技战略管理需要的航天科技管理新模式,因此来提高航天科技项目的战略管理效率与效益,促进我国航天科技的高速、稳定的发展。
2 国外在航天科技与装备发展战略管理研究中的现状
国外在航天科技与装备战略发展中建立起了一套完善的管理机制,其中以美国和欧洲的航天局为主要代表,下文将对其航天科技与装备发展的战略管理模式进行分析介绍:(1)美国国家航空航天管理局对于航天科技与装备的战略发展主要分为三个层次,其中第一层次是管理局的战略管理,通过对航天科技项目的发展从规划、实施再到监督与控制,建立起一个完善的航天科技项目监督管理反馈回路以确保航天科技项目的规划和项目实时的紧密贴合,并对航天科技项目的实施进度进行监督与反馈控制,以确保航天科技项目的顺利实施。在航天科技项目战略管理的过程中,其主要依靠的是航天科技项目的战略管理原则,以确保航天科技项目研究工作的顺利展开。在航天科技项目的管理过程中通过三委员会的相互作用来构建起航天科技项目的监督管理体系。在战略规划阶段主要通过科学的研究确定NASA的近期及远期的发展规划并做好航天科技项目的战略管理与战略框架责任的安排。在项目实施阶段,则主要负责实施计划的责任安排。在航天科技项目的监督与控制环节,则主要通过内部的评估与评审,建立其内、外部的评价矩阵,负责航天科技项目实施的监督与控制。在第一层的航天科技项目的战略管理中,需要建立起精益治理、责任与决策以及考核与平衡、财务管理等方面的协调与管理,以确保航天科技项目的顺利实施。
在航天科技项目的第二层战略管理阶段,需要做好对于NASA下属企业的航天科技项目战略管理的延伸,在NASA总体战略的指导下,对科技项目的管理流程尤其是战略规划流程进行详细的细化和划分,确保航天科技项目的顺利实施。第三层为航天科技组件的战略管理,做好对于航天科技的实施计划、技术战略的应用以及商业化和教育战略的实施和布局,确保航天科技项目战略的顺利实行,与此同时,NASA对于航天科技项目的群和项目的组合管理的应用也十分重视,通过制定程序文件来对其进行专门的指导和规范。在欧洲航天局(ESA)中为航天科技的发展制定了终点-终点的航天科技战略管理框架,在航天科技的战略管理中主要从以下几个方面入手:为未来航天科技的发展项目建立和准备相应的技术储备、建立起完善的航天科技技术创新奖励机制、支持航天科技的发展并积极参与外部市场的竞争、做好关键技术的独立研发与掌握、积极做好航天科技在非航天领域的应用与商业化方向的应用。同时在航天科技项目的战略发展中,还需要将不同类型的技术项目群整合到统一的技术规划流程中,确保航天科技项目的管理流程更为透明、高效。ESA是多个国家共同组建的,因此在航天科技的管理中需要做好各方的协调,为保障技术发展战略的顺利实施,ESA通过建立欧洲航天技术平台来完成各成员国之间的协调与技术的一体化,在航天科技的战略管理上,ESA在其航天科技项目的战略管理框架中都有着明确的要求与体现,为做好航天科技项目的规范化管理建立起了良好的管理体系。
3 做好我国航天科技项目的管理
相较于国外成熟、完善的航天科技项目的管理体系,我国在航天科技项目的管理上欠缺的是系统性的航天科技战略管理框架,且长期处于以经验管理的状态,其中对于航天科技项目的管理的重点放在战略分析和战略制定上,对于航天科技战略的实施和监督与控制有所欠缺。因此,在研究和借鉴NASA和ESA等在航天科技项目发展与战略管理方面的经验,在了解其在理论研究、战略管理模式以及战略管理原则等方面的研究进展的基础上对国内航天科技项目的管理进行补充与完善,从管理机制与治理结构方面入手,明确在航天科技管理中各职能层、企事业层等的职责与特点,建立起符合我国航天科技发展需求的战略管理框架与管理原则,并以此为基础指导航天科技项目的战略管理,促进航天科技项目的顺利实施。
4 结束语
航天科技项目的战略管理对于促进航天科技项目的发展有着重要的意义,文章在分析了NASA和ESA发展特点的基础上对如何做好我国航天科技项目的战略管理提出了几点建议。
参考文献
[1]朱煜明,等.国际航空航天科技与装备发展战略管理经验及其对我国的启示[J].机械制造,2010,2.
航天技术发展的基础范文5
经由卫星实况转播这个短语是航天技术取得巨大成就的象征,随着卫星通信广播事业的快速发展,这个短语已逐渐被人们省略,而成为日常生活中普遍公认的传播方式。卫星通信用电波把整个世界既快又准确地联系在一起,这种联系一旦中断,经济发展的速度将会大大放慢。
人类社会正进入信息社会,信息已成为世界上最重要的战略资源。信息技术是当代最为活跃的生产力。应用信息技术可提高工农业和服务行业的效益及竞争能力,促进管理和决策的科学化, 推动国民经济各部门逐步转移到新的技术基础上来。大力发展信息产业,加速国民经济信息化,是建立和发展我国社会主义市场经济,保持国民经济持续、快速、健康发展的客观要求。
在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,进一步丰富其内涵,扩展其外延,最终将彻底改变地球上的面貌。航天技术与计算机的融合,形成了在地球上跨越时间和空间的信息基础结构,它将逐步进入千家万户,从根本上改变人们的生产、生活和相互交往的方式,并加速人类文明和文化的传播,增进互相理解和全球意识。因此,加速发展航天技术,从多方面、高效率地利用航天技术, 特别是充分利用空间信息资源,以促进社会生产力的发展,提高人流、物流和能量流的利用率,增进文化交流和人民间的理解和信任,已成为当今世界各国的共识。
一、空间信息高速公路
世上本没有路,路是人走出来的。我国汉朝开辟了经西域通往西方的道路,沟通了我国同西方许多国家在经济和文化方面的联系,被后人称之为“丝绸之路”。1855年德国机械工程师卡尔·本茨发明了世界上第一辆实用的内燃机汽车。当他驾驶这辆木制的三轮汽车,在自己的院子里行走撞到墙上的时候,还没有想到路。7年之后,福特发明了汽车,并于10年后形成产业的时候,人们开始把目光盯在汽车的跑道上,于是1913年柏林西南部出现了世界上第一条高速公路。在此后的数年中,高速公路这种具有魔力的通道,使世界发生了神奇的变化。
信息高速公路作为信息革命的基础设施和通向21世纪的神奇通道,已成为世界各国争夺信息资源,确保竞争优势的筹码。1993年,在美国政府报告中,对信息高速公路给出了明确的概念:它是一个能够向用户提供大量信息,由通信网、计算机、数据库,以及日用电子产品组成的完备网络。具体地说,就是在全国范围内,铺设新型光缆作为信息流通的干线,通过光缆和多媒体向全国提供教育、科研、卫生、商务、金融、文化娱乐等颇为广泛的服务。
所谓空间信息高速公路,可形象地将它理解为以卫星——光纤为主体,再辅之以其它通信手段作为“公路”,并利用集电脑、电话、电报、传真等为一体的多媒体,使信息能够高速传递并可共享的通信网络。这种网络可遍布全国乃至全球。在中国,则将它称之为国家经济信息化基础设施, 其内涵包括4项要素:网络与通信、计算机与信息化设备、信息资源与服务、人与信息化环境。
空间信息高速公路有两个特征:第一个特征是利用通信卫星群和光导纤维网组成混合型全球通信网,实现计算机网络化和信息双向交流;另一个特征就是用多媒体技术普及计算机的使用。卫星通信和数字网络光缆就像高速公路一样,是促进社会经济发展的基础设施。它不仅指地面光缆数字通信网络系统,而且还包括通信卫星、卫星定位和导航、环境和灾害监测信息系统。此外,还应包含社会、经济统计数据库和自然资源数据库系列,以及宏观调控、规划决策和工程设计服务、知识库、逻辑推理人工专家系统。这样就能有效地实现以信息流代替人流、物流与能量流。
在空间信息高速公路中,卫星无线电通信频带宽,极容易实现双向高速率的数据传输和可视电话业务,并且适用于单向多路的电视节目传输,也非常适合于大型跨国企业间的业务联系。由于地面信息高速公路的成本昂贵,需要10~15年甚至更长的时间才能建成,是一个无法在短期内普及服务的巨额投资项目。对于发展中国家来说,空间信息高速公路的建设,可弥补通信基础设施差, 以及区域性通信空缺的不足。
地面信息高速公路的全球化和用户的移动化都十分困难,而空间信息高速公路的全球网络却很容易实现,因此,用它进行全球移动通信,在数率不特别高的情况下,便能实现诸如可视电话之类的双向传输。
空间信息高速公路,更具有能适应现阶段经济发展中所出现的各地区差别悬殊的特点。在中国地广人稀的西部地区,加强卫星远距离教育和电视广播,对于提高西部地区的文化素质,普及科学技术知识,消灭贫困愚昧落后现象无疑有着重大的意义。
因此,空间信息高速公路,一方面利用了光导纤维传送信息量大、信号几乎不失真、速度快而且保密性强的特点;另一方面,又利用了通信卫星的通信方式极其方便、覆盖面十分宽广、特别适合于移动终端和全球个人通信的特点。这两者组合,形成了优势互补,可以认为是最佳的方案。
二、信息社会对应用卫星的需求
1静止通信卫星网
美国休斯空间通信公司提出了建设全美卫星通信网络的计划。建设投资66亿美元,计划发射2颗静止通信卫星,从1998年开始以无线形式向美国用户提供高速双向数据传输和可视电话业务,在美国电信业务中,率先开发频率宽度可根据用户需要而变化的传输业务项目。最近又提出, 到2000年,将美国全国性的卫星通信网络,扩大成全球通信网络,最终发展成全球性空间信息高速公路,设计总投资约32亿美元,由9颗静止通信卫星组成可覆盖全球的通信网络。
2低轨道卫星群移动通信系统
在通信方面除可利用静止通信卫星网以外,还可利用低轨道上位于不同轨道面的多颗卫星,来转发地面用户的信号。目前全世界已出现了十几种较为有名的方案,有些方案正在付诸实施。例如,美国摩托罗拉公司提出的“铱”卫星系统,由6个极地、近地、近圆轨道面上运行的66颗小型通信卫星组成,每个轨道面均匀分布着11颗卫星。由于这一卫星系统中的卫星轨道距地球表面较低,只有400~500公里,所以无线电信号很强,个人手持式无线电话机很容易获得清晰的信号和语音。“铱”卫星系统的地面设备则由系统控制中心,以及分布在世界各用户国家和地区的关口站和终端设备等组成。又如,美国呼叫公司与其它有关公司创建的全球无线通信网,也称之为全球通信系统。由于以宽带传送,因而能传送电视及高速数据。这一耗资90亿美元的庞大通信网络,将由 840颗低轨道(700公里高度)现代小型通信卫星来覆盖地球95%的地区,它可以双向传输包括电视图象在内的各种信号,以及个人语音通信,具有数据、传真、寻呼和定位功能。该系统的主要特征, 是利用通信卫星群和光纤网实现计算机网络化和信息双向交流,并将成为二次信息革命的主要物质基础与保障。
3大容量激光卫星通信
激光与普通光源相比,具有很多特殊的性质,譬如激光辐射在“时间”上高度集中,很适合用于快速保密通信。激光辐射在“空间”上高度集中,方向性很强,而且具有高增益,因而用于通信可以传递得非常之远。激光辐射在“波长”上高度集中,因此波长分布范围很窄。激光的相干性、单色性和方向性,使它成为通信的理想载体。在理论上,光的频段宽度达到1013~1015赫,这样大的带宽,对每路仅4千赫的电话,可容纳100亿路之多;对带宽为10兆赫的彩色电视,也可同时传输1000万套电视节目而不相互干扰。由此可见,一旦激光卫星通信投入实际应用之后,由于其具有容量大和抗干扰性强等特点,不仅能扩大通信容量,缓和通信频段拥挤的局面,而且可避免洲际通信时的时延现象发生,是实现空间通信和准确快速、保密性强的军事卫星通信的重要途径。卫星激光通信技术无论是在静止轨道上的卫星,还是低轨道的卫星、飞船、航天飞机、空间站,以及深空探测器,都可以利用激光通信技术将它们连接在一起,形成一条无形的光学链路,使信息畅通无阻,因而空间信息高速公路成为名符其实的高速公路。
中国重视信息通信技术的发展,而且已经列入国家计划。面对世界高科技领域的挑战,为加快发展具有中国特色的信息高速公路,而不失时机地推动信息化,中国以“金字”工程为生长点,与卫星通信相结合,逐步形成信息产业。通过“金字”工程的实施,建立国家数据通信基干网和一系列专用网,为发展信息产业奠定基础。根据宏观分析预测,中国目前使用的卫星转发器不到50个,到 2000年中国大约需要145~150个卫星转发器,到2010年,将需要588~837个卫星转发器。
三、空间信息高速公路将推动社会经济发展
随着空间信息高速公路的建成,将使工商企业和整个社会处于一场革命之中,而这场革命的规模和效果是难以预测的。对其发展前景,现初步分析如下:
1巨大的商业利益
为了建设信息高速公路,美国政府和企业界计划共同投资400多亿美元。根据预测,2010年, 信息高速公路产业所创造的市*2改变人类生产和生活方式伴随着社会信息化和信息高速公路的建设,人们便能充分利用信息,大大提高物质生产的效率,提高原材料和能源利用率,有可能改变人类的生活方式,并终将从传统的生产和生活中解放出来。将出现电视电话、可视电话会议、电视购物、电视教学、家庭影视室、家庭图书馆、家庭数据库、在家中办公等等一系列新生事物。随之而来的将会给教育、卫生,保健等部门带来一场革命,无论在何时何地,都可向所有图书馆要求检索所需资料,浏览有关图书;随时随地可通过联机方式,立即获得最好的医疗保健服务和其它社会需求服务,医院遇到疑难病症时,可以向远距离的医学专家请教,以求得正确的诊断和治疗。以美国为例,仅医疗支出这一项,每年可节省1000亿美元。此外,可为能源、交通、环境等问题提供一种新的缓解方法。
航天技术发展的基础范文6
【关键词】电子信息工程技术;发展;应用
1.电子信息工程的发展现状
随着科技的进步,电子信息工程技术的应用范围已越来越广,因其便捷的功能也越来越受到人们的重视,对人们生活的影响也更加大。但是电子信息工程技术在应用过程中,出现了许多问题,而这些问题的出现在一定程度上不利于电子信息工程技术各功能更好地发挥。从我国目前电学信息工程技术实际情况来看,我国处于发展阶段,其在挖掘核心技术潜力上有极大的发展空间。但目前我国电子信息工程的核心技术在应用能力上有限,因此需借鉴发达国家先进的科学成果,这就对我国电子信息工程技术的发展形成了限制。此外,缺乏相关电子信息工程技术的专业人才,影响了我国电子信息工程技术的创新和发展。而政府在电子信息工程技术上的投入力度不够,导致我国此方面技术发展缓慢,极大的限制了电子信息工程技术发展和应用范围的扩大。
2.电子信息工程技术的应用
2.1农业方面的应用
将电子信息工程技术应用于农业中,让农业机械朝着智能化、科技化、网络化方向发展。在复杂型的农业机械中,通常都装置了一些与计算机终端相连的规范型电子控制单元,很大程度上提高了农业技术的监测和调控,使其操作更为便捷。如图1所示,该图为农业大田远程监测系统,此系统运用电子信息工程技术进行监测金额控制。在电子信息工程技术的基础上进行设计,能更为快速的判断出外界环境,同时可按照人所设定的步骤有序进行操作,不仅节省了物力,还节省了人力。我国农业占比很大,在农业中应用电子信息工程技术有效促进我国农业的发展,提高效率,于我国社会经济的整体发展而言有着重大的意义。
2.2军事方面的应用
同时也促进了军事电子产品的智能化、轻量化,下战争技术上,光电子技术以其高性能、高集成度等优势,广泛应用与跟踪、侦查、识别、预警等方面,有效促进了我国军事水平的提高。我国的光电子技术凭借其高性能优势,在侦察和预警方面,都大大促进了我国在军事上水平的提升。
2.3在航空航天方面的应用
在航空航天方面,电子信息工程技术在其研发和设计、管理等方面都有设计。在卫星导航系统和导弹航向控制方面,电子信息技术的应用非常多。通过借助该项技术,我国的航空航天技术很多在世界都是处于领先地位的。
2.4在工程领域的应用
在很多工程建设中,对工程造价的管理非常关键,而应用电子信息工程技术就能够大大提高工作效率,还能节省大量的人力和物力投入。所谓工程造价管理,就是基于工程建设,监理一种数据库系统,开发一些软件实现对工程造价的动态管理。这种管理非常有利于提高工程管理的质量,从而使工程造价管理顺利进行。
3.电子信息工程技术发展应用途径
在信息技术时代,信息产业飞速发展,电子信息工程技术的快速发展也能促进经济更好更快地发展,其对于推进和谐繁荣的社会发展环境非常重要。因此,为了使我国的先进产业技术水平处于全球领先地位,有必要加强电子信息工程技术的研发,颁布国家相应的国家政策,通过政策导向,来引入资金和技术人才进入电子信息产业。
3.1大力营造良好的创造发展环境,培育创新型技术人才
在电子信息工程技术产业中,只有加强技术创新,才能真正提升国家产业技术实力。从而激发技术人才的创造能力和主动性。因此,二十一世纪,为了改善我国目前的电子信息工程技术的现状,一定要重视创新型技术人才的培育。坚持“以人为本”,增强科研资金费用,打造更加完善的技术储备体系,为技术创新提供发展的前提和基础。
3.2鼓励产品及服务创新,培养电子信息经济持续增长
目前,在国内外电子信息市场竞争白热化的过程中,为了更好地分析市场,对技术进行改革和创新,从而实现核心技术的突破,做好技术人才储备是非常关键的,这也是实现可持续发展的重要前提和基础。在电子信息产业中,除了跟设备制造企业加强合作之外,还要加强自主知识产权的保护,对于技术创新的企业给予足够的费用支持。另外,我国政府要对国有电子信息产品的进行合理地控制,给国内电子信息产业足够的发展余地。使电子信息产业走向市场,让各个企业有一种危机意识,从而激发他们更加积极主动地投入到技术创新中去。
4.小结
随着时代的发展,电子信息工程技术将逐步融入我们的生活和工作中,为我们提供更加智能化的新科技产品。这也会给传统产业带来产业升级的机遇。随着我国在电子信息工程领域技术逐步实现突破,电子信息工程产业的前景将会越来越光明。
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