空間信息網(wǎng)憑借衛(wèi)星得“天”獨厚的優(yōu)勢，對廣域空間信息資源進行一體化組織與處理，是具有按需服務(wù)能力的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施?？臻g信息網(wǎng)是由不同軌道上不同種類、不同性能的衛(wèi)星或星座系統(tǒng)以及相應(yīng)的地面設(shè)施，按照信息資源的最大有效綜合利用原則，通過星地、星間鏈路構(gòu)成的天地一體化綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠集信息獲取、信息分發(fā)、信息處理于一體，以最小的代價獲取盡可能廣泛、實時的信息，并快捷地發(fā)送到各終端，已經(jīng)成為軍民信息應(yīng)用領(lǐng)域不可缺少的重要系統(tǒng)。
空間信息網(wǎng)綜合了軍民兩用的多種航天系統(tǒng)......傳統(tǒng)的各類衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)分離的控制中心通過網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)從單一平臺轉(zhuǎn)移到綜合信息網(wǎng)絡(luò)上，能夠?qū)崿F(xiàn)陸?？仗煨畔⑷诤瞎蚕?，實現(xiàn)不同信息獲取和應(yīng)用組織的跨域信息互通互操作，并最終實現(xiàn)信息在軍事和民用領(lǐng)域全天時、全天候、全方位的無縫支持。
1 空間信息網(wǎng)應(yīng)用需求
廣域信息感知需求
空間信息系統(tǒng)中的遙感衛(wèi)星、測繪衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星等為大時空廣度、多譜段的信息獲取提供了技術(shù)手段，多顆遙感衛(wèi)星組網(wǎng)可實現(xiàn)對指定區(qū)域的連續(xù)探測。通過分散的傳感器信息集成，預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)可以在彈道導(dǎo)彈的助推段發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，提供預(yù)警信息，擴展了地面雷達(dá)和預(yù)警機的預(yù)警范圍，為反導(dǎo)作戰(zhàn)贏得寶貴的準(zhǔn)備時間。測繪衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星可以提供戰(zhàn)場的詳細(xì)信息，縮短了信息獲取時間，為作戰(zhàn)決策提供有力的支持。
通信和指揮控制需求
與地面通信網(wǎng)相比，天基信息系統(tǒng)不受地域、地形的影響，能夠完成快速組網(wǎng)，短時間內(nèi)可實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的終端用戶接入，為災(zāi)害救援、聯(lián)合作戰(zhàn)、遠(yuǎn)洋編隊等任務(wù)提供廣域通信支持.......能夠減少指揮層級實現(xiàn)扁平化的快速決策和響應(yīng)，實現(xiàn)跨領(lǐng)域、跨地域的聯(lián)合行動。
信息融合需求
為實現(xiàn)信息的實時提取和高效分發(fā)利用，空間信息網(wǎng)利用星載信息處理技術(shù)，可以直接從遙感圖像信息中提取有效信息并下傳給用戶，不僅大幅度降低了數(shù)傳信道壓力，還能顯著提高信息產(chǎn)品的時效性?；诳臻g多源信息獲取平臺，利用空間信息處理技術(shù)對信息進行自動化融合處理，能夠極大提高信息獲取的準(zhǔn)確性、目標(biāo)提取的實時性和信息分發(fā)的目的性......
2 空間信息網(wǎng)發(fā)展態(tài)勢
空間信息網(wǎng)的發(fā)展經(jīng)歷了“單星系統(tǒng)-單層衛(wèi)星系統(tǒng)-多層衛(wèi)星系統(tǒng)”三個發(fā)展階段，目前正向“異構(gòu)多功能衛(wèi)星系統(tǒng)”，即空間信息網(wǎng)發(fā)展演進?？臻g信息網(wǎng)的本質(zhì)是實現(xiàn)了空間衛(wèi)星系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和一體化，將系統(tǒng)中的各個節(jié)點通過星間鏈路、星地鏈路有效地組織起來，提高系統(tǒng)的靈活性、機動性和智能化。因此，通信網(wǎng)絡(luò)化、衛(wèi)星智能化、深空通信等成為未來空間信息網(wǎng)發(fā)展的熱點方向。
空間組網(wǎng)通信
2001年美軍提出軍事轉(zhuǎn)型計劃，支持美國大陸和政府網(wǎng)絡(luò)間的通信。相互連接以后，以前區(qū)域性的網(wǎng)絡(luò)可連接到空間信息網(wǎng)實現(xiàn)全球互聯(lián)，支持用戶、處理中心和存檔中心間的信息交換。隨著空間路由技術(shù)的發(fā)展，美國開展了“思科低軌衛(wèi)星路由器”(CLEO)研究計劃......
美國國防部于2006年開展“太空互聯(lián)網(wǎng)路由”(IRIS)計劃。在地球同步衛(wèi)星空間環(huán)境下，測試評估星載IP路由器的工作性能以及對IP業(yè)務(wù)傳輸與路由的影響。衛(wèi)星發(fā)射成功后將構(gòu)建以星上IP路由器為交換核心的IRIS網(wǎng)絡(luò)，為美軍提供話音、視頻和數(shù)據(jù)通信服務(wù)，并實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)分組業(yè)務(wù)的“一跳”轉(zhuǎn)發(fā)......
NASA綜合網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
星載高速信息處理
星載信息處理載荷通過智能處理技術(shù)能夠從遙感圖像信息中提取有效信息直接下傳給用戶。目前，世界上發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將星載信息處理載荷應(yīng)用于多種類型的業(yè)務(wù)衛(wèi)星，使空間信息獲取系統(tǒng)不僅能獲取數(shù)據(jù)，并能對數(shù)據(jù)進行聚集和系統(tǒng)化處理，變成用戶容易接受的形式，形成用戶可直接利用的信息。美國計劃大力發(fā)展星上信息“融合”技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖像壓/擴技術(shù)等，經(jīng)星上處理后的信息，可供用戶實時采用。
深空探測組網(wǎng)
20世紀(jì)末美國國防高級研究計劃局(DARPA)資助NASA噴氣推進實驗室(JPL)進行名為“行星際互聯(lián)網(wǎng)”(IPN)的研究計劃，該計劃比“思科低軌衛(wèi)星路由器”等研究計劃涵蓋的范疇更大，將應(yīng)用于火星等其他行星的科學(xué)研究上。系統(tǒng)構(gòu)成包括行星網(wǎng)、行星際擴展網(wǎng)、行星際骨干網(wǎng)三部分。美國國防高級研究計劃局基于IPN的體系結(jié)構(gòu)，結(jié)合地面移動網(wǎng)絡(luò)、AdHoc網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等受限網(wǎng)絡(luò)的特征，提出了容延遲網(wǎng)絡(luò)(DTN)。DTN可以處理具有間歇式連接和大傳輸延遲特性的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)問題和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)問題。其相關(guān)組件主要由消息轉(zhuǎn)發(fā)機制、節(jié)點與端點機制、命名與尋址機制、路由與轉(zhuǎn)發(fā)機制、安全機制、服務(wù)質(zhì)量保障機制和匯聚層適配器組成，相關(guān)協(xié)議在開放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)層次模型中處于傳輸層之上，應(yīng)用層之下。
信息系統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用
衛(wèi)星信息實時應(yīng)用于戰(zhàn)術(shù)目的的需求日益凸顯。為解決前線基層作戰(zhàn)人員無法實時按需獲取戰(zhàn)區(qū)情報的問題，美國國防高級研究計劃局于2012年3月12日提出了“提高軍事作戰(zhàn)效能的空間系統(tǒng)”(SeeMe)項目發(fā)展構(gòu)想，該項目實質(zhì)上是以低成本為最高優(yōu)先級，通過創(chuàng)新衛(wèi)星研制模式、創(chuàng)新圖像獲取和處理技術(shù)、創(chuàng)新發(fā)射部署模式......
在空間信息的綜合利用方面，美國針對如何從大數(shù)據(jù)中自動化、智能化地識別最有價值的信息，并進行分析處理，幫助指戰(zhàn)員更好地做出決策，美國國防高級研究計劃局在2010年后推出了多個項目，如“洞察”(Insight)火星著陸器等......該項目2013年進入了第二階段，進一步增強綜合、分析、集成多源信息能力。(文|王大鵬、等)
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