为什么“锁眼”卫星是全球航天工业桂冠上的明珠?——为商业地球观测未来提供的战略分析
篇首语:刍议卫星遥感的“快、准、赅、灵”。关于卫星遥感,我国摄影测量与遥感学家李德仁院士已经用“快、准、灵”给出了科学总结与概括。为什么还要加上一个“赅”字呢?“赅”字的核心义为“完备、完备无缺”,既指信息覆盖全面的“完备性”,又隐含内容充实的“丰富度”。少了这个“赅”字,就无法充分理解:为何地面和低空已经发展了丰富且“看上去廉价”的信息获取手段,卫星对地观测仍然在全球范围取得了爆发式的增长和繁荣。信息“完备性”(赅),是信息化和智能化重要的“四梁八柱”之一;过顶图像及光谱,是对地面一切信息采集手段的重要补充、丰富和校验;“言简而意赅”是过顶图像智能的一个重要发展趋势。自“科罗拉”和“锁眼”卫星问世以来,它从来都是信息化和智能化社会发展的刚需,而非可有可无。今天,全球范围内如雨后春笋般涌现出的商业航天遥感公司,其底层逻辑都可以追溯至“锁眼”和“长曲棍球”卫星。经过60多年持续不断地、累计高达上万亿美元的全球投入(计入通货膨胀系数),遥感科学与技术领域即将迎来一场重大的产业革命,我们称之为“过顶图像革命”。机不可失,时不再来,中国需要努力抓住这场机遇。

背景图:“过顶图像革命”创新理论研究发表于我国商业航天领域权威科技期刊《卫星应用》。引用格式:江志军,郭世亮. 过顶图像革命:概念、特点、组成及应用.《卫星应用》,2025年10月第10期第23-30页
引言:一场无形的革命——定义“桂冠上的明珠”
将锁眼(Keyhole)系列卫星誉为航天工业的“桂冠明珠”,其理由远超单一的技术维度。本报告的立论基于其在三个核心支柱领域产生的深远影响:
技术霸权的确立:在长达数十年的时间里,“锁眼计划”代表了航空航天与光学工程领域的绝对巅峰,持续不断地挑战并突破物理极限,定义了天基观测能力的最高标准。
地缘政治的重塑:锁眼卫星提供的情报是美国在冷战期间进行战略管理并最终取得胜利的关键因素。正如美国前总统林登·约翰逊所言,仅从太空摄影中获得的知识,其价值就“十倍于整个太空计划的成本”1。
市场生态的催生:锁眼计划在技术、政策和人才资本方面,是现代商业遥感产业的直接“始祖”。它不仅验证了天基观测的巨大价值,其技术溢出和政策演变也为商业化应用铺平了道路。
本报告将以战略分析的视角,通过解读“锁眼计划”的非凡历史,为商业航天领域的领导者提供可付诸实践的洞察,从而清晰地揭示美国国家侦察办公室的秘密过往如何深刻影响着今天的商业航天遥感决策。

图1:“锁眼计划”全景图
第一章:铸造“锁眼”——太空之眼的时代需求
1.1后“斯普特尼克”时代的威胁与情报真空
第二次世界大战结束后,世界迅速进入冷战格局。美国社会对珍珠港式的突袭记忆犹新,这种“不再有‘珍珠港’”的心态,催生了对潜在威胁进行先期预警的强烈需求2。然而,苏联等“封闭社会”的特性,使其战略军事能力对西方世界构成了一个巨大的情报黑箱,引发了对所谓“轰炸机差距”乃至“导弹差距”的普遍恐慌与猜测1。
1957年,苏联成功发射第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”(Sputnik 1),这一事件极大地加剧了西方的忧虑。它不仅展示了苏联卓越的科技实力,更揭示了利用太空进行军事威胁的可能性,使得获取可靠情报的需求变得空前迫切3。
1.2高空侦察的终结:U-2侦察机事件
面对情报真空,美国最初的解决方案是动用U-2等高空侦察机对“禁区”进行空中侦察2。然而,这种方式不仅在外交上极具争议,其物理风险也极高。1960年5月1日,由中情局(CIA)飞行员弗朗西斯·加里·鲍尔斯(Francis Gary Powers)驾驶的一架U-2侦察机在苏联上空被击落,飞行员被俘。这一事件使美国对苏联的空中侦察行动戛然而止,从而产生了一个不可协商的、紧急的需求:必须开发一种能够不受侵犯地在太空中运行的替代方案1。
事实上,早在1958年2月,艾森豪威尔总统便已批准了CORONA计划,将其作为一项从更广泛的WS-117L项目中剥离出来的“应急项目”,以应对现有项目进展缓慢和对过顶成像的迫切需求3。U-2事件的发生,无疑为这一决策的紧迫性和正确性提供了最有力的注脚。
1.3创新的新模式:国家侦察办公室(NRO)的诞生
锁眼计划的成功,不仅在于技术突破,更在于其组织模式的革命性创新。为解决CIA和美国空军在卫星侦察项目上各自为政、进展缓慢的问题,美国政府于1961年秘密成立了国家侦察办公室(NRO),其存在本身直到1992年才被公之于众2。
NRO的成立,是基于艾森豪威尔和肯尼迪两届政府的推动,旨在整合CIA、国防部(DoD)及空军的资源,形成统一领导2。它开创了一种独特的公私合作模式,将政府机构的任务导向与私营企业(如洛克希德、伊特克、柯达、珀金-埃尔默等)的敏捷创新能力相结合,形成了一个高度机密、流程简化且资金充裕的组织2。这种模式最大限度地减少了官僚主义的掣肘,使得高风险、高回报的快速创新成为可能。埃德温·兰德(Edwin H. Land)和詹姆斯·基利安(James R. Killian)等关键人物在推动这一新模式中发挥了重要作用3。NRO的座右铭“Supra et Ultra”(超越之上),精准地概括了其不断挑战技术与作战极限的使命11。
“锁眼计划”的诞生历程揭示了一个基本规律:驱动基础性创新的往往是关乎存亡的重大威胁。该计划并非源于对现有能力的渐进式改良,而是对国家安全面临的严峻挑战的直接回应。对核突袭的恐惧以及U-2侦察机等现有手段的失效,共同创造了一个必须被填补的战略真空,从而为耗资巨大、风险极高的“登月式”项目提供了充足的政治意愿和资源保障。对于商业航天企业而言,这表明最大的市场机遇往往蕴藏于为政府或大型产业解决那些看似棘手且攸关重大的难题之中,而非仅仅提供现有服务的廉价版本。
与此同时,NRO的创建本身也证明了组织架构对创新速度的决定性作用。这一受严格保密、免于常规官僚监督的公私混合实体,其效率远超传统的政府或军事采购流程。它融合了CIA的任务敏感性、空军的作战专业知识以及私营企业的技术敏捷性,构建了一个能够容忍早期失败(例如CORONA项目前12次发射均告失败3)、集中资源进行长期研发且不受短期政治干扰的创新温室。商业公司可以从中借鉴,通过设立内部的“臭鼬工厂”或特别项目办公室,将突破性研发项目与季度财报的压力相隔离,从而培育真正的颠覆式创新。
第二章:模拟时代的巅峰——用胶片掌握侦察艺术
锁眼计划的第一代卫星,通过将基于胶片的摄影测量技术推向极致,构建了一个层次分明、功能互补的情报收集体系。
2.1CORONA(KH-1至KH-4B):广域搜索者(1960-1972)
任务定位:CORONA的首要任务是对苏联等“禁区”进行大范围普查,以发现感兴趣的目标,并最关键地评估苏联战略导弹力量的真实规模2。
核心技术:该系统采用全景相机(初期为单相机,后发展为用于立体成像的双相机),将拍摄的胶片装入“卫星回收舱”(SRV,俗称“胶片桶”)中,再入大气层后由美国空军的飞机在空中进行拦截回收1。
技术演进与分辨率:CORONA系统经历了KH-1、KH-2、KH-3、KH-4A及KH-4B等多代相机系统的迭代。其分辨率实现了惊人的提升,从KH-1最初的40英尺(约12米)提升至KH-4B系统最佳的约6英尺(1.8米)3。KH-4系列引入的双相机设计使其具备了立体测绘能力,能够提取地形高程数据12。
战略影响:1960年8月的首次成功任务,一次性获取的影像就超过了此前所有U-2飞行任务的总和3。更重要的是,CORONA的影像无可辩驳地证明了所谓的“导弹差距”纯属虚构,使美国决策者得以基于事实而非恐惧来制定国家战略,其贡献被认为是“几乎无法估量”的2。

图2:KH-4A卫星概貌。携带双相机使其具备了立体测绘能力,1962年左右运行于180-275km的超低轨道(VLEO椭圆轨道)
2.2GAMBIT(KH-7与KH-8):高分辨率详查者(1963-1984)
任务定位:GAMBIT的任务是针对由CORONA或其他情报来源发现的特定目标进行高分辨率的“详查”,以获取精细的技术情报,用于分析苏联和中国的军事装备细节8。
核心技术:为实现极高分辨率,GAMBIT卫星在更低的轨道上运行,并搭载了功能强大的长焦相机。KH-7(GAMBIT 1)的相机焦距为77英寸13。KH-8(GAMBIT 3)则在此基础上大幅升级,其相机焦距长达175英寸(4.46米),配备了包括可操纵反射镜和1.1米主镜在内的复杂光学系统23。KH-8还创新性地引入了“滚动关节”设计,使相机可以在不改变卫星姿态的情况下转动,极大地提升了平台稳定性和目标捕获效率24。
技术演进与分辨率:KH-7的分辨率达到了2-3英尺13。而KH-8则将分辨率推向了大气湍流所允许的物理极限,实现了优于4英寸(10厘米)的惊人指标,使其能够从轨道上分辨出棒球大小的物体25。这一成就的背后,是伊士曼柯达公司在胶片技术上的持续突破,其卤化银晶粒尺寸从1550埃缩小至900埃25。
战略影响:GAMBIT提供了理解苏联武器系统具体技术参数所需的情报,从导弹发射井的构造到建造中的潜艇细节,无一不包20。1973年,它甚至被用来拍摄受损的“天空实验室”(Skylab)空间站,为修复任务提供了关键图像25。
2.3HEXAGON(KH-9“大鸟”):综览全局的杰作(1971-1986)
任务定位:HEXAGON被设计用来接替CORONA的广域搜索任务,但其分辨率接近GAMBIT的水平。它的主要使命是进行大范围、高精度的天气图式覆盖,因此获得了“割草机”的绰号8。该系统在《限制战略武器条约》(SALT)的核查中扮演了至关重要的角色31。
核心技术:作为当时体积最大(长60英尺,重30000磅)的间谍卫星,KH-9本身就是一项技术奇迹31。它搭载了两台由珀金-埃尔默公司制造的强大全景相机以进行立体成像,部分任务还额外携带了一台伊特克公司制造的测绘相机30。星上携带的胶片总长度达到了惊人的60英里(约32万英尺),并配备了四个胶片回收舱,使其平均任务时长超过124天13。其胶片传输系统极为复杂,胶片在超过100个滚轮上以高达每秒200英寸的速度移动30。
分辨率:作为广域搜索系统,HEXAGON实现了约2英尺(0.6米)的地面分辨率,相比CORONA是巨大的飞跃30。
战略影响:HEXAGON有能力在单次任务中拍摄几乎整个苏联的国土,提供了全面、可靠的情报,构成了SALT I和SALT II等军控协议得以实现的“国家技术核查手段”(National Technical Means of Verification)31。这一能力被一些人认为在客观上阻止了第三次世界大战的爆发31。
项目 |
CORONA (KH-4B) |
GAMBIT (KH-8) |
HEXAGON (KH-9) |
运行周期 |
1967–1972 |
1966–1984 |
1971–1986 |
主要任务 |
广域搜索 |
高分辨率详查 |
大范围综览/测绘 |
核心技术 |
双全景相机(立体) |
175英寸长焦相机,滚动关节 |
双全景相机(立体),测绘相机 |
最佳分辨率 |
~6英尺 (1.8米) |
< 4英寸 (0.1米) |
~2英尺 (0.6米) |
战略贡献 |
揭穿“导弹差距”神话 |
提供精确技术情报 |
支撑SALT军控条约核查 |
NRO在胶片时代的战略布局清晰地表明,其追求的并非单一的“全能”卫星,而是一个功能互补的卫星舰队。通过部署专门化的系统——广域搜索的CORONA/HEXAGON和高分辨率详查的GAMBIT,NRO优化了整个情报周期,实现了从目标发现、识别到技术分析的高效闭环8。这种“发现并指示”(tip and cue)的协同工作模式,是对昂贵天基资产最高效的利用方式。这为今天的商业遥感领域提供了一个直接的战略蓝图:一个成功的商业星座不应是单一卫星的简单复制,而应是一个混合架构,将具备每日全球覆盖能力的中分辨率监测卫星与可按需任务规划的高分辨率卫星相结合,以满足不同层次的市场需求。
此外,GAMBIT计划对极致分辨率的不懈追求,最终触及了大气湍流所设定的物理极限,创造了一项持续数十年的技术优势25。即便是后来数字化的KH-11卫星投入使用,KH-8依然在役,因为它凭借低轨道和高质量胶片所获得的图像在某些方面仍然无法被超越29。这说明,对核心性能指标(如分辨率、光谱多样性或重访率)进行基础性研发投入,以达到行业顶尖水平,能够构建起难以被竞争对手轻易模仿或超越的持久竞争壁垒,即便后者采用了不同的技术路径。
第三章:数字黎明——KH-11与实时情报时代的来临
空间侦察史上最重大的范式转变:从物理回收胶片到近实时传输数字图像。
3.1KENNEN/CRYSTAL计划(1976年至今)
任务定位:KH-11(代号KENNEN,后改为CRYSTAL)的核心使命是提供近实时的光电成像(EOI)情报,彻底消除了胶片返回系统固有的时间延迟,使快速危机响应成为可能39。其设计目标是用一个灵活的系统同时取代HEXAGON的广域搜索和GAMBIT的高分辨率详查功能41。
核心技术:KH-11是美国第一颗采用光电数字成像技术的间谍卫星39。其外形和尺寸据信与哈勃空间望远镜(HST)相似39。
光学系统:搭载了大口径主镜,初期型号为2.34米,后期增大至约3米,与哈勃的2.4米主镜相当。为哈勃望远镜开发计算机控制镜面抛光技术,正是源于NRO的这项技术积累39。
传感器:早期型号使用光敏二极管阵列,但很快就被开创性的电荷耦合器件(CCD)阵列所取代,后者是所有现代数码摄影技术的基础40。
数据传输:图像数据经过加密,通过“卫星数据系统”(SDS)中继通信卫星网络,传输至弗吉尼亚州贝尔沃堡的地面站(Area 58),将“从观测到分析”的时间线从数天或数周缩短至数小时甚至数分钟39。
分辨率:在理想大气条件下,其理论地面分辨率可达15厘米(6英寸)或更高(10厘米,降低轨道成像)39。
3.2实时成像的战略冲击
KH-11的出现彻底改变了情报工作的性质,使战术级监控和“迹象与警告”(indications and warning)情报成为现实。胶片返回系统的延迟是一个众所周知的战略弱点,在1973年的“赎罪日战争”中暴露无遗——当时美国缺乏及时的战场覆盖,而苏联则能够快速增派卫星进行侦察47。
KH-11系统几乎在部署后立刻就证明了其价值。在1979年苏联入侵阿富汗之前,该系统提供了关于苏军集结的关键、及时的情报,至少提前10天向决策者发出了警告49。此外,KH-11的在轨寿命以年为单位计算(受限于燃料而非胶片),与一次性的胶片返回式卫星相比,其运行效率和成本效益实现了数量级的提升39。
从KH-9到KH-11的转变深刻揭示了,情报(以及商业数据)的价值不仅取决于其质量(如分辨率),更取决于其时效性。在许多场景下,立即获得“足够好”的数据,远比在未来某个时间点获得“完美”的数据更有价值。1973年的赎罪日战争暴露了胶片返回系统在时间延迟上的战略短板,而KH-11正是为解决这一痛点而生,将交付速度置于首位。这一转变催生了全新的情报应用模式,即战术预警和危机监控,正如其在阿富汗危机中所展现的那样。对于商业遥感供应商而言,这突显了低延迟数据交付和高重访率能力的巨大市场价值。金融、保险、供应链管理等行业的客户,对信息获取的速度的重视程度,丝毫不亚于甚至超过对分辨率的追求。
KH-11的核心架构——大口径光学系统、数字传感器和数据中继链路——是如此先进和稳健,以至于其直系后代在近50年后的今天,依然是美国天基侦察体系的骨干40。NRO当初选择投资于一个基础性平台,而非一系列一次性的迭代产品。这种平台化设计具有模块化和可升级性(例如,传感器从二极管升级为CCD,后期批次采用更大的主镜),并通过设计在轨加注能力(由航天飞机执行)来最大化其长期价值和适应性39。这一历史经验为商业航天产业提供了宝贵的战略借鉴:尽管“新航天”时代强调小型卫星的快速迭代,但投资于耐用、高性能、可维护的核心平台,使其能够作为星座的可靠支柱服务十年以上,同样具有不可估量的长期价值。
第四章:“圣杯”的成就——锁眼计划不朽的科学与测绘遗产
本章探讨锁眼计划在其主要情报任务之外所产生的深远且往往出人意料的影响,这些影响巩固了其作为多用途国家战略资产的地位。
4.1重绘世界地图:对大地测量学与制图学的贡献
在锁眼计划之前,全球地图和大地测量模型存在着严重的不一致(论“赅”字的重要性)和不精确。锁眼计划,特别是像HEXAGON这样搭载了专用测绘相机的任务,首次提供了全面、高精度的全球数据集30。这些数据成为了美国军用地图、海图和大地测量(MC&G)工作的基础,对于从任务规划到精确制导武器的方方面面都至关重要。
即便在保密时期,锁眼影像也已被美国地质调查局(USGS)用于更新其非保密的国家地形图系列,这直接证明了其民用价值53。1973年发布的《联邦测绘工作组报告》就曾强烈建议扩大使用这一“国家资产”,以提升民用测绘的效率和效益54。
4.2解密法令:第12951号行政命令
1995年2月24日,美国总统比尔·克林顿签署了第12951号行政命令,解密了来自CORONA、ARGON和LANYARD计划(1960-1972年)的影像18。此举向公众释放了超过86万张图像。该命令明确指出这些影像对于“环境与历史研究”的价值,并指示将数据移交至国家档案馆,同时向USGS提供副本以供公众分发58。随后的解密行动进一步释放了来自KH-7 GAMBIT和KH-9 HEXAGON计划的影像62。
4.3服务科学的“时间机器”:解锁地球的过去
解密的影像档案为科学界提供了一份20世纪60至70年代地球表面的高分辨率快照,为各类科学研究建立了一个比民用陆地卫星计划(Landsat,1972年启动)早十多年的宝贵基线12。
考古学:这些影像对考古学家而言就像一台“时间机器”,揭示了中东及世界其他地区大量因现代开发而消失的古城、古道和古代灌溉系统12。其立体成像能力还使得研究人员能够为如今已不复存在的地貌创建历史数字高程模型(DEM)67。
冰川学与气候科学:该档案提供了关于冰川范围和体积的最早的系统性、大规模数据,使研究人员能够量化过去半个多世纪的冰川消融情况,为评估气候变化的影响提供了坚实的基线71。
生态学与土地利用:这些数据被广泛用于追踪全球范围内的森林砍伐、城市化、荒漠化以及其他长期的环境变迁12。
锁眼影像的科学应用揭示了地球观测数据档案的价值具有“长尾效应”。这些最初为单一、高度专业的军事情报目的而收集的数据,其价值远不止于此。在被封存数十年后,解密行动意外地催生了一个巨大的次级市场和非商业应用领域,其广度和深度远超原始设计者的想象。如今,这些数据已成为气候科学和考古学等领域不可或缺的基石。对于商业公司而言,这是一个强有力的论证,即建立、维护并开放一个深度、可访问的数据档案本身就是一项核心战略资产。档案的未来应用和价值可能远远超过其当前的商业用例。
此外,锁眼计划在创建全球统一的大地测量和制图框架方面所扮演的角色表明,高质量的基准地理空间数据具有公共基础设施的属性,能够催生无数后续的公共和私人应用。精确的地图和坐标系是几乎所有现代经济和安全活动的基础。锁眼计划在全球范围内提供了这一基础层。尽管其初衷是军事目的,但其下游效应惠及了民用物流、导航、资源管理等众多领域。因此,那些致力于贡献或构建此类基础数据层(例如,创建全球DEM、土地利用图)的商业公司,不仅是在销售产品,更是在建设能够催生新市场和新应用的基础设施,从而形成价值创造的良性循环。
第五章:从国家机密到商业引擎——锁眼计划的遗产继承
本章是报告的战略核心,旨在建立锁眼计划的历史遗产与现代商业遥感产业的结构、技术和商业模式之间的直接联系。
5.1政策框架:市场的创立
冷战的结束和卫星成像巨大效用的彰显,共同推动了美国相关政策的转变。1992年通过的《陆地遥感政策法案》是一个里程碑,它为美国商业公司运营遥感卫星和销售数据创建了法律框架,实质上是将一项曾为政府独占的能力向私营部门开放75。这项政策的制定,正是建立在锁眼计划所展示的国家能力基础之上。
5.2政府作为“锚定客户”:EnhancedView模式
新兴的商业高分辨率遥感市场在初期得到了美国政府的资金扶持和市场塑造,其中最核心的机制便是国家地理空间情报局(NGA)的“增强视图”(EnhancedView)合同75。这份价值数十亿美元、持续多年的合同,为DigitalGlobe公司(现为Maxar)提供了稳定且可预期的收入流,使其能够承担建造和运营其高分辨率卫星星座(WorldView系列)的巨大资本开支76。
这种单一供应商的长期合作关系,实际上使DigitalGlobe/Maxar成为了一个准政府性质的战略资产,政府是其最主要的“锚定客户”77。2018年,NRO接管了该合同的管理权,进一步巩固了商业高分辨率遥感领导者与国家安全体系之间的深度绑定关系76。
5.3战略转型:多元化与弹性
认识到单一供应商的风险以及“新航天”(New Space)公司的崛起,NRO近年来对其采购模式进行了战略性调整。它正从排他性的EnhancedView关系,转向一个多供应商并存的模式,除了与Maxar继续合作外,还向Planet和BlackSky等公司授予了研究和采购合同77。
这一新战略体现了对不同能力的差异化价值认可:Maxar提供行业顶尖的高分辨率影像;Planet提供前所未有的高重访率和广域监测能力;而BlackSky则专注于低延迟的实时情报服务50。这种采购策略的演变,实际上是对锁眼计划早期CORONA/GAMBIT分层体系思想的现代回归。
5.4技术与人才的溢出
为锁眼计划开发的技术专长,通过人才流动和供应链扩散,渗透到了商业领域。曾在NRO及其承包商工作的工程师和管理者,后来创办或领导了多家商业航天公司。锁眼计划在光学、传感器、卫星平台等方面的技术突破,为商业公司提供了赖以发展的工业基础和供应链39。一个典型的例子是,美国国家航空航天局(NASA)为了降低哈勃空间望远镜的制造成本,就直接采用了“为军事间谍卫星开发的制造技术”39。
商业遥感产业的历史并非一个由初创公司颠覆政府垄断的经典故事,而是政府为了满足自身对更大容量、更强韧性以及可共享的非密情报的需求,有意识地创建并培育了一个商业市场。1992年的法案创造了市场的法律可能性,而EnhancedView合同则提供了市场的经济现实性,它相当于一笔巨额的长期补贴,为Maxar等公司的私人投资消除了大部分风险。如今,NRO的多元化采购战略正在塑造不同商业模式(高分辨率 vs. 高重访率)之间的竞争格局。对于任何商业参与者而言,与政府建立深度、持久的合作关系不仅是一个销售渠道,更是决定市场结构和长期成功的根本驱动力。
NRO与其商业供应商的关系正在从简单的数据采购,演变为更深层次的系统集成。NRO授予DigitalGlobe的旨在将其地面架构整合到政府云系统中的合同,便是这一趋势的关键标志76。最初,政府将影像作为一种商品购买;随着数据量的爆炸式增长,焦点转向了数据访问和分析能力;而新的模式则要求将商业公司的地面段、处理链和分析平台直接与政府系统进行集成。
第六章:锁眼遗产的未来——新航天时代的战略要务
本章综合锁眼计划的历史经验,为商业遥感产业提供前瞻性分析和战略建议。
6.1新型架构:低轨巨型星座与混合星座
当前,由大量低成本小型卫星组成的低地球轨道(LEO)巨型星座,是锁眼计划追求全面覆盖和快速重访理念的现代体现75。由Maxar、Planet、BlackSky和Capella、Umbra等公司运营的这些星座,提供了单个大型卫星无法比拟的系统韧性和持续监视能力81。美国太空发展局(SDA)已明确将这种分布式架构作为其下一代天基系统的核心79。
未来的主导架构将是混合式的,它将把这些LEO巨型星座与传统的高性能、高轨道(GEO/MEO)资产相结合,构建一个类似于早期CORONA/GAMBIT/HEXAGON三位一体的多层次、高韧性系统79。
6.2数据洪流与时空智能(STI)的兴起
现代星座产生的海量数据已经超出了人类分析师的处理能力,造成了新的“分析鸿沟”84。解决方案是将人工智能(AI)和机器学习(ML)深度整合到情报周期的每一个环节,这正是下一代地理空间情报(GEOINT)能力的核心84。
未来的系统将在卫星上集成AI处理能力(即“太空边缘计算”),实现数据的实时分析、变化检测,并直接下传有价值的洞察,而不仅仅是原始像素79。这最终实现了KH-11所开启的愿景:不仅是实时的图像,更是实时的答案。
6.3对商业地球观测的战略建议
拥抱混合架构:成功的关键在于提供整合了不同能力的解决方案,将高重访率、中分辨率的持续监测与高分辨率、可按需编程的详查能力相结合,并融合光学、合成孔径雷达(SAR)、射频(RF)等多种传感器类型。
成为不可或缺的政府伙伴:商业公司应致力于与国家安全客户进行深度系统集成,重点提供安全、可互操作、云原生的平台和分析服务,而非仅仅是影像数据。政府合同不仅是收入来源,更是获得全球市场竞争所需稳定性和信誉背书的基石。
将历史数据档案视为核心资产:对历史数据进行长期投资,包括管理、策展和提升可访问性。这个“数据时间机器”的未来价值难以估量,可能成为重要的竞争优势和新的收入来源。
以分析洞察而非像素引领市场:行业未来的一个重要发展趋势在于销售“答案”(“言简而意赅”),而非“数据”。商业公司必须大力投资于AI/ML能力,以实现自动化分析、模式识别,并以机器速度交付可操作的洞察。价值正在从卫星本身向算法和平台转移。
结束语:
锁眼计划之所以是航天工业的“桂冠明珠”,是因为它的遗产并非静静陈列于博物馆的文物,而是一股至今仍在塑造全球航天产业的鲜活力量。它提供了稳定冷战格局的决定性情报;它将技术推向物理极限,为后续所有太空探索奠定了工业基础;它解密的数据开创了全新的科学研究领域;最重要的是,它创造并持续塑造着商业遥感公司赖以生存和竞争的市场。
对于本报告的读者而言,其商业事业不应被视为对锁眼遗产的背离与对立,而可以看作是其直接的延续——继承并光大从太空视角理解我们这颗不断变化的星球的宏伟使命。
自“科罗拉”和“锁眼”卫星问世以来,它从来都是信息化和智能化社会发展的刚需,而非可有可无。今天,全球范围内如雨后春笋般涌现出的商业航天遥感公司,其底层逻辑都可以追溯至“锁眼”和“长曲棍球”卫星。经过60多年持续不断地、累计高达上万亿美元的全球投入(计入通货膨胀系数),遥感科学与技术领域即将迎来一场重大的产业革命,我们称之为“过顶图像革命”。机不可失,时不再来,中国需要努力抓住这场机遇。
附录
规格参数 |
CORONA (KH-4B) |
GAMBIT (KH-8) |
HEXAGON (KH-9) |
KENNEN/CRYSTAL (KH-11 Block IV) |
任务类型 |
广域搜索 |
高分辨率详查 |
大范围综览/测绘 |
实时成像 |
运行周期 |
1967–1972 |
1966–1984 |
1971–1986 |
~2005–至今 |
质量 |
~1,800 kg |
~4,130 kg |
~13,600 kg |
~19,600 kg |
轨道高度 |
~150 km |
65–90 海里 |
80–370 海里 |
~300 x 1000 km |
传感器类型 |
胶片 |
胶片 |
胶片 |
光电(CCD) |
光学系统 |
24英寸焦距 |
175英寸焦距,1.1米主镜 |
60英寸焦距,20英寸孔径 |
~2.4–3.1米主镜 |
最佳分辨率 |
~6英尺 (1.8米) |
< 4英寸 (0.1米) |
~2英尺 (0.6米) |
~6英寸 (0.15米)/~4英寸 (0.1米,降低轨道成像) |
数据返回 |
胶片回收舱 (SRV) |
胶片回收舱 (SRV) |
胶片回收舱 (SRV) |
数据中继卫星 (SDS) |
任务时长 |
~19天 |
~31天 |
~124天 |
> 10年 |
参考文献(略)
作者简介:江志军(1979-),本硕博毕业于武汉大学摄影测量与遥感专业,2006年7月进入中国空间技术研究院“航空宇航科学与技术”博士后流动站,飞行器设计专业,之后留院工作16年,曾担任中国航天科技集团公司钱学森空间技术实验室研究中心主任等技术职务。现就职于赛思倍斯智能科技有限公司,担任首席专家、卫星地面系统总师,主要从事“天津泰达-赛思倍斯”超低轨道超高分辨率卫星遥感星座的规划、设计与工程实施,兼任中国遥感应用协会专家委员会常务委员(2012-)。

