一、英國地球觀測技術戰略的構建

《英國地球觀測科技戰略》由英國航天部門與英國學術界、產業界共同協商制定，旨在確定英國航天領域需要優先發展的關鍵技術，并考慮未來的潛在任務和具體實施方案。該戰略的總體目標是：合理利用英國航天局（UK Space Agency，UKSA）的影響力、號召力和國內資金，確保英國從歐洲太空局、歐盟哥白尼計劃和歐洲氣象衛星組織計劃中獲得最大利益，幫助英國在增加就業和促進經濟增長方面做出重大貢獻。

1. 英國航天局對地球觀測的愿景

預計到2040年，衛星地球觀測將為大眾市場、商業應用、全球前沿科學以及政策和業務決策提供數據支持。英國航天局正尋求大力加強英國對EO的參與，確保其在提供可持續的服務型經濟方面發揮更大作用。

在確定行動和優先事項方面，英國航天局將以歐洲太空局EO項目的主要資助者為基礎繼續發展。目標是建立一個廣泛而深入的生態系統，處理地球觀測問題。

2017-2040年，英國關于地球觀測的技術和數據方面的主要愿景：（1）利用歐洲太空局從對歐投資及對歐洲的定位中獲得利潤，確保英國在未來機遇中的地位；（2）充分利用UKSA在歐盟哥白尼計劃中的機遇；（3）將地球觀測作為支撐產業戰略、政策和社會需求的基礎設施；（4）促進技術研發、應用等創新和增長。（5）激勵和支持下一代創新者和就業提供者。

2. 地球觀測技術戰略的驅動因素

2018年5月，英國發布的“太空繁榮”（Prosperity from Space）戰略提出了一系列促進航天產業發展的行動計劃，闡明了未來10年英國航天領域的增長愿景。2019年6月，英國政府宣布有意愿成立國家空間委員會，通過新的國家空間框架協調戰略、投資和空間利用，為政府提供戰略領導。該戰略還考慮到了可能會對地球觀測產生不良影響的因素，包括：數據增長（高分辨率、高頻、視頻、商業集群）、數字經濟（云計算、人工智能/機器學習、數據密集型地球信息科學）、地球觀測新技術、哥白尼計劃的數據等。

3. 地球觀測技術戰略的發展前景

英國在EO空間技術方面有良好的基礎，在工業和學術方面擁有世界領先水平。然而，國際競爭日益激烈，英國在其競爭地位上面臨挑戰。

英國在地球觀測空間技術方面領先其他國家，擁有強大的實力。主要優勢包括：一是由英國設計建造的地球觀測儀器已在飛行計劃中獲得可靠性驗證；二是由英國領導的團隊在研制地球觀測儀器方面繼續取得成功；三是地球觀測儀器出口的重大開發項目已進入后期開發階段；四是在EO技術方面取得了突破性進展。

此外，英國在地球觀測基礎技術領域擁有世界領先水平。這些技術領域包括被動微波遙感，紫外線/可見光成像和光譜，還有紅外成像、紅外輻射、光譜學、量子技術等。表1是對英國在地球觀測主要技術領域以及未來市場發展趨勢方面的總結和評估。

二、英國EO技術戰略的愿景、目標和實施路徑

1. 戰略愿景

該戰略愿景是，在未來十年，英國將成為全球新地球觀測技術領域的領先者，不斷增強可持續能力，開發創新EO儀器和空間技術，以滿足用戶未來科學、業務和商業EO任務的優先需求。這些新技術將為經濟增長、就業和社會效益做出重大貢獻。

該戰略將確定新的EO科學任務概念和社會效益。有助于發展英國技術能力和對優先事項的理解力，確定EO技術在其他領域（空間和地面，包括安全和防御）的潛在使用，以實現其最大增長。

2. 戰略目標

一是促進經濟增長。英國通過發展地球觀測技術來提升其在現有的國際競爭格局中的地位，開拓更大的市場，確保國家在國內、國際地球觀測領域的重要作用，支持服務行業增長以及其他經濟領域技術的發展。

三是增強英國的科技實力。主要包括：提升被動微波遙感、紫外/可見光成像和光譜、紅外成像、輻射、光譜和合成孔徑雷達等領域的優勢；培養下一代EO技術人員和技術領導者；加強未來EO技術的實力和深度、促進EO科學家培養和EO應用程序開發，以更好地理解未來EO技術的需求和發展。

四是獲得最大限度的資金支持。主要包括：確定歐洲太空局和其他機構飛行計劃的技術需求，并向歐洲太空局闡明英國技術發展的優先事項；促進英國地區在歐洲太空局的實力、協助推進現場、空中或在軌演示，證明儀器的可行性和科學可信性。

3. 實施路徑

英國將地球觀測技術應用于商業、太空、國內和國際任務，是提升英國空間技術能力的重要步驟。主要包括商業任務、科學任務和業務任務三個方面：

（1）商業任務通常由營銷數據或增值服務驅動，需要相對成熟和較低的技術成本。商業任務產生于競爭激烈的環境，伴隨著巨大的商業風險。雖然有時用于商業任務的儀器需求是可預見的，但由于商業的敏感性，任務往往不會公開。為此，該戰略必須對商業需求做出靈敏反應，并隨時決定是否需要英國政府的緊急支持。

（2）科學任務是創新的主要驅動力，通常要求新的傳感器類型或現有的傳感器配置極大地改進性能。技術開發可能主要針對歐空局的地球探測任務。因此，英國的支持將針對提高技術成熟度（TRL），從最初的等級（典型的TRL 2-3級）提高到科學任務中應用的等級（TRL 5-6級）。對于高性能的一次性科學任務來說，時間跨度很長，成本也很高。

（3）業務任務由社會需求驅動。如歐盟哥白尼計劃和歐洲氣象衛星組織執行的任務通常需要多個模型，并有明確的有效載荷。這為儀器供應商和衛星建造商提供了寶貴的商業機會，而且具有更好的長期前景。

這些任務類型的統一技術主題是小型化。英國團隊已經證明了在設計小型、低功率儀器也可以具備大儀器的性能。小型化儀器不僅提高了機器應用率，而且允許其在較小的航天器平臺上獲得使用，從而降低進入太空的成本。

三、英國地球觀測技術戰略的實施舉措

該戰略由UKSA的政策性活動、歐洲太空局方案、技術發展方案和EO儀器中心的相關活動共同構成，主要用于指導英國航天局地球觀測技術基金的分配，使英國從中獲得最大收益，并為英國的學術機構、商業領域和出口業務領域培養技術團隊。該戰略還將通過資金和其他行動支持地球觀測技術和空間技術的發展，通過技術轉移來推動更廣泛的技術應用。隨著商業EO衛星的發展，EO的變化迅速，其目的是為地球表面、人類活動和環境快速變化提供信息。新一代的歐洲氣象衛星以及哥白尼計劃的演變，加大了EO數據的應用。這些都是英國發展其地球觀測技術能力，利用已有優勢實現經濟增長和出口最大化的重大機遇。

英國對地觀測儀器中心項目通常為TRL 3-4級范圍內的技術提供資金，當最終用戶應用更加成熟時，可達TRL 6級。其目的是消除其主要的技術風險，確保技術足夠成熟，可以由歐洲太空局和其他機構納入飛行任務實施階段

英國對地觀測儀器中心（Center for EO Instrumentation, CEOI）年度計劃EO科技戰略保持一致。該方案借助橫向情報搜集和新興技術講習班的方式確認潛在的突破性技術。英國航天局和CEOI將與英國其他組織合作，爭取“英國研究與創新”機構（UKRI）、英國國防科技實驗室（DSTL）、歐洲太空局和歐盟地平線2020計劃等機構的額外資金，以確保獲得所有潛在投資，充分提升英國科研能力。CEOI項目將繼續尋找并鼓勵與所有擁有相關技術的空間與非空間的部門進行合作。

該計劃將以低成本EO集群發展議程和機會為目標，努力尋求與安全和國防部門的協同，繼續通過CEOI技術轉讓，為非空間應用、工業、環境科學和國防領域的非空間應用開發工具和技術提供機會。《英國地球觀測科技戰略》將在英國廣泛傳播以提高民眾意識，并向UKRI和其他機構提供關于英國EO技術能力和產品的信息，向潛在的出口和雙邊合作CEOI年度計劃與地球觀測技術戰略保持一致，向合作伙伴宣傳英國EO技術。