9月20日,在空天科技产业新生态大会暨“知仪星座”建设启动仪式上,宁波震有卫通总经理吴强作知仪星座项目推介,系统介绍项目的建设背景、技术架构、数据产品、应用场景及生态合作规划。

人类丈量山河、探索海洋与星空已有数千年,但对于无形的风,尤其是覆盖全球、随时间持续变化的三维大气流动,仍缺少连续、精细的观测。
知仪星座希望补上的,正是全球气象感知体系中的这块重要拼图。
数智新基建还缺一块“感知拼图”
我们把算力、联接和感知看作数智新基建的三项基础能力。算力让机器学会思考,联接让人与物彼此相连,它们如同数字世界的大脑和神经,构成了数字基础设施的基本骨架。相比之下,感知决定数字世界能否准确理解真实世界。
当前,物联网传感器、摄像头以及各类地面观测设施日益完善,温度、湿度、气压、云、雨等气象要素的观测能力也在持续提升。但从全球范围看,连续、立体的风场数据仍存在明显缺口。
一方面,主流气象卫星主要观测温度、湿度、气压、云、雨等要素,对大气风场特别是三维风场的直接观测能力仍然有限;另一方面,部分全球气象观测资料仍依赖海外卫星和国际交换,增强气象数据自主可控能力的需求日益迫切。
与此同时,风力发电、远洋航运、低空经济、防灾减灾等行业,都需要更加及时、精准的全球风场数据。全球立体风场,正在成为数智新基建感知体系中亟待补齐的一块拼图。

全球风场观测面临三大短板
风场是一种三维、连续、快速变化的物理场。现有观测体系在“怎么测、在哪里测、能测到哪里”三个方面,仍然面临明显短板。
首先是直接测量手段不足。当前主流气象卫星载荷多集中于温度、湿度、气压、云、雨等要素观测,部分风场数据需要通过其他气象要素反演获得,对风场进行直接、系统观测的能力仍显不足。
其次是时空覆盖离散。风廓线雷达、多普勒天气雷达、探空站等地基设施,是现阶段重要的风场观测手段,但建设和运维成本较高,全球分布也不均衡。特别是在占地球表面积约71%的海洋区域,大规模部署地基测风设备难度较大。离散的观测点,很难完整还原真实、连续的三维风场结构。
第三是近地面边界层观测不足。0至3公里的大气边界层,是影响台风强度、风电功率、远洋航运和低空飞行安全的重要区域。但受观测手段和技术条件限制,这一区域的风场观测仍存在短板,也容易影响数值天气预报初始场的准确性。
知仪星座希望从直接测风、全球覆盖和边界层观测三个方向入手,补充现有气象观测体系。

风场正在成为核心生产数据
今天,风已经不只是一项气象参数,更是影响安全、效率和成本的核心生产数据。极端天气频发,对防灾减灾和生命财产安全提出了更高要求,及时感知风场变化是提升灾害监测预警能力的重要基础。随着千行百业加快数字化转型,精准风场数据也不再只是参考信息,而是航线优化、能源调度、飞行管理等业务实现降本增效的重要生产要素。
在“双碳”目标和能源转型背景下,风电装机规模持续增长,风功率预测的准确性直接影响电网安全、能源消纳和风电场运营效益。
与此同时,海洋强国、低空经济、数字中国、气象强国等多重战略加快推进,风场数据成为这些领域共同需要的基础能力。谁能够长期、稳定、规模化地提供全球风场数据,谁就有机会站在产业价值链的重要位置。
主动激光测风与GNSS掩星协同
知仪星座规划建设108颗低轨卫星,运行于约550公里高度的太阳同步轨道,建成后目标实现全球15分钟重访,构建全球精密风场观测体系。
每颗卫星将配置两类主要载荷:一类是多普勒测风激光雷达,用于直接测量大气风场;另一类是北斗/GNSS掩星接收机,用于获取大气温度、湿度和气压廓线等数据。主动激光测风与GNSS掩星协同,是知仪星座区别于现有部分商业气象星座的重要技术路径。
在空间段,卫星完成风场和大气廓线观测,并通过星上算力单元对数据进行实时预处理,提升数据时效性;在链路段,通过测控数传和星间组网,实现观测数据高效传输;在地面段,数据汇入接收处理系统和产品服务平台,经过处理后形成面向不同用户的数据产品和行业服务。
知仪星座的价值,不只在于建设多少颗卫星,更在于能否长期、稳定、规模化地生产全球气象数据,尤其是当前相对稀缺的全球立体风场数据。
从原始观测到行业产品
围绕全球风场数据,知仪星座将构建一套从观测、处理到产品服务的完整生产流程。
第一步是原始观测。星座通过多普勒测风激光雷达和北斗/GNSS掩星接收机采集原始观测信号;第二步是质量控制和预处理。通过噪声去除、质量控制和数据处理,生成原始风场廓线及相关大气廓线数据;第三步是融合同化。通过多源数据融合和数值模式同化,将离散的廓线数据转化为网格化的全球立体风场产品;第四步是产品服务。知仪星座将围绕基础数据、专业产品和行业解决方案三个层级,通过数据订阅、数据授权、API平台和定制服务等模式,向不同类型的用户提供产品和服务。
从这个角度看,知仪星座不只是一个卫星项目。它要做的,是把风从一种难以掌握的自然力量,逐步转化为可计算、可利用的基础生产要素。当风场数据能够被规模化、标准化和持续化地生产与供给,它就不再只是气象信息,而将成为千行百业数字化转型的底层感知能力。
风场数据赋能四大应用场景
知仪星座将重点服务远洋航运、风电新能源、低空经济、应急防灾及气候治理等场景。在远洋航运领域,全球大部分货物贸易通过海运完成,但大洋区域的立体风场观测仍然稀疏。更加及时、精准的风场数据,可以帮助船舶提前识别风险、优化航线并降低燃油消耗。
在风电新能源领域,风电场选址和功率预测高度依赖大范围、高精度的风场数据。知仪星座可以提供更广范围的全球立体风场产品,为风资源评估、风电场精准选址和持续功率预测提供数据支撑。
在低空经济领域,无人机、eVTOL等低空飞行器对阵风、湍流和风切变高度敏感。低空风场安全,是低空飞行规模化运营的重要前提。知仪星座将重点提升近地面边界层风场观测能力,为低空航路规划、飞行安全和运行管理提供支持。
在应急防灾和气候治理领域,台风、强对流等极端天气发展迅速,留给防灾减灾的决策窗口较短。星座建成后,通过全球快速重访,有望提升对极端天气快速演变过程的捕捉能力,为灾害监测预警和全球气候治理提供新的数据来源。
从远洋航运到低空飞行,从风电功率预测到极端天气监测,风场数据正在成为影响效率、成本和安全的重要生产要素。
开放协同共建产业生态
知仪星座不是一座孤岛。项目将围绕气象部门、科研院所、高校、航天产业链和商业应用伙伴,建设开放协同的产业生态。
面向气象部门,知仪星座将积极参与商业气象卫星与国家气象观测体系协同发展,推动风场数据进入数值预报模式,并联合研发面向不同行业的气象产品和服务。
面向科研院所和高校,项目计划开放共享部分高质量风场数据,支持基础气象理论研究和风场动力学机制探索。只有基础研究持续深入,风场数据的科学价值和产业价值才能得到更加充分的释放。
面向航天产业链,项目将与卫星研制、火箭发射、地面测控和数传等领域的合作伙伴共同推进星座建设,加快完成卫星组网和运营体系建设。
面向商业应用伙伴,知仪星座将与行业客户、渠道伙伴和投资机构开展合作,共同开发数据产品、行业解决方案和商业应用,并面向“一带一路”共建国家及国际组织,探索数据共享与标准互认。
开放、共享、协同,是知仪星座建设和运营的重要原则。
让世界真正看见风
知仪星座的定位,不只是一个商业航天项目,更是连接气象观测、数据生产和数智新基建的重要环节。它以全球立体风场数据为核心,构建面向行业应用的气象数据基础设施,推动风场数据像算力、电力一样,成为可以被持续生产、广泛利用的基础生产要素。

未来,知仪星座将持续补充国家气象观测体系,服务远洋航运、风电新能源、低空经济和防灾减灾等领域,让全球立体风场数据从稀缺走向普惠。让世界真正看见风,共建数智新基建的气象感知底座。