导航和遥感是经济转型发展、政府管理决策、行业业务应用和社会公众服务的内生需求。相比传统的信息获取手段，导航和遥感能快速、高效、实时地获取海量时空信息资源，可为诸多领域提供天地一体化信息服务。近年来，导航与遥感领域的发展趋势迅猛，在市场需求、关键技术、实际应用等方面都显示出巨大潜力。
导航和遥感是最具应用价值和发展潜力的时空信息采集获取手段，位置信息和遥感数据是最具泛在性的智能信息服务要素。随着导航和遥感技术的不断发展，时空信息的综合应用，以及数据服务业务的逐步普及，导航和遥感已成为全球范围内迅速崛起的新兴产业。
以卫星导航为例，据中国卫星导航定位协会咨询中心（中定协）统计预测，从2011年到2020年，全球卫星导航市场总产值将从1500亿美元攀升到5000亿美元，平均年增长率为14.5%。同期导航设备的总销量将从5亿台上升至超过15亿台，平均年增长率为13%。当前，中国卫星导航和遥感产业发展已初具规模，一批企业的发展取得长足进步，并实现上市，形成了一定技术和资本积累。根据中定协统计，我国涉足卫星导航应用与服务产业的厂商,机构数量超过5000家,从业人员超过15万，总投资规模500亿元左右。其中很多有实力的企业均纷纷投入北斗相关领域，初步形成产业链基础。同时，国内正在形成一批基于互联网业务的位置服务提供商群体，有些已形成一定规模，而腾讯、阿里巴巴、盛大、百度等网络巨头也正积极研究和开拓卫星导航和遥感服务新业务。
从遥感设备来看，目前在轨遥感卫星数量近300颗，民用（气象、海洋、陆地及科学实验卫星）卫星约150颗，其中高分辨率商用遥感卫星逾30颗。遥感卫星资源主要有两种类型的管理模式，其一是政府发射卫星，由专门机构或商业公司进行运营和维护的模式，包括美国的Landsat系统、法国SPOT系统、欧洲航天局的ERS系列、加拿大的Radarsat系列、以色列的EROS系列、日本的ALOS和俄罗斯的资源DK（Resurs-DK）卫星等。另一种是由商业公司发射和运营，政府购买服务的模式。该模式促进了商业卫星公司的产生和发展壮大，如美国DigitalGlobe公司的Quickbird、IKONOS、GeoEye 和WorldView 等高分辨率遥感卫星数据占据了世界商业遥感数据60%以上的市场。随着遥感技术的发展及其所带来的巨大经济与社会效益，未来的市场竞争也将更加激烈。一方面，政府仍在整个产业中处于支配地位，多个国家和国际组织推出了庞大的高分辨率遥感卫星发展计划。另一方面，商业运营商数量持续增加，产品与服务类型不断扩展，推动了产业的发展。
在导航技术方面，首先，人类对导航信息服务需求已不局限于室外开阔场地等卫星导航信号可及的应用场景，在遮蔽场景或干扰环境下的导航定位需求也日益迫切，典型体现为室内外无缝导航的需求；航天领域深空探测以及海洋战略资源勘探，深空、深海自主导航技术得到了各空间技术大国与海洋强国的重视；其次，导航信息的完好性、可用性、连续性指标日益受到关注，不限于高精度指标的高性能导航需求日益迫切，典型体现为以民航应用为代表的特种行业应用需求；另外对导航信息的需求不再限于简单的空间位置坐标，与位置坐标相关联的全息地图信息和社会经济活动信息被更加关注。
在遥感技术方面，近十年来，世界上各遥感大国政府机构已陆续实施了各自的地球观测计划以期加强对地球系统的理解和对地球资源环境的监测，并随着人们对地球系统认识的不断深入以及对地观测技术的不断发展，遥感技术呈现出关联技术领域广、价值链路长、支撑服务行业多的综合发展特征。遥感应用的全球化、体系化、专门化、智能化、大尺度、长周期、定量化、实时化遥感信息产品需求对遥感技术发展提出了新的需求；遥感技术发展重点正从静态信息获取向动态变化监测扩展，从国家区域性观测向全球尺度上战略性信息获取延伸，从对地物形貌的精细可视化识别向地物物理属性的定量分析发展，从地球资源静态信息获取到公共活动动态信息观测和个性化服务发展；建立全面而持续的综合地球观测系统，提供系统化、持续、可替代、可比较和可共享的地球观测数据，是当今国际地球观测技术发展的共识。
微小卫星对地观测技术方面，微小卫星（通常是指重量在500公斤以下的卫星）以一种全新的概念、崭新的设计思想成为航天领域最活跃的研究方向。微小卫星技术是指研制、运行管理和操控微小卫星系统的工程技术和先进概念技术，主要包括微小卫星系统总体技术、微小卫星平台技术、微小卫星载荷技术以及适用于微小卫星的相关工程大系统技术。微小卫星大量采用高新技术，具有功能密度与技术性能高、投资与营运成本低、灵活性强、研制周期短、风险小等优点，使它既能以单星廉价快速地完成多项航天任务，又能以多星组网或编队飞行方式，完成大卫星难以胜任的空间任务。微小卫星总体设计是在传统卫星总体技术的基础上，结合微小卫星“小、轻、快、省”特点，突破体积、能源、数据率等约束，优化各系统之间的优劣关系，使微小卫星在对地观测各个方面的应用达到最大化。在各种实际应用中，微小卫星能够实现更新升级快、设备复杂度低、功能与抗毁性强、应急能力与灵活性强、安全性实用性高，以及系统建设周期短、投资风险小和航天费用低等优点，简言之，微小卫星与传统卫星相比的优点在于：“更快”、“更好”、“更省”、“灵活”。
大数据是导航与遥感的基础。国外高精度位置数据和高分辨率遥感数据的获取、处理、定制与分发、应用等方面已经形成了成熟的产业链，除了有效支撑军事用途之外，在民用方面也取得了大量的应用，产生了良好的经济社会效益。美国为了兼顾国家安全和商业领域的经济利益，采用了军、民、商相结合，寓军于商的大数据发展策略。欧洲推行开放的大数据政策，分为自由使用和有限使用两类，有限使用是指对涉及国家和地区安全的时空数据需要授权，两类数据均可免费获取。印度规定本国以外获取数据要经过专门部门审批，对本国用户，所有优于1m分辨率的数据均应经过机构审查和消密处理后方可分发、其它分辨率数据可不加限制地分发。
预见，我国在未来大规模导航与遥感的发展道路上，必将面临数据方面的问题。
比如，在城市交通方面，交通数据挖掘应用仍处于起步阶段，比较突出的几项案例包括从宏观、中观城市路网的通行状态作出实时、量化评价的交通指数，即利用交通指数以及大型活动、天气情况、掘路占路、道路交通组织等信息，综合分析车辆出行需求、交通事故事件、路网变化、轨道和公交线网变化等情况，形成对道路通行状态的影响评价，向交通管理部门提供决策支持依据，对宏观和中观道路通行状态进行预测、预警等。导航和遥感需要以交通大数据交互为目标，研究开放数据接口关键技术，提供统一的技术规范。研究多源异构交通大数据的集成化管理技术。针对交通大数据的多来源异构（结构化、半结构化）的特点，围绕交通大数据应用服务需求，研究检测、关联、相关、估计和综合等多层次、多方面的数据处理方法。
在航空方面，随着航空运输量的不断增加，飞行流量与保障能力、空域容量之间的矛盾日渐突出，地区内的繁忙机场和空域航班延误日益严重，保障航班正常的压力持续增大。近年来航班延误普遍发生，旅客满意度下降，长时间航班延误引起的社会负面影响事件频发，使得社会公众对出行中遇到的航班延误，尤其是对航空器关舱门后长时间地面等待问题高度关注。在民航方面，目前国内空管、航空公司和机场当局的运行系统相对独立，缺乏实时共享的信息数据平台以及相应的决策系统，面对海量的大数据，往往无法判别矛盾的焦点、问题的根源；民航数据的特点是分散的、混乱的，无序的，快速更新的，庞大无比的，需要开发一系列技术，通过采集、计算、分析等手段在海量数据中找到数据的价值，快速实时的为用户提供决策依据，需要协同决策，流量管理员、航空公司签派员和管制员等密切合作，相互配合，共同完成流量管理任务；分析决策辅助工具，采用多种分析、预测、决策支持工具，辅助工作，避免空中交通拥塞，实现空域资源的有效利用等。
从导航与遥感大数据的发展战略来看，目前尚未形成导航与遥感大数据产业生态，缺少龙头企业，有全球影响力的大数据核心技术与产品不多，缺乏大数据技术创新条件和实验环境，尚未形成不同层次人才的教育和持续培训体系，行业生态环境有待培育。大数据人才高峰尚待形成，大数据人才培养、数据科学学科建设刚起步，尚未形成多层次教育培训体系。
导航与遥感是提升上海政府治理水平和民生服务效能的重要途径。上海有丰富的大数据资源丰富，例如在交通、城市管道设施、桥梁等方面，导航与遥感结合大数据技术为解决系列传统难题提供了新途径，以大数据为基础的导航和遥感正在成为全面提升上海综合竞争力的重要手段。
导航和遥感是上海全球创新中心建设的基础平台和手段。大数据是数字化生存时代的新型战略资源，是驱动创新的重要因素，正在改变人类的生产和生活方式，而导航和遥感是具体的实施方式和创新应用渠道，是政府治理模式创新、科技研发模式创新和产业发展模式创新的重要基础设施，是传统产业转型升级的支持平台。
在定位上，导航与遥感显然是服务于国家经济建设、国家安全和社会进步，带动国家科技发展，支撑国家重大政策和战略的制定和实施的枢纽，当今新技术、新材料、新工艺的突破，大数据、云计算、物联网、人工智能的发展对于该领域的持续强劲发展，注入了动力和活力，目前正处于重大机遇期。因此，需要进一步提高产品性能，提高使用灵活性、降低成本，拓展服务的广度和深度，支撑引领导航与遥感产业的发展，更好地服务于国防、国民经济建设，支撑建设创新性国家，带动科技进步和经济、社会的发展。未来主要应从以下几个方面展开工作：
一是加大投资、加速发展，关键技术发展注重与能力需求之间平衡，避免忽视指标超前于技术的成熟而导致失败。采用有计划分步骤地渐进式发展模式，缩短从技术初始到技术应用时间，便于吸纳最新技术。军民结合，发挥国内各科研单位优势，吸引民间公司实体、集各家所长，降低航天领域进入门槛，出台措施吸引更多的科研单位和商业经济实体，扩大竞争范围。支持遥感和导航关键硬件设备和软件的研制，为产业的形成和发展奠定基础，建立遥感和导航数据资源共享中心，系统解决关键技术问题，培养一批专业人才，制订相关技术标准，提高核心设备与技术的本土化水平。
二是强化产业研用相结合，构建互惠生态体系，推动导航和遥感产业链良性发展。由于导航和遥感产业链条较长，涉及研究、开发、生产、运营等多个环节，建议探讨产学研用一体化发展的创新机制，围绕导航和遥感战略需求，打造产学研用链条，消除科技创新中的“孤岛现象”，践行导航和遥感基础研究突破和产业化发展并重，探索新兴创新模式，瞄准产业需求，开展技术研发和创新，抢占技术制高点，引领行业科技技术研发和创新的发展，与龙头骨干企业合作，实施技术转移转化，突破技术到产业的瓶颈，推动经济转型和发展，服务领域经济建设。通过产学研用相结合的模式，实现优势资源互补，形成互惠互利的产业生态体系，将核心技术真正转化为可用的服务平台和系统，有效推进产业的发展。
三是鼓励冒险，勇于探索，宽容对待失败，正确对待失败的科研理念，营造利于创新的发展环境；积极推动技术供应链创新；鼓励创新能力强的研发单位。掌握国内外发展最新态势，吸取借鉴，扩展思路。按照科学技术的规律和恰当好处的满足需求的思路去完成关键技术攻关，大胆创新，勇于突破。
四是加快构建强基固本的创新环境。加大对导航和遥感基础性、原始性创新研究的支持力度，鼓励科学家面向重大科学研究方向，勇于攻克最前沿的科学难题，提出更多原创理论，作出更多原创发现。打造高水平创新人才队伍，大幅提升原始创新能力。完善支持和激励创新的相关法规和政策，构建普惠型创新支持政策体系。促进基础研究与经济社会发展需求紧密结合，为创新驱动发展提供源头供给。
五是完善核心关键技术成果转化的体制机制。从体系高度完善遥感和导航科技成果转移转化机制度。推动一批见效快、产业升级带动力强的重大科技成果转化应用，显著提高企业、高等学校和科研院所科技成果转移转化能力。健全市场化的技术交易服务体系，推动科技型创新创业，培育专业化技术转移遥感和导航人才队伍，建立完善多元化的科技成果转移转化投入渠道，构建功能完善、运行高效、市场化的科技成果转移转化体系。
六是营造和构建技术应用生态环境。融合导航和遥感产业链和技术创新链，形成能够共存共生、共同进化的产业创新生态环境，通过应用示范的效应，以及后期强大的应用推广，积极、主动建设应用生态环境，引导用户应用，培养用户使用习惯。以产学研用结合强化导航和遥感企业创新主体地位，完善产业生态，加强成果推广应用和向传统产业的渗透，培育新业态，提升产业竞争力。
七是扩大国际科技交流合作。鼓励导航和遥感科技创新项目积极开展国际合作，更多利用全球科技资源，积极拓展国际科技合作渠道，引进国外导航和遥感先进技术、先进经验。加强与国外有关科技发展计划的交流合作，参与和组织科技创新的导航和遥感重大国际合作项目，在更大范围、更广领域、更高层次上积极参与导航和遥感国际科技合作。
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