一、低轨卫星互联星座--5G 之补充，6G 之初探 

1.1、卫星互联网历经三代升级，与地面通信的关系从竞争走向互补 

卫星互联网的发展探索始于 20 世纪 80 年代末期，至今经过了三阶段的迭代升级。从服务内容上看，卫星互联网由 传统中低速话音、数据、窄带物联网服务为主的星座系统，迭代成为可提供高速率、低延时、容纳海量互联网数据 服务的宽带星座系统；从市场定位上看，由最初与地面通信系统的竞争替代，逐步转变为相互补充、竞合协同关系； 从技术上看，高通量趋势下，新一代卫星互联网采用 Ku、Ka、V 等较高频段，且平台技术逐步成熟，通过定制化、 规模化、集成化的生产方式显著降低卫星制造成本；从建设主体上看，前二代卫星互联网主要参与者为摩托罗拉等 电信企业，在新一代卫星互联网的建设中，SpaceX、OneWeb 等高科技企业纷纷入局，电信运营商也由竞争对手转 变成为产业链中的重要合作伙伴。 

1）第一代卫星系统（C、L、S 频段）以话音及物联网服务为主，定位为全面替代地面通信系统； 

2）第二代卫星系统（C、L、S、Ka 频段）升级带宽、拓展综合服务，扭转市场定位，与地面通信系统平行共存； 

3）新一代卫星系统（Ku、Ka、V 频段）采用宽带/高通量卫星，提供高速率、低延时的互联网服务，与地面通信系统互补。 

2015 年前后，新一代卫星互联网技术向小型化、大容量的趋势演进，低轨的宽带/高通量卫星迎来发展热潮。代表星 座有太空探索公司（SpaceX）的 StarLink 星座计划、一网公司 OneWeb 星座计划、加拿大电信卫星公司 Telstar 计划 等。与 20 年代末期的第一代星座计划相比，全球政策环境、技术创新、应用场景均发生显著变化。新一代卫星互联 网星座发射及生产成本更低，组网规模宏大，可为全球提供高速率、低延时的卫星互联网接入服务，在应急、灾备、 海洋作业、机/船载 Wi-Fi、偏远地带带宽覆盖等应用上持续突破，并在内容投递、宽带接入、基站中继、移动平台 通信等方面和 5G 融合取得实质性进展。 

1.2、新一代卫星互联网星座如何定义，有哪些优势？ 

发展至今，新一代卫星互联网星座已具有明确定义，即由数百甚至上千/万颗运行在低地球轨道（LEO）的小型卫星 构成，能够提供宽带互联网接入服务的通信卫星星座。 

新一代卫星互联网相比于地面通信系统，其优势在于： 

①覆盖范围广：目前，地面网络只覆盖陆地面积的 20%、地球表面的 5%，卫星互联网容量大、不受地域影响，可 实现全球无缝覆盖，解决偏远地区、海上、空中用户的互联网服务需求；②建设成本低：相比于地面 5G 基础设施 及海洋光纤光缆建设，卫星互联网组网成本更低，且随着研制集成化、标准化、平台化技术的持续推进，未来卫星 制造及发射成本将持续下降；③时延媲美 5G：5G 典型端到端时延为 5-10ms 左右，低轨卫星距离地表较近，按最高 3000km 高度计算，时延约 20ms，相比传统高轨卫星的时延有显著降低；④高带宽：高通量技术的成熟提升单星容 量，降低单位带宽成本，打开下游应用蓝海。 

卫星通信系统由空间段、地面段、用户段三部分组成。一条完整的通信链路包括地面系统、上行和下行链路以及通 信卫星。 

空间段：即由若干通信卫星形成的卫星星座。通信卫星载有基于特定频段的有效载荷，在系统中的作用为无线电信 号的转发站。有效载荷中的天线分系统负责接受上行信号，经过转发器分系统对信号的放大-变频-放大后，转换成下 行信号，再通过天线分系统传送再至地面。一般一个卫星带有多个转发器，每个转发器可以同时接收/转发多个地面 站信号。在固定的功率及带宽下，转发器数量与单星容量成正比。 

地面段：用于完成卫星网络与地面网络的连接。包括关口站、地面卫星控制中心、遥测和指令站等，同时也包含主 站与“陆地链路”相匹配的接口，可实现卫星与地面、终端与终端之间的互联互通，以及对卫星网络管理控制功能。 

用户段：包括各类用户终端设备。如车载、机载、船载终端，以及手持终端等便携移动终端。 

基于星间链路及星上交换技术的星形组网可摆脱关口站部署障碍，实现全球无缝服务。卫星组网有星形组网及网状 组网两种形式，星形组网拥有星间链路，可实现用户侧与馈电侧的解耦，在没有对应关口站的情况下，将转发与处 理的环节通过具备星上交换技术的卫星来实现。以 StarLink 一期为例，通过星间链路及 26 个美国区域内的关口站实 现了南北纬 60 度之内的的卫星互联网接入，而 OneWeb 系统计划部署 70 余个关口站，但依然难以实现全球无缝服 务。在全球范围内布局关口站需要考量地形地貌、地缘政治等多重因素，基于星间链路的星形组网对于实现全球服 务能力、优化关口站部署规模存在重要意义。 

1.3、高低轨卫星各具优势，二者协同组网是实现天地融合通信的重要手段及趋势 

通信卫星的常用轨道主要包括：地球静止轨道（GEO）、近地轨道（LEO）、中地球轨道（MEO）、SSO（太阳同 步轨道）和倾斜地球同步轨道（IGSO）等。其中，地球静止轨道相对地球静止，轨道呈圆形，覆盖面积大，3 颗 GEO 通信卫星即可覆盖除两极地区之外的 90%的面积，但可用位置相对稀缺；倾斜地球同步轨道（IGSO）的倾角不为 0， 增加了天线仰角，故在高纬度地区的覆盖更有优势；近地轨道（LEO）轨道高度小于 2000km，可以通过几十到上百 颗卫星组网实现全天时全球无缝覆盖，“铱星”、“全球星”、“轨道通信”、“StarLink”等卫星均采用的是 LEO 轨道；中 地轨道（MEO）轨道高度及覆盖能力均介于 LEO 及 GEO 之间，美国的 O3b 星座就采用了 12 颗 MEO 轨道卫星实现 组网。 

高轨卫星的优势在于覆盖范围广、系统容量效率高，且对应关口站更为简单：高轨卫星覆盖范围广，理论上 3 颗卫 星即可实现全球南北纬 70º全覆盖，1 颗卫星可为特定区域提供 24 小时稳定的覆盖与服务，但存在南北极覆盖盲区。 从系统容量效率角度分析，高轨卫星单星设计容量较大，且不存在低流量需求时的浪费问题，容量效率更高。高轨 卫星比低轨卫星数量更少，相对地面静止，无需像低轨卫星配置多路天线及射频通道，所需关口站更少。 

低轨卫星的优势在于链路损耗小，时延短，可实现全球范围“补盲”：低轨卫星单星覆盖能力较弱，但可以通过星座 组网实现全球范围的无缝覆盖，有效补足高轨卫星在南北极的空白。除此之外，低轨卫星最重要的优势在于时延更 低、链路损耗更小，对终端的处理能力要求更低，终端会更加灵活轻小。且高轨卫星的传播时延约 200ms，而低轨卫星信号单星上下行传播时延仅约 20ms，跨两星间时延为 6.7ms，对于时间敏感性要求高的应用具有重要意义。 

高低轨卫星联合组网，单星与星座互补是未来发展的趋势。高轨卫星与低轨卫星各有优势，在能力上相互补充，且 低轨卫星组网周期长、频率及轨位紧张、需要的关口站更多，GEO+LEO 复合型轨道可形成更灵活的覆盖方案，根 据服务需求和覆盖区域内的业务量在不同类型轨道卫星之间动态分配业务，提高网络全时全域的连通性。同时，高 低轨卫星联合组网的方式有助于优化部署规模，高效建立起具备全球无缝覆盖及服务能力的卫星互联网星座。 

1.4、卫星互联网具有不可替代的覆盖优势，是 5G 之补充，6G 之初探 

卫星互联网补足 5G 低密度用户接入场景，与 5G 优势互补。对于城市用户而言，5G 通信低资费、大带宽、小体积 终端的优势仍然十分明显，卫星互联网并不存在替代空间，对于部分对时延敏感度较高的行业优势并不明显。但针 对偏远地区的用户、飞机/船舶上的乘客、野外科考队员，或对于开矿、油气/天然气开采、货运交通跟踪、环境监测 等场景而言，卫星互联网的全球覆盖的能力及成本优势不容小觑。低轨卫星通信面向特定区域、用户群的应用市场 前景广阔，尤其在 5G 时代仍然存在数字鸿沟，卫星互联网是能够提供全面覆盖服务的低成本工具。 

国际标准化组织纷纷开展 5G 与卫星互联网融合问题的研究。国际电信联盟 ITU 提出了中继到站、小区回传、动中 通、混合多波四种卫星互联网与 5G 融合应用场景，并进一步明确了支持以上场景的关键技术及特性，如多播、智 能路由、动态缓存管理及自适应流、延时、一致的服务质量、网络功能虚拟化（NFV）/软件定义网络（SDN）兼容、 商业模式灵活性等；第三代合作伙伴计划（3GPP）明确卫星互联网与 5G 融合的三大场景，分别为业务服务、泛在 服务和扩展服务三大类用例，在网络架构方面，基于星上处理、透明转发、有/无中继提出了 4 种模型；SaT5G 联盟 宣布近期成功进行了一系列卫星的 5G 演示，尤其在机载通信和农村宽带接入场景下的表现极具优势；通信卫星公 司、英国萨里大学与比利时纽泰克公司联合进行了 8K 流媒体传输、网页浏览和视频聊天等应用测试，证实了 LEO 卫星是 5G 基站中继的有效解决方案。测试结果显示，往返时延为 18～40ms，达到卫星连接的最低值。 

低轨卫星互联网可借鉴地面 5G 系统的技术体制，复用/兼容地面 5G 技术标准。5G 已正式进入商用，技术成熟度高， 低轨卫星系统可复用 5G 标准的技术和特征。在体系架构上，卫星互联网可被视为 5G 接入网的一种，可与地面共用 核心网，在星上通过部署信号处理、链路层、网络层交换路由等功能模块实现空口协议处理及路由转发。同时，卫 星互联网的地面设备可以继承目前 5G 基站基带处理及相关终端芯片的成果，缩短研发周期，降低研发成本。 

6G 将实现地面移动与卫星移动通信标准制式、终端、网络架构等多方融合。英国电信集团(BT)首席网络架构师 Neil McRae 曾展望，6G 将是“5G+卫星网络”，即在 5G 的基础上集成卫星网络来实现全球覆盖。中国信息通信科技集 团副总经理陈山枝曾表明，6G 将建立空、天、地、海泛在的移动通信网络。未来，6G 将实现标准制式、终端、网 络架构、平台、频率、资源管理六个方面的融合，一种通信体制同时包括地面移动通信及卫星移动通信，同时，用 户终端采用统一标识介入，采用统一的网络体系架构及平台结构，并实现频率资源的共享共用。 

二、各国加速卫星互联网部署进度，行业进入导入期，布局正当时 

2.1、轨道及频率是各国布局和竞争的焦点，也是争取先发优势的核心要素 

在传统卫星通信中，较常用的频段为 C（4-8GHz）及 Ku（12-18GHz）频段。C 频段是最先在商业通信卫星中被使 用的频段，频率及增益都较低，对应天线的口径更大，传播条件相对稳定，几乎不会受到雨衰的影响，主要用于卫 星固定通信、电视广播等业务；Ku 频段频率较高、对应天线口径更小，天线增益也较高，用于卫星固定通信及卫星 直播等业务，尤其可以在动中通、静中通等场景中发挥优势。 

Ka 频段可用频带带宽更大，是实现多种新业务的重要频段。更高的频率对应更高的可用带宽及更大卫星的容量， Ka 频段范围为 26.5-40GHz，最重要的特点为频段较宽，其可用带宽高达 3500MHz。Ka 频段是当前高通量卫星首选 的频段，且在相同天线尺寸下，与 Ku 频段相比可以获得更好的指向性及增益，在高速卫星通信、卫星新闻采集、 个人卫星通信等新兴业务有明显优势。但 Ka 频段的波长与雨滴直径接近，雨衰很大。 

宽带需求资源水涨船高，Ka 频段日益拥挤，更高频率的 Q/V 频段成为新方向。L、S 频段主要用于卫星移动通信， C、Ku 频段主要用于卫星固定业务通信，高通量通信卫星工作多集中于 Ka 频段。目前，在轨静止轨道（GSO）C 频段卫星数量日渐饱和，Ku、Ka 频段卫星也较拥挤，有向 Q、V 等更高频段发展的趋势。Q/V 频段卫星波数小、点 对点连接性能更优，且能够提供更广泛的用户链路带宽资源，在新一代低轨卫星互联网组网计划中，三星、波音均 计划采用 V 频段。 

轨道与频段资源的稀缺性日益凸显，是各国跑马圈地的战场。地球近地轨道可容纳 6 万颗卫星，Ku、Ka 频段也逐 渐饱和。根据国际电信联盟 ITU 规定，卫星频率及轨道使用权采用“先登先占”的竞争方式获取，同时，如果发射的 卫星寿命到期,可以重新发射进行补充，造成“先占永得”的局面。轨道及频率是不可再生的战略资源，亦是卫星互联 网组网建设的瓶颈环节。 

卫星互联网产业愈发火热，多国政府争相布局。美国、加拿大、俄罗斯、日本等国纷纷制定产业利好政策，加快低 轨卫星互联网部署计划，争取先发优势。据统计，目前全球至少有 16 家公司对外公布了覆盖全球低轨星座计划，其 中，中国 5 家、美国 5 家、俄罗斯 1 家、英国 1 家、加拿大 1 家、韩国 1 家、卢森堡 1 家、印度 1 家。 

2.2、技术推动各环节降本增效，我国卫星互联网技术能力完备 

平台技术稳固，模块化、批量化能力降低成本，缩短研制周期。在卫星研制领域，我国经过“东方红二号”到“东方红 五号”的研发经验积累及迭代，具备成熟稳固的平台技术，国内军民卫星可保障 100%自主研制9。同时，世界各国卫 星制造商相继提出系列化卫星平台，采用“搭积木”式的模块化设计，可实现工装配置系统重复使用、平台内及平 台间各结构模块互通互用。同时，低轨卫星尺寸较小，可以进行批量生产，从而有效降低平台研制成本，缩短生产 周期，降低产业门槛。 

软件定义技术突破传统软硬绑定限制，实现卫星灵活在轨迭代。传统卫星的研制方式多为定制化，不同型号卫星的 硬件难以适配、不能相互更换，且卫星寿命一般在 15 年左右，在此期间难以进行技术更新。软件定义卫星采用开放 系统架构，有效提升系统对载荷的适配，实现软硬件解耦，软件无需绑定硬件可独立升级演化，且可实现软件按需 加载、系统功能按需重构。 

星上处理、频率复用提升卫星系统性能，星间链路实现全球组网。星上大型可展开天线及多波束技术可有效增强信 号功率以保证移动客户端通信质量，频率复用技术增强系统容量，提升了通信系统的性能。同时，基于毫米波、太 赫兹及光通信的星间链路技术也逐渐成熟。近期成功组网的北斗三号系统就采用星间链路设计，基于星间链路技术， 卫星信号可直接在星间进行遥测参数的交互通信。星间链路设计解决了我国在全球范围设立关口站的困难，也是我 国实现全球组网的重要突破。 

2.3、互联网卫星海外市场初成规模，百舸争流开启商业化进程 

2.4、卫星互联网上升为国家的战略工程，国家力量自上而下加快组网进程 

三、卫星互联网产业链完善，各环节迎来全新机遇 

3.1、卫星互联网产业链分为四大环节，价值分布呈现金字塔结构 

卫星互联网产业链主要包括卫星制造、火箭发射、地面设备及卫星运营四大环节。 

卫星互联网价值分布呈现金字塔结构，各环节将根据组网节奏自上而下受益。SIA 发布的《2019 State of the Satellite Industry》显示，卫星产业链中卫星制造、卫星发射、地面设备和卫星运营占总市场规模的比例分别为 7%、2%、45% 和 46%。 

卫星制造及火箭发射处于产业链的上游，国内外的成熟企业均较少，但技术壁垒较高，掌握核心技术并已经获得市 场空间的企业具有先发优势。火箭发射环节壁垒同样较高，目前主要由“国家队”引导，随着“一箭多星”技术成熟， 火箭发射成本有望持续优化，推动高密度组网降本增效。地面设备及卫星运营属于中下游环节，收入体量及利润空 间大，弹性充足。参考我国北斗系统的发展历程，随北斗系统的成功组网，应用市场成长迅速，产值占比不断攀升, 从 2015 年的 25%升至 2019 年的 44.23%。随着产业链技术及组网的成熟，下游应用逐步爆发，卫星互联网中游地面 设备及下游卫星运营的市场也将随之打开，迎来新机遇。 

3.2、卫星制造环节：技术壁垒最高，组网前期优先受益卫星发射增量需求 

我国通信卫星的主要包括卫星平台和有效载荷两部分：卫星平台具有通用性，其目的是为有效载荷的正常工作提供支持保障，具体包括结构分系统、热控分系统、姿态与轨道分系统、推进分系统、测控分系统及数据管理分系统； 卫星载荷根据卫星种类及功能不同存在差异，通信卫星的有效载荷一般由天线分系统及转发器分系统构成。对于跟 踪与数据中继卫星，有效载荷还包括捕获跟踪分系统，主要要用控制星间链路天线的指向，建立地面站与用户之间 的通信链路。 

（一） 卫星平台：卫星的保障系统 

 结构分系统：用于支撑、固定仪器，传递和承受载荷，是卫星的骨架，保障卫星能在地面操作、发射和在轨运 行期间保持系统完整。 

 热控分系统：用于控制卫星内外的热交换过程，平衡温度提供合适的温度环境，以保障卫星上的各类仪器设备 正常工作。 

 姿态与轨道控制分系统：主要用于控制及保持卫星的轨道与姿势，由姿态敏感器、星载计算机及执行机构三部 分构成。星敏感器的作用类似卫星的“眼睛”，主要用来测定卫星的空间方位；星载计算机可类比为卫星的“大脑”， 用于形成控制轨位及姿势的指令信息；执行机构则负责直接通过驱动动力装置执行指令信息，控制姿势及轨道。 

 推进分系统：卫星的动力装置，用于提供卫星轨道变换和保持、卫星指向变换和保持所需的力和力矩。传统推 进系统通过化学燃烧产生推力，而电推进系统通过高速带电粒子产生推力。电推进系统比常规的化学推进系统 效能提升 10 倍，推力精确、寿命长，可减轻发射重量、增加有效载荷量，是世界各国卫星推进系统的主流。 

 供配电分系统：用于产生、存储、变换、调节和分配电能，包括电源、电源控制设备、电源变换器及电缆网等 核心组件。可在卫星的全寿命期内为整颗卫星提供能源，是保障载荷系统稳定工作的重要系统，目前主流的电 源系统由三结砷化镓太阳电池及高比能量锂离子蓄电池联合构成。 

 测控分系统：包括遥测、遥控和测距三大部分，主要用于完成卫星内部各分系统设备工况的采集，协同地面测 控站测定卫星运行的轨道参数，将信息发送给地面站，并接收地面遥控指令，以实现地面对卫星的控制及监视 

 数据管理分系统：用于存储各种程序，采集、处理数据以及协调管理卫星各分系统工作。 

（二） 有效载荷：卫星的功能系统 

 转发器分系统：是通信卫星的核心部分，其性能直接影响卫星通信系统的工作质量。通常一颗卫星携带若干个 转发器，每个转发器覆盖特定频段，不同频段对应不同服务区，所有通信终端须处于服务区内，且通信终端所 用的频段必须与通信有效载荷的频段相一致。 

卫星转发器通常分为透明转发器及处理转发器两大类，透明转发器又称弯管转发器，早期通信卫星多为透明转 发，在星上只做信号变频和功率放大，不进行其他处理。星上处理转发器实现信号的调制解调、扩频接频、编 码译码、路由交换等工作，可大大提高卫星的信号质量、抗干扰能力及通信效率。 

 天线分系统：天线分系统包括通信天线和遥测指令天线，其作用是定向发射与接收无线电信号，通常需要求天 线体积小、重量轻、可靠性高、寿命长、增益高，同时要求星间链路天线波束永远指向地球。 

相控阵天线波束控制灵活、增益大，低成本化加速规模商用进度。可移动点波数的卫星一般基于相控阵天线实 现，不同于传统透固定天线，相控阵天线可通过调幅调相实现波数在卫星覆盖视场任意可调，灵活性及精准性 显著提高。相控阵天线由数千个微小、紧凑的小天线及电子调控平板构成，内部由天线阵面、移相器、馈线网 络、相应的控制电路等组成，具有厚度薄、轮廓低、可靠性高、增益大等特性，StarLink 单星上配备了 4 块相 控阵平板天线。毫米波相控阵芯片是相控阵天线的重要组成环节，占据较大价值体量，今年 6 月，南京网络通 讯与安全紫金山实验室宣布自主可控、成本超低的毫米波相控阵芯片问世，低成本化将推动相控阵芯片在宽带 卫星通信领域快速推广。 

卫星制造主力为国营单位，民营企业聚焦微小卫星成长迅速。目前主要负责卫星整体设计及总装主要由中国卫星、 中国航天科技集团、中国航天科工集团领航。天仪研究院、行云、银河航天、九天微星等专注微小卫星研发制造民 营企业成长迅速，是推动商业航天发展的重要力量。 

民营企业在分系统及零部件领域的技术实力不容小觑，看好制造环节的细分领域机会。在卫星各分系统的设计研发 上，已有众多上市公司储备了较强的技术能力。如具有毫米波相控阵 T/R 芯片技术能力的和而泰；聚焦高精度姿态 确定的光学敏感器，在我国星敏感器市场占据核心地位的天银机电；背靠 502 所，在 SoC 芯片及 SiP 星载计算机模 块已批量投入使用的康拓红外等。 

3.3、火箭发射环节：运载及发射能力位居世界前列，技术成熟推动成本降低 

我国航天基建及发射实力雄厚，连续两年卫星发射次数世界第一。从航天发射场的数量来看，当前全球主要航天国 家已建成或在建发射场共计 25 个，其中中国有 4 个发射场，分别是酒泉卫星发射中心、西昌卫星发射中心、太原卫 星发射中心，以及文昌卫星发射中心，发射场数量仅次于美国，与俄罗斯并列世界第二；从发射次数上来看，2018 年我国发射次数为 39 次，共计发射 105 个航天器，超过美国的 34 次和俄罗斯的 20 次，位列世界第一。2019 年全 球共进行的 102 次航天发射中，我国完成卫星发射 34 次，依旧占据全球首位。 

发射成本较高目前仍是掣肘，“一箭多星”技术助力高密度组网降本增效。SpaceX 创始人马斯克曾说，即使使用超低 成本的猎鹰九号，StarLink 的发射成本依然高于建造成本。由此可见，降低发射成本是实现高密度组网的关键环节。 2019 年，SpaceX 成功完成第五次猎鹰 9 号火箭发射任务，将 60 颗互联网卫星送入 LEO 轨道，运载总重 18.5 吨， 60 颗卫星单星 227kg，是 SpaceX 发射过最重的载荷，单颗发射成本低至 50 万美元。SpaceX 的下一代重型运载火箭 Starships（星舰）每次能够将 400 颗 StarLink 卫星送至相应轨道，可以使成本降低 5 倍。相比之下，我国 2015 年发 射成功的长征六号火箭已可实现“一箭 20 星”，分离控制精确精准、可靠，验证了多星安装、分离释放以及入轨控制 等核心技术。 

火箭回收利用、在轨服务等创新技术提供降低成本新路径。目前，SpaceX 已创新性采用火箭可回收技术，即从所有 退役卫星等航天器上回收可用部件，实现资源的回收利用。在轨服务逐渐兴起，劳拉公司的无人飞船可与需要维修 的卫星对接，为其补充燃料，修复或更换必要的组件，延长卫星使用寿命。Northrop Grumman 公司旗下 Space Logistics 将在 2019 年发射飞船，对接到 Intelsat 一枚寿命已经到期的卫星上，为其提供动力。美国国防高级研究计划局(DARPA) 曾表示，在轨工作的航天器提供服务将带来比维修失效的航天器更高的回报。未来的在轨服务还包括从所有退役卫 星等航天器上回收可用部件。随着在轨卫星服务技术逐渐走向市场，卫星寿命有望延长，为卫星发射提效降本提供 新的路径。 

国家队领航，处于成长初期的民营企业近几年大量涌现。从产业格局看，我国火箭研制和发射服务壁垒高、周期长， 目前主要负责单位为航天科技集团和航天科工集团，蓝箭航天、零壹空间、九州云箭、星际荣耀、翎客航天等民营 初创公司在近几年开始崛起，并引入众多资本注入，积极参与推动商业航天进程。 

3.4、地面设备环节：民营参与者数量可观，利润占比不断提升 

（一）地面站 

随着通信卫星用途的丰富及拓展，地面站具有多种形态分类。地面站是地面与太空的“桥梁”，可以按照站址是否固 定、G/T 值大小、信号特征以及业务类型进行分类。①根据站址是否固定，可以将地面站分为固定站、移动站（动 中通车载站、船载站、机载站）及可拆卸站（静中通车载站便携站、背负站）；②根据地面站品质因数 G/T（天线 增益/噪声温度），可分为大型站（国际通信）、中型站（大城市、大企业）及小型站（小企业及个人）③根据业务 性质，地面站可以分为用来遥测卫星参数和控制卫星姿态的遥测跟踪站、用来进行通信业务传输的通信业务站、用 来监视转发器及地面站通信系统的通信参数测量站。 

地面站天线是地面站最重要的组成部分，价值占比也较高。地面站通常由信道终端分系统、大功率发射分系统、高 灵敏度接收分系统、天线馈电分系统、伺服跟踪分系统、电源分系统以及监控分系统等部分。地面站的天线的直径 一般是 1 米、5 米、10 米、30 米等，口径越大，接收信号质量越高。移动站主要由集成式天线、调制解调器和其它 设备构成。 

（二）终端 

用户终端设备与通信卫星间的链路构成接入链路，一般处于卫星天线某一波束的覆盖范围之内。用户终端设备主要 分为手持终端（卫星电话）和移动终端（车载、船载、机载通信终端、卫星通信热点）等，由射频芯片、基带芯片、 调制解调器及功率放大器等核心组件构成。卫星手持终端可提供语音、短消息、数据、传真、视频等业务传输，一 般整机尺寸小、重量轻、方便携带，一般接入即可实现卫星实时通信，还可以同时配备动中通天线接口，可作为车 载终端使用。便携移动终端则可与天线、发动机组成便携站。 

移动终端同样需要相控阵天线，成本降低是商业化及规模化的关键。不同于近地卫星，Ku、Ka 等频段的地轨卫星 围绕地球做高速相对运动，即使地面固定类的终端也需要配置伺服跟踪系统以具备跟踪指向能力。对于移动终端而 言，必须通过跨星切换，同时与 2 颗卫星建立链路，才能保证地面终端的不间断通信。从技术实现上看，一是可以 通过配置抛物面双天线，但设备的体积和质量较大；二是通过相控阵天线，相控阵天线体积小，能够实现波束指向 的快速变化，但相控阵天线成本较高。目前来看，地面终端成本的降低是卫星互联网形成规模化应用的关键。 

StarLink 终端具备即插即用特性，最新申报 500 台终端，规模化逐步铺开落地。今年 3 月，FCC 已经批准 SpaceX 公司可以运营多达 100 万台星链终端设备。今年 7 月，SpaceX 提交修正，要求 FCC 将批准的终端数字提高到 500 万。SatrLink 终端即插即用，使用方便，可自行调节角度以获取最佳信号。 

地面设备领域面向 C 端用户，需求弹性大，是建设进入规模放量阶段时的价值环节。地面设备领域的投资环节主要 包括地面站、天线、移动终端等产品研制及系统软件集成。该环节体量大，民营企业的参与者较多，技术成熟，企业 分布相对分散。典型企业包括华力创通、海格通信、海能达等。 

3.5、运营服务环节：具有明显的牌照壁垒，准入门槛较高 

空间段运营具有牌照门槛，机会集中于具有准入许可的龙头企业。卫星运营服务分为空间段运营服务和地面段运营 服务两部分。在空间段运营主要是卫星转发器租赁业务，前期投资规模大、需要对在轨卫星进行跟踪、检测及维护， 且我国对卫星行业的管制相对严格，获得工信部经营许可牌照的企业才可以开展经营活动。空间段运营的参与企业 主要有中国卫通、亚太卫星（香港）、亚洲卫星（香港）。卫星运营赛道门槛较高，我们认为，未来空间段运营的 机会将集中于少量持照标的。 

四、卫星互联网下游应用市场巨大，尚处蓝海 

物联网。低轨卫星星座的物联网覆盖范围广，受天气和地理条件影响小，具有较强的抗毁性。农业管理、工程建筑、 海上运输和能源行业等将成为卫星物联网重要的应用方向。农业应用方面，可通过卫星物联网收集大面积农场的土 壤成分、温度、湿度等数据，经科学分析后得出利于农产品生产的最优方案；工程应用方面，卫星物联网能够实现 偏远地区土木工程项目的远程监控，并主要应用于发展中经济体的推动；海运应用方面，卫星物联网能够全程跟踪 海上船舶和集装箱，提高货运效率；能源应用方面，通过卫星物联网监控天然气、石油、风能、水资源等能源在市 场上下游的流动数据，可以得到投资回报比更高的解决方案。 

海洋作业与科学考察。低轨卫星互联网的无缝隙覆盖优势解决了传统高轨卫星的两极盲区以及海上无法建设基站等 问题，能够实现船只、人员跟踪导航，为极地科学考察人员、海上作业人员等提供基于卫星的宽带连接，稳定的网 络连接能够帮助作业人员或科考人员及时回传考察数据，保持与外界的通信，提升科学考察的高效性与安全性。在 以往的海洋作业与科学考察活动中，通信信号受某些因素影响丢失导致失去联系以及一手数据无法及时回传的现象 时有发生，卫星互联网的发展确保了在通信信号缺失的区域仍能与船只保持不间断联系，科学考察的第一手数据亦 能及时回传。 

政府与军事应用。政府和军事领域是低轨卫星互联网发展中重要的市场之一。美国航天发展局（SDA）提出，以大 规模低轨卫星为军事太空能力体系的基础，搭载遥感载荷，全天候监控边界地区或作战目标，提升敌意研判和提前 干预能力；搭载导弹预警载荷，通过多星协作、在轨处理识别导弹威胁，并对目标进行告警、跟踪，提升导弹类武 器防御能力。同时，基于战事发生地的基站覆盖情况，低轨卫星服务在军用无人机、无人车等军队交通工具联网驾 驶、导航定位中将起到重要作用。 

船载/机载 Wi-Fi。通信卫星技术的应用使得乘客可以在飞行旅程中不再受制于地面基站等设施的局限而自由连接无 线网络。目前国外已有一些航空公司提供航空 Wi-Fi 服务，国内目前也有航空公司正在启动航空 Wi-Fi 的服务，市 场规模十分可观，是卫星通信商业化的重要途径之一。今年 7 月，中国首架高速卫星互联网飞机青岛航空 QW9771 举行首航仪式，本次航班适配 Ka 频段高通量卫星—中星 16 号的高速互联系统，飞机在万米空中可实现百兆以上的 高速率联网，在平飞阶段，旅客使用个人手机连接空中互联网，万米空中可以实现百兆以上的高速率联网。游轮的 网络问题亦可依托全球覆盖的卫星互联网系统解决，相比航空 Wi-Fi，其航班数量以及市场规模尚小，但仍不可忽视。 

生态环境监测与应急通信智慧。许多边远自然保护区、特殊地形区、灾难多发区、极端气候地区的网络通信设备存 在较长的时延，环境监测结果、实地勘探数据、紧急呼叫等工作反馈的时效性无法保证，低轨卫星互联网的接入能 够提高生态环境保护数据和自然灾害预警的回传速度，实时监控并高速稳定地反馈信息，提高防护工作效率。在地 震等大型灾难发生时，地面通信基站可能会遭到破坏无法及时传输通讯，卫星通信的应用使得这种情况下进入灾区 的救援人员、勘察人员等的通信得以确保，受灾情况数据得以在第一时间得到回传。 

在汶川地震中，有 2300 个移动通信基站受损，受灾严重的地区通信完全中断，运营商启动紧急救灾机制，调动 391 台应急通信车、979 部卫星电话。2013 年雅安地震时，成都军区某通信团铺设通信光缆，开通卫星电话，确保通信 畅通，保证抗震救灾指挥所命令决策第一时间传达到救灾部队 

车联网。现阶段低轨卫星互联网时延达到数十毫秒，但与时延在 10 毫秒以内的 5G 网络相比仍有差距，因此当前应 用于自动驾驶以及智慧交通管控的车联网技术未引入低轨卫星应用。但低轨卫星通信技术可通过汽车后市场，对汽 车加装卫星通信终端，在车辆行驶范围地面移动网络不可用时，提供通信与导航服务。在汽车行驶过程中，由北斗 卫星提供高精度定位，地面 5G 基站与通信卫星配合提供不间断网络通信，确保汽车在自动驾驶行进过程中的高度联网与准确控制，在救护车无地面信号且需要应答人道主义援助及医疗帮助时，提供互联网通信和语音服务。 

来源：未来智库

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