衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)：聚焦星網(wǎng)基建衛(wèi)星通信+北斗高精度時(shí)空要素應(yīng)用

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)：聚焦星網(wǎng)基建衛(wèi)星通信+北斗高精度時(shí)空要素應(yīng)用第一部分行業(yè)概述：天地互聯(lián)，萬物融合衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)物衛(wèi)星通信是無線通信領(lǐng)域的一項(xiàng)新型技術(shù)，是微波通信的一種。衛(wèi)星作為中繼站發(fā)射和接收無線電波，實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)或多個(gè)地面站之間的通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)的主要組成部分是衛(wèi)星及地面控制設(shè)備和用戶終端。衛(wèi)星端是通信中繼站，用以接收地面設(shè)備發(fā)送的信號(hào)波并放大，再轉(zhuǎn)發(fā)給另一臺(tái)地面設(shè)備，現(xiàn)階段主要是利用同步軌道衛(wèi)星對地球進(jìn)行全方位覆蓋。地面控制設(shè)備包括信關(guān)站、網(wǎng)絡(luò)控制中心和衛(wèi)星控制中心，可對空中衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤、監(jiān)測等，以控制通信系統(tǒng)的正常運(yùn)營。用戶端主要包括各類用戶終端，如機(jī)載終端、船載終端、車載終端及固定站等。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)物，即在太空使用低軌高通量衛(wèi)星以實(shí)現(xiàn)高帶寬低時(shí)延寬帶覆蓋，這些衛(wèi)星組成的星座便可作為空中基站來達(dá)到與地面移動(dòng)通信類似的效果。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)主要以低軌衛(wèi)星為主進(jìn)行搭建，低軌衛(wèi)星一般指高度在500～1500km，質(zhì)量在100～1000kg的現(xiàn)代衛(wèi)星，其制造和發(fā)射成本低，落地信號(hào)強(qiáng)，運(yùn)行速度快，并且可以做到信號(hào)全覆蓋。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，具有高帶寬、低時(shí)延、廣覆蓋等特點(diǎn)微波通信和激光通信是目前最成熟、最常用的衛(wèi)星通信手段。微波通信優(yōu)勢：成本低廉、測距方式靈活、組網(wǎng)靈活方便、跟瞄捕獲容易、系統(tǒng)可靠性較高。不足：1）長距離傳輸能耗大，傳輸速率受到限制。2）需要申請?zhí)囟ǖ念l段，避免通信頻率重疊和信號(hào)干擾。

激光通信優(yōu)勢：傳輸速率高、無頻段限制，且對其他任何星間通信不會(huì)造成干擾。不足：其對鏈路的建立過程有非常高的要求，一般只能一對一的傳輸。微波通信將微波作為傳輸?shù)慕橘|(zhì)，而無需使用固體介質(zhì)。微波具有頻率高、波長短的特點(diǎn)，在空氣中直線傳播，遇到障礙物會(huì)被反射或阻斷。衛(wèi)星通信常使用L、S、C、X、Ku和K頻段的電磁波,而當(dāng)前大多數(shù)低軌衛(wèi)星星座選用高頻段的Ka或V電磁波實(shí)現(xiàn)全球通信服務(wù)。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)融合5G/6G、開發(fā)AI、低軌高通量衛(wèi)星技術(shù)隨著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的逐步深入，衛(wèi)星+5G的網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)可以在以下方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)廣域覆蓋的特點(diǎn)，可以極大拓展5G基站的部署范圍。利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)天然的廣播優(yōu)勢，并結(jié)合MEC邊緣計(jì)算技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)廣域內(nèi)容播發(fā)，分擔(dān)地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)彈性，大幅節(jié)約成本。衛(wèi)星鏈路與地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)可以共同承載5G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)能力，并且結(jié)合網(wǎng)絡(luò)切片和區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用，提高總體網(wǎng)絡(luò)效能和安全性。通過衛(wèi)星鏈路建立的5G基站可以實(shí)現(xiàn)按需布站,節(jié)約設(shè)備和建站空間及能耗。加入AI技術(shù)，可以使之適應(yīng)未來衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的多層次、巨型化、天地融合的發(fā)展趨勢，也可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部資源的有效管理和分配。“一星多用、多星協(xié)同、天基組網(wǎng)、智能自主”為未來重要技術(shù)發(fā)展趨勢。通過軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的自主任務(wù)控制和切換，打造太空云平臺(tái)，可極大降低未來大規(guī)模星座地面運(yùn)控的復(fù)雜度。同時(shí)，隨著未來太空中衛(wèi)星數(shù)量的高速增長，衛(wèi)星軌道逐漸擁擠，碰撞風(fēng)險(xiǎn)不斷增加，自主運(yùn)行衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)在軌自動(dòng)避讓等操作。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景廣闊衛(wèi)星星座在諸多應(yīng)用方面顯示出優(yōu)勢與特點(diǎn)，極大革新與重新塑造衛(wèi)星通信、遙感等領(lǐng)域的整體格局。1）通信應(yīng)用：–對于衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的劃分，國際電信聯(lián)盟有明確的定義，一般按照業(yè)務(wù)類型可分為固定通信、移動(dòng)通信和廣播分發(fā)三類。–衛(wèi)星通信具有抗毀性強(qiáng)、覆蓋范圍廣、通信距離遠(yuǎn)、部署快速靈活、通信頻帶寬、傳輸容量大、性能穩(wěn)定可靠、不受地形和地域限制等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)有線電話網(wǎng)和地面移動(dòng)通信網(wǎng)均無法實(shí)現(xiàn)的廣域無縫隙覆蓋。2）遙感應(yīng)用：遙感技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相對比較成熟，其原理是利用各類傳感儀器對那些遠(yuǎn)距離目標(biāo)輻射或反射的電磁波、微波信息進(jìn)行采集、處理和成像，從而實(shí)現(xiàn)對地面某些目標(biāo)探測與識(shí)別的一種對地觀測的技術(shù)。3）增強(qiáng)導(dǎo)航應(yīng)用：–低軌衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)增強(qiáng)能夠彌補(bǔ)現(xiàn)有中高軌導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)收斂慢、信號(hào)弱的不足。–基于低軌衛(wèi)星的導(dǎo)航信號(hào)增強(qiáng)沒有進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，但優(yōu)勢明顯。相比于地基信號(hào)增強(qiáng)，基于低軌衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)增強(qiáng)之波束覆蓋范圍大，可方便地實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)信號(hào)增強(qiáng)的需求。集中力量辦大事，我國星座計(jì)劃發(fā)展后勢強(qiáng)勁中國多個(gè)近地軌道衛(wèi)星星座計(jì)劃也相繼啟動(dòng)，發(fā)展后勢強(qiáng)勁。國有企業(yè)與民營企業(yè)攜手合作，有望推動(dòng)中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)邁向跨越式發(fā)展，領(lǐng)先實(shí)現(xiàn)空天地一體大規(guī)?；ヂ?lián)。我國航天、電子等部門分別啟動(dòng)了鴻雁、虹云和天象等低軌星座衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)工程建設(shè)計(jì)劃。在2020年啟動(dòng)的新基建計(jì)劃中，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)首次被納入通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施范疇。第二部分低軌衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈拆解：橫跨軍民領(lǐng)域的千億新賽道全球市場：各國陸續(xù)發(fā)力，行業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期通信衛(wèi)星發(fā)射已步入爆發(fā)式增長階段。自2015年SpaceX發(fā)布Starlink計(jì)劃以來，OneWeb、亞馬遜等眾多科技巨頭相繼發(fā)布了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座計(jì)劃，一場轟轟烈烈的國際衛(wèi)星互聯(lián)空間爭奪戰(zhàn)就此拉開帷幕。由SpaceX星鏈建設(shè)引發(fā)的軌道和頻譜資源爭奪戰(zhàn)愈演愈烈。UCS數(shù)據(jù)顯示，全球發(fā)射的通信衛(wèi)星由2009年的30顆提升至2021年的1301顆，復(fù)合增速高達(dá)33.6%，尤其是2020年后,隨著SpaceX公司的星鏈項(xiàng)目進(jìn)入大規(guī)模建設(shè)階段，通信衛(wèi)星發(fā)射已步入爆發(fā)式增長階段。各國的星座項(xiàng)目也相繼從申報(bào)進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性的建設(shè)階段，全球范圍內(nèi)的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)基建浪潮愈涌越強(qiáng)。僅2022年全球發(fā)射的2119顆衛(wèi)星中，就有2096個(gè)運(yùn)行于近地軌道，占比超過98%。截止2022年底，全球共計(jì)6718顆衛(wèi)星，其中近地軌道衛(wèi)星5937顆，占比超過88%。全球通信衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模已超千億，衛(wèi)星電視直播市場份額巨大。根據(jù)SIA數(shù)據(jù)，至2021年底，全球衛(wèi)星通信行業(yè)市場規(guī)模約為1816億美元，同比增長24.28%。其中，衛(wèi)星電視直播占據(jù)全球衛(wèi)星通信服務(wù)業(yè)77%的市場份額。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈：衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射、地面設(shè)備、衛(wèi)星運(yùn)營及服務(wù)四大環(huán)節(jié)衛(wèi)星制造環(huán)節(jié)主要包括衛(wèi)星平臺(tái)、衛(wèi)星荷載、衛(wèi)星監(jiān)測。衛(wèi)星平臺(tái)包含結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、遙感測控系統(tǒng)、姿軌控制系統(tǒng)、熱控系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等；衛(wèi)星載荷環(huán)節(jié)包括天線分系統(tǒng)、轉(zhuǎn)發(fā)器分系統(tǒng)以及其它組件；衛(wèi)星檢測環(huán)節(jié)主要包括元器件測試、可靠性篩選試驗(yàn)以及其他業(yè)務(wù)。地面設(shè)備主要包括固定地面站、移動(dòng)地面站、用戶終端。固