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行业深度报告(2)轨位高轨到低轨,(3)星体大型到小型,(4)卫星布局星座化,(5)天网地网一体化等特点。商业与战略价值((星座卫星互联网被广泛视为通信全球普及的关键手段卫星互联网与传统4G、5G或互为补充。低轨卫星通信核心商业应用场景主要包括偏远地区通信、海洋作业及科考宽带、航空宽带和灾难应急通信等。卫星互联网或成为新一代6G网络的重要组成。商业与战略价值(根据赛迪顾问的研究数据显示,地球近地轨道最多只能容纳约6万颗卫星SpaceX3期4.2KuiperOnewebTelesat等公司均开始布局并推出各自卫星互联网计划与低轨星座。2021412992GW国网。根据国际电信联盟(ITU)要求,提交申请后的7年内必须发射第一颗卫星,在此基础上非地球静止卫星系统必须在当前投入使用的监管期结束后两年内部署其星座的10%,在五年内部署50%,然后在七年内完成部署。(-“星链”低轨卫星星座凭借大容量、高通量、低时延和重访周期短等优势首次介入战场,可实现对全球近乎全天候不间断的侦查与监视,充分证明近地轨道卫星的潜在军事应用价值。“星链”卫星的通信传输功能具有军民两用的特点,俄罗斯和乌克兰的冲突凸显了太空对于态势监视和军事通信的重要性。在俄乌冲突中,“星链”等方面的能力。军事与战略价值(空天地一体作战能力、无尽边疆太空战略部署星链计划与美国新成立的太空军的关系密切星链计划与X-37B同属“星球大战”“空天地一体”作战能力,太空战略部署均有着深远的战略意义。美国聚焦发展低轨卫星星座,可分为弹性分散(提升空间体系抗毁能力)、战术信息支撑(高时空密度、高功能密度、超低时延)、网云体系(一星多用、云端服务)支撑三大系统。“星链”卫星在军事领域的应用已成为美军战略的核心。其主要优势在于强化美军的指挥通信、侦察监视和指挥协同等多方面能力,从而助力多域作战概念的实现。军事与战略价值(1994军民融合”“星球大战”计划、“阿波罗”计划等都是“军民融合”协同发展的典型案例。模块化设计是星盾”“星盾”“星链”系统并非纯粹的“民用”项目。由于分散部署军用载荷,增强了美国太空力量的隐蔽性和抗毁性。同时,在商业卫星上托管军用载荷体现了航天领域军民融合的大趋势。卫星产业政策大力扶持:全方位推动产业发展国家产业政策大力扶持:需求端脉络清晰,能见度与确定性高。卫星产业关乎国家信息安全与发展,国家政策大力推动,自2013年起出台多方政策,例如鼓励民营小卫星公司参与国家项目,卫星互联网纳入新基建,作为“一带一路”战略的重大基础设施和应用工程,促进军民卫星资源和卫星数据共享等,从多方面发力推动产业发展。建议关注产业链上游:卫星总装:中国卫星;卫星载荷:上海瀚讯、佳缘科技、国光电气、航天环宇;载荷上游元器件:臻镭科技、铖昌科技、航宇微;卫星总装测试:思科瑞、苏试试验;产业链中游:卫星运营及服务:中国卫通;地面设备及终端产业链下游:卫星数据应用:中科星图;高精度时间频率:天奥电子。风险提示1、卫星互联网建设不及预期。卫星互联网产业系国家重点扶持的战略新兴产业,随着卫星互联网产业的发展,国家可能会出台新的政策和法规来规范和指导产业的健康发展。这些政策和法规的调整可能会对行业的生产运营和投资决策产生影响。2、技术突破不及预期。尽管中国在卫星互联网领域取得了一系列进展,但与国际最先进水平相比,仍存的关键因素。3、频谱和空间资源争夺复杂的挑战。4、资金投入与回报风险。卫星互联网产业需要巨额的初期投资,而且从研发、生产到发射和运营都需要长时间。在此期间,技术迭代快,市场环境和政策法规都可能发生变化,这都可能影响投资的回报率。5安全与隐私风险确保卫星通信的安全性,防止数据泄露和被恶意攻击,是产业发展中需要重点考虑的问题。目录战略点卫互网全球星业核地位 1星联:球核心战价深解析 1卫互网低信卫为球联心 1卫互网三展阶从KB时到GB4低通卫发势:通、频、轨道小星星化天网网体化 6商与略值(:低通卫(座是实全覆唯路径 14商与略值(:低道谱空资日渐张抓布迫眉睫 16军与略值(:俄战启示-网络信、面遇情信、精打、人机支、网电干扰 1.1.6军与略值(:美天一作能力尽空略部署 191.1.6军与略值(:军一通系,用潜广阔 22略引卫互产业动素确 23卫产政大持:方推产发展 23卫互网首入新建 26卫互网用能数经济 26风险示 27图目录图1:球星轨况 1图2:2014-2022轨信卫发情统表 2图3:星联特点 3图4:星联的般成系统 3图5:同位度意图 4图6:星联发阶段 5图7:标雷频波表 8图8:通卫多波示意图 9图9:3颗轨星实南北点外全覆示意图 10图10:6500公大型与300公小卫对示意图 12图11:Space星卫()与Oneweb星右图片 12图12:SpaceX链星拍于2020英夜空 12图13:星星的螺斜轨示图 12图14:三协的天网架构 14图15:华为Mate60Pro向卫消示图 16图16:卫互网工理的化图 16图17:区覆重返仿真果区多覆数仿结果 18图18:星链支下无机对攻毁效果 19图19:操攻无人星链备保时通 19图20:反星器示图 20图21:沃特ASM-135A反卫导弹 20图22:美军来战挥统IBCS靶测试 22图23:美合战云JWCC意图 22表目录表1:见位度分 4表2:一段星联星座统数 5表3:三段座术标对比 6表4:轨信星高通信星较 10表5:轨星联核应用景 15表6:4G、5G与星网(链Starlink例技术力比 15表7:国防空构况 21战略焦点:卫星互联网在全球卫星产业的核心地位随着近年来空间科技的迅猛发展和商业模式的演变,全球卫星互联网不仅仅是一个技术概念,而是开始渐渐转变为现实中的应用。这不仅标志着信息时代的又一次飞跃,更意味着在不久的将来,地球上每一个角落的居民都将有机会接入高速、低延迟的互联网。对于军工行业,这意味着更加高效的通讯、更加广泛的情报获取以及全新的战术和战略的形成。全球卫星互联网的发展不仅是技术的革命,更是经济、社会、政治和军事等多方面的深度整合和变革。卫星互联网:全球通信核心与战略价值深度解析卫星互联网:低轨通信卫星为全球互联核心根据赛迪研究院无线电管理研究所,业界普遍将卫星互联网划分为狭义和广义两个概念:狭义的卫星互联网通过采用低轨通信卫星组网方式,实现全覆盖通信SpaceX的星链等。广义的卫星互联网太空分布式计算平台。年全球航天产业规模达到约3840亿美元。USCSatelliteDatabase数据显示,截至2022年12月31日,全球共有6718颗在轨运营卫星。4529(约占全球67%),中国590(563颗(8%),174颗(3%)。2)4823颗(占72%)155(1192(18%)按照轨道类型统计:LEO/MEO/GEO轨5938/141/580颗。图1:全球卫星在轨情况13%13%3%8%9%67%美国中国英国俄罗斯其他数据来源:USCSatelliteDatabase,证券2022年末低轨通讯卫星占当年发射卫星总数的比例已达87.92%(卫星互联网领年至2022年间,低轨通信卫星的发射数量从14颗增长到了1863颗,增长了超过130倍。2020年起,相较于201910倍。从通信卫星市场份额分析,低轨通信卫星处于垄断地位:2014年时,低轨通信卫星占当年发射通信卫星数量的比例为28.00%,到了2022年这一比例已经增长到了99.20%。图2:2014-2022低轨道通信卫星发射情况统计表2000 11800 0.91600 0.81400 0.71200 0.61000 0.5800 0.4600 0.3400 0.2200 0.102014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019

2020

2021

02022年其他LEO低轨通信卫星 其他通信卫星发射数量合计 低轨通信卫星占当年发射卫星总数的比例数据来源:SatelliteDatabaseUSCUSA.org,证券卫星互联网工作原理:卫星互联网是基于卫星通信的互联网,通过一定数量的卫星形成规模组网,从而辐射全球,构建具备实时信息处理能力的大卫星系统,是一种能够完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络,具有广覆盖、低延时、宽带化、低成本等特点。它的本质就是传统航天和通信领域的技术拓展融合。行业深度报告图3:卫星互联网特点数据来源:《中国卫星互联网产业发展研究白皮书》,证券根据通信部卫星互联网技术研究组,卫星互联网一般由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段包括由若干颗通信卫星构成的卫星星座,接收和转发卫星信号,向用户提供卫星信号覆盖。地面段主要包括卫星测控网络关口站等,主要起到连接地面网络的作用。用户段则包括各类供用户使用的通信终端。图4:卫星互联网的一般组成系统数据来源:《卫星互联网路由技术现状及展望》,通信部专利审查协作江苏中心,证券其中,星间链路被视为低轨通信卫星组网(空间段)的关键。卫星通信系统中,卫星有两种通信链路。一种是空间-----一条星际链路通常由4个子系统组成:接收机、发射机、捕获和跟踪子系统及天线子系统。由于星际链路Ka行业深度报告段链路,也可采用激光链路,未来还可能采用太赫兹链路。星间链路是用于卫星之间通信的链路,允许星座中的卫星相互链接并在太空中中继数据。由于近地轨道(LEO)中的小型卫星星座并不与地面保持持续接触,卫星间链路允许相邻卫星之间共享数据,可以将多颗卫星互联在一起,实现卫星之间的信息传输和交换。星间链路的引入,使得低轨卫星移动通信系统能够更少地依赖于地面网络,从而使低轨卫星移动通信系统能够更为灵活方便地进行路由选择和网络管理。同时也减少了地面信关的数目,从而可大大降低地面段的复杂度和投资。KBGB时代按照卫星轨道高度进行划分,可将卫星分为低轨、中轨、高轨三类。高轨道卫星的代表是地球静止轨道卫星,其相对于地面静止,覆盖区域大,可用较少数量的卫星覆盖全球范围内的通信,但通信时延较长。低轨或中轨等非静止轨道卫星,由于其轨道高度低、相对地面运动,需要通过较多数量的卫星组网形成星座来实现无缝覆盖,从而支持覆盖区内用户的实时通信。表1:常见轨位高度划分卫星轨道类型 轨道高度 特点 典型代铱星系LEO(低地球轨道) 500-2000km 传输时延、覆盖范围、链路损耗、功耗较小LEO但小于

StarlinkOneWebInmarsatMEO(中地球轨道) GEO(地球静止轨道) 35786千米

GEOGEO耗较大

国际海事卫星系统VSAT系统资料来源:通信部卫星互联网技术研究组,证券图5:不同轨位高度示意图数据来源:今日卫星网,证券卫星互联网,自从20世纪80年代初露端倪,已经历了三个主要发展演进阶段。最初,当它在通信领域崭行业深度报告KbpsMbps级别,极大地推动了其在商业、军事和民用领域的应21Gbps门槛。这不仅为全球互联网覆盖打下坚实基础,也为未来更多创新应用提供了可能性。图6:卫星互联网发展阶段数据来源:《中国卫星互联网产业发展研究白皮书》,证券第一阶段:与地面通信网络正面竞争阶段(20世纪80年代~2000年),KB时代LEOLEO宽带多媒体通信系统(Ka波段)。LEOLEO系统主要提供语音、传真、数据和寻呼业务以及低速业务。天桥系统等。这个阶段主要以提供语音、低速数据、物联网等服务为主,传输速率多为kbps级别。表2:第一阶段卫星互联网星座系统参数系统 投资商 服务类型 数据传输速(kbps)

轨道高度(km) 卫星数量颗) 星间链路铱星 摩托罗拉劳拉、高通、全球星阿尔卡特等

短消息短消息

约2.4 780 66 有约7.2 1414 48 无轨道通 轨道科学 短消息、寻呼、邮件

约2.4(上行)、4.8(下行)

825 48 无行业深度报告阿尔卡特、劳视频、视频会约2000(上行)-20000天空之桥拉议(下行)146980无摩托罗拉、波因特网接入、泰利迪斯音马特拉-马可尼、比尔·盖茨、麦考话音、数据、视频、视频会议约16-200001315288无资料来源:ITS美国国家频谱和通信实验室,铱星、全球星、轨道通、天空之桥、泰利迪斯各系统网站,证券第二阶段对地面通信网络补充阶段(2000-2014年),MB时代低轨卫星通信星座凸显出广泛的应用前景,这一阶段主要代表为第二代铱星(Iridium)、第二代全球星(Globalstar)、第二代轨道通,船速速率可达几十mbps级别。第三阶段与地面通信网络融合阶段(2014年至今),GB时代(2014年至今)以格里格-维勒(GregWyler)创立的30亿人”(O3b)MEO星座,为全球用户提供干线传输和蜂窝回程业务,将地面电信运营商作为其客户和合作伙伴,卫星网络成为地面网络的补充。以一网公司OneWeb(SpaceX)表3:第三阶段星座技术指标对比星座名称 卫星数量/颗 轨道高度/km 轨道类型 频段 接入速率 时延/ms 是否有星间链路50-200MbpsOneWeb 约720 1200 LEO Ku/Ka550

(用户)50-500Mbps

约30-60 否Starlink 12000

1110-1325335-3451000(极地)

LEO Ku/Ka/V

(用户)

25-50 是Telesat 200

1248(倾斜)

LEO Ka 100Mbps 30-50 是资料来源:ITS美国国家频谱和通信实验室,OneWeb、Starlink、Telesat各系统官网介绍,FCC美联邦通信委员会报告,证券化行业深度报告(2)轨位高轨到低轨,(3)星体大型到小型,(4)发射布局星座化,(5)天网地网一体化等特点。趋势一:容量从低通量到高通量,频段聚焦Ka、V等高频段高通量通信卫星(HTS.HighThroughputSatellite),也称高吞吐量通信卫星,主要技术特征包括多点波束、频率复用、高波束增益等,HTS可提供比常规通信卫星高出数倍甚至数十倍的容量,传统通信卫星容量不到10Gbps,HTS容量可达几十到上百Gbps。HTS带来通信容量跨越式发展,能够支撑更多样的多媒体数据服务;通信成本大幅降低,卫星通信得以走入个人消费市场,得到更大规模应用。低通量到高通量背后的发展原因在于通信频段是类似不可再生的唯一资源,频谱资源主要的应用领域是信,卫星运营商2008提出高通量卫星(HTS)概念。100GbpsKaKa-SatKaKa转发器正式L、C、SKaV频段拓展。第一,高通量卫星通常在Ka频段(26.5-40GHz)和V频段(40-75GHz)等较高频段运行,与广泛使用Ku(12-18行业深度报告图7:标准雷达频率波段表数据来源:雷达通信电子战,证券第二,在高通量卫星中,采用多波束天线,它能够实现高增益的多点波束覆盖,多点波束覆盖及频率复用技术极大提高了卫星通信容量一般情况下一副天线只有一个主波束。多点波束技术是指利用天线波束在空间上分割出多个不同的信道,可同时满足相同频率多点通信的目的,卫星的多波束天线较之大波束天线更加复杂,且技术难度也有较大提升。卫星使用多点波束的优势在于提高了;则需要大量的点波束。行业深度报告图8:高通量卫星多点波束示意图数据来源:新空间经济,TienNguyen《卫星系统》。证券基于固定点波束的低轨宽带卫星通信系统:采用固定点波束,转发器天线设计相对简单,卫星质量相对较150kg,,0.3m50mbps互联网接入。基于可移动点波束的低轨宽带卫星通信系统:波束灵活可调,可以根据业务量进行调节,系统资源利用率高,一般基于相控阵天线技术实现,部署较少的卫星即可实现全球可达服务,如Telesat星座。第三,高通量卫星典型应用星座:Telesat:携带具有直接辐射阵列DirectRadiatingArray,DRADRA16个波束,在16个波束,其功率、带宽、大小和视轴动态地分配给每个波束Telesat4次,36Gbps的平均数据速率。Starlink量,为用户波束动态地分配资源,4-520Gbps的数据速率。OneWeb:卫星天线主要由线型馈源组成,直接对地辐射产生波束覆盖,不采用多反射面天线,也不采用相16Ku1080km×1080km750Mbps375Mbps。中星26号:20232月,Gbps26号成功发射升空,26号是一颗Ka100Gbps450Mbps。趋势二:轨道从高轨到低轨早期,由于高轨卫星覆盖广(3颗便能实现除南北极点以外的全球覆盖),通信卫星一般以中高轨为主。但在通信技术追求高速低时延的情况下,卫星轨道逐渐降低,甚至出现超低轨卫星。高轨通信卫星主要36000其主要应用领域包括电视广播、固定通信、移动通信等,优势在于稳定性高、覆盖范围广。图9:3颗高轨卫星实现除南北极点以外的全球覆盖示意图数据来源:数学开放参考2011,证券低轨互联网卫星主要处于低地球轨道(LEO),其轨道高度通常在500-2000公里。其特点是轨道周期短,可以大大减小信号传输的延迟,从而提高通信质量。同时,由于其相对地球的高度较低,因此在信号传输功率和设备成本上也有优势。表4:低轨通信卫星与高轨通信卫星比较卫星轨道轨道高度系统规模容量运行寿命覆盖范围传输时延终端协同链路能力带宽成本成本频率协调难度高轨卫星36000km系统规模适中单星容量较高(15年单星覆盖范围大,但存在两极覆盖盲区,特定地形通信困难270-500ms,较长加速渗透由于空间链路损耗高,上行链路能力有限较高较低适中地面终端需系统规单星单星覆盖范围配置伺服跟上行链路模庞频率协低轨卫星500-2000km系统规模庞大容量运行寿命较短(5-10年)20-50ms,两卫星间时延约6.7ms踪系统和抛物面形式的双天线(或相控阵天能力是GEO的10倍以上较低大,系统建设及维护成本较调难度高信不间断线)高权问题资料来源:《高低轨宽带卫星通信系统特点对比分析》,证券总结来看,高轨通信卫星发展面临如下4点局限性:地球同步轨道资源有限。1000公里以上的距离,以避免出现碰撞和干扰,为了寻求更多轨道空间,出现了高轨向低轨发展的趋势。信号传输时延大,需要大功率发射设备。500ms50ms左右的时延,与地面光纤网络相当,高轨卫星无法支持在线游戏或视频聊天等基于实时或近实时数据传输的应用。高轨卫星链路损耗大,因此对终端机的发射功率要求高,难以用手持机直接通过卫星进行通信。这使得全球覆盖变得困难,因为需在他国建立地面设备、基站、传输设备等。存在通信盲区。把地球同步卫星作为通信卫星时,由于地球两极附近区域看不见”卫星,因此不能利用地球同步卫星实现对两极的通信。相较之下,低轨通信卫星可以在一定程度上解决上述局限性设备成本低。单个低轨卫星研发成本和发射成本较低,易于批量生产,可以搭载发射,射,多颗小卫星组网可实现单颗大卫星的功能和性能。信号更强,终端小型化。低轨卫星链路损耗低,可以增强信号功率,使得信号更容易被地面小型化终端设备接收,同时地面更小的信号功率就能被低轨卫星正常接收。因此卫星天线尺寸更小,终端设备也更小。传输延迟低、定位精度更高。1分钟级收敛。而中高轨卫星星座几何1530GNSS(全球卫星导航系统,GlobalNavigationSatelliteSystem)的补充,也可以播发独立测距信号,形成备份的定位导航能力。低轨通信卫星组网可实现全球覆盖。星座随地球转动移动,可通过星间链路回传,无需他国地面设备传输。但是使用寿命较短,需要频繁的地面跟踪和卫星之间的接力,部署和维护成本高。总体来看,低轨卫星星座更适合构建大规模卫星组网,是卫星互联网的首选。低轨卫星通信系统的优势在于传输时延短、稳定性好、链路损耗小、应用场景丰富,多星组网可实现全球覆盖。高轨卫星的特点在于卫星数量较少,但单颗卫星的覆盖面积较广,单颗卫星发生损坏即有可能影响整个卫星通信系统的正常运作;而低轨通信卫星数量众多,呈现网状化结构,即使个别卫星出现问题,整个网络也仍然可以继续提供可靠的、连续的通信服务,符合卫星互联网发展趋势。趋势三:星体从大型到小型化开发时间短:小卫星功能相对简单,尺寸小,因此开发、生产速度更快,使得在轨卫星系统能够快速更155的不断测试,可促进技术提升,特别适用于军事应用。成本低:第一,传统大型卫星结构复杂,通常需要数亿甚至数十亿美元的开发成本,但小型卫星相对简单,建造成本仅需数千万美元甚至更低;第二,由于小卫星个体小,容易批量生产,可使用稳定性稍差但可批量生产且低成本的商业性质材料,进一步降低成本。可批量制造:小型卫星寿命相对较短,需要快速更新,可使用高效的流水线批量生产小卫星。比如,空客和OneWeb的合资企业OneWebSatellites可达到每天生产两颗卫星的制造速度。图10:6500公斤大型卫星与300公斤小型卫星对照示意图 图11:Space星链卫星(左)与Oneweb卫星(右)图片数据来源:ASTRANIS,证券 数据来源:SpaceX/Oneweb/Arianespace,证券趋势四:卫星布局星座化卫星星座(Satelliteconstellation)是指数十颗或数百颗人造卫星构成一个系统,一起协同工作,也称为分布式卫星系统(Distributed-SatelliteSystem,DSS)。理论上,一个完整的卫星星座可以提供永久的全球(或近似全球)覆盖范围,对地球上任意一点,在任何时刻至少有一颗卫星是可见的,星座中的卫星放置在不同轨道平面上,并和分散的地面站相连接,星座中的卫星之间可通过星间通信技术进行信息传送。同时,卫星星座具有良好的容错性与生存能力,与单个卫星相比功能更强大,即使单个卫星故障,作为多卫星系统的星座仍可实现不间断全球覆盖。卫星星座主要由卫星星座由核心卫星、备用卫星和地面控制系统组成。核心卫星负责提供主要的通信、导航或遥感服务,在核心卫星出现故障或需要维护时,备用卫星可以替代核心卫星提供服务,地面控制系统负责监控和控制卫星的运行状态,确保卫星正常运行。典型代表通信星座:星链(Starlink)、一网(OneWeb)、铱星(Iridium)、O3b。图12:SpaceX星链卫星被拍摄于2020年英国夜空 图13:星链星座的螺旋倾斜轨道示意图数据来源:MarcoLangbroekviaSatTrackBlog,证券 数据来源:《倾斜轨道巨型星座的分布式生存路由算法》,中信建投证券行业深度报告趋势五:天网地网一体化地网、天基网络和天网地网。天星地网:目前国内外主要采用“天星地网”方式来构建,包括国际通信卫星(Intelsat)、国际海事卫星(Inmarsat)、全球星(Globalstar)Orbcomm卫星通信网络等。卫星之间的互联通过地面网络完成,没有星间链路。这类网络复杂度较低,已得到了较好的商业应用,但是系统灵活度有限,网络资源、通信速率都受限,已经不适应目前大数据、云计算和物联网的发展。天基网络:美国军事星(Milstar3-AEHF)系统和铱星系统(Iridium)则实现了天基网络,每颗卫星都有网络交换或路由功能,在不依赖地面信关站的情况下,能够直接与地面终端组网。这类网络星上系统较复杂、成本较高,除了军事领域外,没有很成功的商业应用。天网地网泛的网络接入,使天网地网融为一体,既解决了地面网络覆盖不足的问题,又降低了天网星上建设维护的成本。天网地网是最符合我国国情的天地一体化网络结构,至今仍处于起步阶段。2017年3月,中国卫通集团的闵士权研究员基于吴曼青院士的天地一体化信息网络总体架构设想以及李德仁院士的PNTRC空间信息网络方案,提出了“多层轨道天地一体化通信遥感导航网络方案”,该方案提出了一个运用GEO星座骨干网络和LEO星座接入网络协同工作完成通信、遥感和导航三大功能的构想。行业深度报告图14:三网协同的天网地网架构数据来源:《国际空间信息网络发展计划对我国的启示》,证券商业与战略价值(1):低轨通信卫星(星座)是实现全球覆盖唯一路径202227亿人,无法接入互联网。这些数字在不同地区差异40%。令人担忧的是,互联网的渗透率增长已经显著减缓,特别是在中低收入地区。这些卫星对于地面终端的要求较为严格,且通常需要依赖已有的成熟通信基础设施,从而无法为那些缺乏基础设施的地区提供高性价比的服务。相比之下,低轨道卫星通信提供了一种更加灵活且具有成本效益的解决方案,它成为了地面通信的有效补充,尤其在空间和地面的融合通信中起到了中心角色。与传统的陆基通信相比,该通信形式不需要大量的基站或其他基础设施进行投资。同时,对于那些如远洋货轮、森林和沙漠等地理环境随着5G/6G卫星互联网与传统4G5G行业深度报告作业及科考宽带、航空宽带和灾难应急通信等。传统地面通信骨干网在海洋、沙漠及偏远山区等苛刻环境下铺设难度大且运营成本高,通过部署传统通信骨干网络在互联网渗透率低的区域进行延伸普及存在现实障碍。目70%30亿人口未能实现互联网覆盖无互联网”人口数字鸿沟问题的重要手段,是实现网络信息地域连续覆盖普惠共享的有效补充。其中,低轨卫星通信核心商业应用场景主要包括偏远地区通信、海洋作业及科考宽带、航空宽带和灾难应急通信等。表5:低轨卫星互联网核心应用场景偏远地区海洋航空灾难应急卫星电话、互联网电视、卫星宽带卫星定位、海事卫星电话机载通信、WiFi应急呼叫、数据保护恢复、灾难应急备份通信在卫星互联网建设成熟、设通过船载卫星设备终端,实现低轨互联网通过多波当今信息时代下,短暂的网备终端成热轻便的情况下,海上船只与地面通信网络的互束无缝切换配合机络中断可能酿成巨大的经济通过小型化卫星中继站,借联互通,满足船载设备、科考载、高铁终端的自动损失和社会损失。通过卫星力星座系统低轨卫星在用户设备、船员等数据交换、网页跟踪捕捉功能,为高互联网提供的高速备份链收发终端与地面卫星站之间浏览、即时通信、邮件收发、速移动、长距离场景路,将关键业务上星备份,建立地空通信链路。语音等陆地般的连接体验。提供网络支持服务。形成稳定的网络环境。资料来源:国际电信联盟(ITU),欧洲航天局,联合国天基信息平台,Oneweb官网,证券Starlink5G4G4G结合各自特点Starlink更适合用于覆盖大面积用户分布稀疏的边远区域,5G、4G地面网络在当前条件下更适合人口密集的城市区域。表6:4G、5G与卫星互联网(以星链Starlink为例)技术能力对比星链(Starlink)5G4G最小时延25-35ms1ms10ms频谱效率2.5bit/s/Hz10bit/s/Hz2.9bit/s/Hz理论带宽1Gbps1-2Gbps100mb/300mb(4G+)覆盖距离550km轨道高度的天线覆盖64万km²半径约300m,覆盖面积约0.28km²覆盖半径约500m-3000m,覆盖面积约0.78-28km²应用场景偏远地区、海洋、航空、灾难应急、战争物联网、低时延应用场景电视直播、移动医护、智能手机等资料来源:SpaceX及其用户测试数据,中国航天报《Starlink首批60颗卫星功能详解》,前瞻展业研究院,第九届中国指挥控制大会低轨卫星通信主题报告,证券若以信号覆盖面积为比较基准:SpaceX官方测算,Starlink550千645G3000.28平方642285G2285GStarlink5G基站。若以对某一特定区域的服务持续性来比较:4个5G基站,可为某地区1平方千米范围内提供24小时持续行业深度报告Starlink202388Starlinkinsider上的统计,Starlink在轨4545颗。但根据美卫星互联网查询系统,Starlink仍未能对美国部分中西部和南部部分地区实现全时覆盖。卫星互联网或成为新一代6G网络的重要组成。国际电联《IMT20306G20306G(VeryLowEarthOrbit,VLEO)巨型卫星通信网络已经成为学界和业界的研究热点。非地面网络(Non-TerrestrialNetwork,NTN)6G网络的组成部分。卫星互联网试点C端市场:华为Mate60Pro支持卫星通话功能。MatePro60,作为全球首款支持卫2023827日正式亮相,标志着通信方式突破了地面网络限制,实现了在广阔天空中与世界各地的电话交流。截止2023年7月底,8个国家和地区的移动运营商已经推出商用卫星通信业务,如美国SpaceX与T-Mobile达成卫星通信服务合作协议。图15:华为Mate60Pro双向卫星消息示意图 图16:卫星互联网工作原理的简化图数据来源:华为官网,证券 数据来源:Inmarsat官网,证券从长远角度看,卫星通话只是卫星通信服务的初级阶段。下一步,卫星通信或将朝向更加多元化的卫星互联网方向发展,如在车联网、物联网、人工智能和军事应用等领域展现出巨大的商业潜力。商业与战略价值(2):低轨道频谱和空间资源日渐紧张,抓紧布局迫在眉睫每颗卫星在工作时,都需要占据外层空间的特定轨道位置,而这些近地轨道位置的供给是有限的。频谱资源是KuKa频段,资源更是日益趋于紧张。行业深度报告根据赛迪顾问的研究数据显示,地球近地轨道最多只能容纳约6万颗卫星SpaceX3期4.2KuiperOnewebTelesat等公司均开始布局并推出各自卫星互联网计划与低轨星座。KuKa(ITU)先来先得”和“先到先得”在这场近地轨道竞赛中,低轨通信卫星所占的份额最大,也最为珍贵。根据UCS卫星数据库,2022年低轨通信卫星占全年发射卫星总数的比例达87.92%。根据国际电信联盟(ITU)要求,提交申请后的7年内必须发射第一颗卫星,在此基础上非地球静止卫星系统必须在当前投入使用的监管期结束后两年内部署其星座的10%,在五年内部署50%,然后在七年内完成部署。换言之,星座计划在9年内必须发射总数的10%,12年内必须发射总数的50%,14年内必须全部发射完成,否则需对申报的网络资料进行相应缩减。2021412992GW国网。此外,通过升级和替换旧的卫星来优化自有卫星的资源配置;与其他国家进行资源交换和购买也是长期而有效的策略。军事与战略价值(1):-无人机支援、反网络电子干扰“星链”低轨卫星星座凭借大容量、高通量、低时延和重访周期短等优势首次介入战场,可实现对全球近乎全天候不间断的侦查与监视,充分证明近地轨道卫星的潜在军事应用价值。“星链”卫星的通信传输功能具有军民两用的特点,俄罗斯和乌克兰的冲突凸显了太空对于态势监视和军事通信的重要性。根据中国运载火箭技术96901部队研究员在《“星链”在俄乌冲突中的运用分星链”等方面的能力。支持网络舆论2022224日爆发后,前线地区的通信设施因供电问题遭受打击,导致东南部的主流电信服务提供商面临服务中断的挑战。在此背景下,“星链”成为乌境内特别是政府、军方及部分普通民众内外通信乌方将美国提供的星链”星链”重要渠道。保障地面任务在俄乌的地面战斗中,如马里乌波尔的攻防战,“星链”为乌军在战时保持上下军令政令畅通、全军整体协调统一行动提供了有力保障-北约联合指挥机构对乌军前方指挥机构、一线部队进行的指挥、控制,还是乌军一线部队向前方指挥机构、后方星链”行业深度报告2022372002个,仿真结果显示“星链”在乌克兰区域重返时间为0,平均有12颗星链卫星同时出现在乌克兰上空,“星链”已基本可以实现对乌克兰区域的无缝通信覆盖。图17:区域覆盖重返时间仿真结果与区域多重覆盖数仿真结果数据来源:军鹰装备技术研究院,《俄乌战场上的“星链”卫星》,证券串联情报信息在俄乌冲突期间,以美国为首的北约,充分发挥其综合优势,为乌克兰军队提供了关于俄军的实时、高价值情报。这些情报通过“星链”网络,从美军和北约的信息情报中心,尤其是从“星链”卫星、电子侦察机等移动侦察平台,直接向乌军提供。乌政府还通过“星链”恢复了传统手机通信网络,并鼓励民众通过手机上传关于俄军的情报。据统计,从冲2022426.72000乌民众手机情报信息上传的路径为:手机—“星链”网络—乌政府“聊天机器人”软件平台—北约和乌军情报指控部门—“星链”网络—乌作战部队。支撑精确打击“星链”“莫斯科”2022413日晚在黑海被乌克兰的“海王星”14日沉没。此430510路径为:北约侦察平台——北约和乌军指挥中心——“星链”网络——前线部队。“星链”卫星为实现精确打击和斩首行动的OODA(Observation,Orientation,Decision,Action)杀伤闭环起到了链接作用。支援无人机作战在对地面目标进行打击的过程中,乌军通过“星链”建立了无人机与地面打击力量的联系,实现从传感器到TB-2300km内。短期内为其加装星链”“星链”的主要作用是确行业深度报告保无人机的地面控制站与前线部队之间的通信畅通。技术分析表明,数据传输路径为:无人机——地面控制站——“星链”网络——地面部队。这种方式确保了情报数据的实时传输,使地面部队能够迅速并准确地对目标进行打击。图18:“星链”支持下的无人机对地攻击毁伤效果 图19:操作攻击无人机时星链设备确保实时沟通数据来源:泰晤士报,证券 数据来源:华盛顿邮报,证券反网络电子干扰SpaceX向乌克兰提供“星链”数小时”更新一行代码”SpaceX“星链”在短时间内成功应对干扰,展现了其对新型威胁的快速响应能力。未来,随着星链和其他低轨星座的进一步发展,它们不仅将极大地改变人类的生活方式,还可能颠覆未来战争的形态。因此,面对这种新的太空威胁,我国需要加快自己的低轨星座建设,确保太空权益和国家战略的主动性。军事与战略价值(2):美军“空天地一体”作战能力、“无尽边疆”太空战略部署美国的太空战略与星链/星盾完善美军“空天地一体”作战能力、“无尽边疆”太空战略部署。星链作为当前最大规模的商业卫星星座,其v2.0提升导航定位系统的精度和抗干扰能力、5)部队数据融合与全球同步。太空是美国防部战争方式不可或缺的一部分2017202019案建立太空军,成为第六支独立建制部队。行业深度报告从深层次的国际和国家安全角度看,星链计划与美国新成立的太空军的关系密切。根据远望智库军鹰动态的信息,星链计划与X-37B同属“星球大战”计划的一部分,背后依托的是美国太空安全的战略转型,蕴含着极高的全球军事价值,对完善美国“空天地一体”作战能力,太空战略部署均有着深远的战略意义,将从国防、产业价值链、信息主权与监管、轨道与频谱资源使用、太空空间利用和天文探索等方面,对国际安全及其他国家的安全构成重大挑战。例如,2022年SpaceX的卫星两度变轨,从而与我国空间站处于同一平面运行,对于我国空间站构成严重安全风险。(提升空间体系抗毁能力(高时空密度、高功能密度、超低时延)、网云体系(一星多用、云端服务)支撑三大系统美之前部署的星座多为少量大型卫星系统,尽管单体功能强大,但生存能力有限,如卫星失效则需较长时间进行更换。相较之下,低轨卫星星座由于其低时延、功能拓展性强、具有良好的容错性与生存能力等特点受到美军方重视。根据《美国军用低轨星座发展计划及关键技术分析》,美国聚焦发展低轨卫星星座,可分为弹性分散(提升空间体系抗毁能力)、战术信息支撑(高时空密度、高功能密度、超低时延)、网云体系(一星多用、云端服务)支撑三大系统。2013分散式、扩散式、多样化部署;体系的快速分解、重组、重构、重建与自我修复能力;全面的威胁感知与快速反击;以及在高风险条件下持续支援其他作战领域。美国20237转变为低地轨道上的扩散式架构星座。大型“精致”卫星非常昂贵,设计寿命为20年。但近地轨道卫星的使用寿命这提供了快速创新与快速相应机制SpaceX的“星链”发射42000颗卫星形成天基互联网,可提供全球覆盖的低延时、高速率的宽带通信,并成为美军作战指挥通信网络的重要组成部分。图20:反卫星武器示意图 图21:沃特ASM-135A反卫星导弹数据来源:Space网站,GettyImages,证券 数据来源:美国空军国家博物馆,证券“多域战”和“联合全域指挥与控行业深度报告制”(JADC2)以信息和决策为中心。这种转变突出了任务执行的重要性和设计作战模式的必要性。为了实现这一转变,美军将信息优势提升到了前所未有的高度,认为信息的安全和高速流动是关键。2019“弹性”“国家安全太空架构”7层体系架构。这一架构旨在形成一个以低地球轨道(LEO)这些优势将极大地增强战术级的作战保障能力,促进各军种的联合指挥和协同作战,以及信息系统与感知平台和武器平台的一体化。表7:美国国防太空架构概况架构分层 可提供的能力传输层 在全球范围内向各种作战平台提供有保证、弹性、低延迟的军事数据和连跟踪层 提供导弹目标的持续全球监视,针对先进导弹威胁的预警、跟踪、指示看护层 基于人工智能的大规模、低延迟、持续性全球监控能力威慑层 提供全球近实时空间态势感知,探测和跟踪太空物体,避免卫星碰撞导航层 GPS拒止环境下定位、导航授时(PNT)能力作战管理层 提供任务分派、任务指挥与控制及数据分发,在战役规模上实现时敏目标杀伤链闭支持层 快速响应、弹性的通用地面基础设施资料来源:《美国军用低轨星座发展计划及关键技术分析》,证券随着云计算技术通用云”专用云”和“多云并存”以提高信息化和数字化的建设水平。在此基础上,美军大力发展人工智能、大数据和边缘计算等技术在空间军事装备中的应用。他们努力推进太空系统的智能化,期望构建一个分散的、智能的、自主的、云端的、弹性的2019年成立了太空发展局,提出了“国家安全太空”7层体系架构,计划利用低轨大规模星座和智能云网技术来构建天基信息网络体系。2020战术云,以提供更高效的战场情报服务。为了进一步强化其云平台,美国防部计划在未来10年内投入1000亿美元来强化其信息基础设施2022行业深度报告图22:美陆军未来战斗指挥系统IBCS靶场测试 图23:美联合作战云JWCC示意图数据来源:国防新闻DefenseNews,证券 数据来源:美C4ISR官网,证券美军智能化战争支持“星链”卫星在军事领域的应用已成为美军战略的核心。其主要优势在于强化美军的指挥通信、侦察监视和指挥协同等多方面能力,从而助力多域作战概念的实现。高效可靠的指挥通信能力星链””在特殊领域通信、远距离通信和通信安全性方面也有显著优势。全域全时的侦察监视能力星链”的战场态势变化。部分“星链”卫星还搭载了成像侦察和电子侦察装备,进一步强化了美军的侦察监视能力。此外,“星链”还可能成为美军的弹道导弹预警体系的关键组成部分。实时精准的指挥协同能力星链”准指挥协同能力。这包括为人-机协同交互提供高效通信链路,以及为无人协同交战提供精准导航定位服务。“马赛克战”——新型战争形态星链”为马赛克战”“马赛克战”中,指挥决策协同单元将利用战场实时态势感知协同网络,迅速获取战场信息,实现协同作战。1.1.6军事与战略价值(3):军民一体通信系统,应用潜力广阔1994“军民融合”成熟的“军民融合”模式为美国军工产业的发展带来了诸多红利,“星球大战”计划、“阿波罗”计划等都是“军民融合”协同发展的典型案例。政府和军方的任务牵引、合同支撑、技术共享、合作研发和企业的创研创新,使得“星链”成为发展速度快、成果质量好、成本低的优秀项目。此外,卫星通信系统本质上是重要的军民两用设施。低轨通信卫星由于其快速响应能力、广泛的覆盖范围、(相较于传统地面通信的)灵活性和部署速度,安全和抗干扰能力等特点,在商业、民用和军事领域提供了巨大价值。其军民两用的特性不仅确保了在和平时期的经济效益,而且在军事冲突或紧张局势中为军队提供了关键的通信能力,确保了信息的实时、准确和安全传输。10%,但已经显示了关键能力和极大潜力。当卫星数量进一步增加、大部分卫星都支持激光星间链路、终端成本大幅降低,星链的可用性无疑还会大大增强。化设计是“星盾”的一个重要优势,未来,“星盾”卫星可以搭载多种载荷,增强美国的太空体系弹性能力,提升俄乌冲突已经揭示了“星链”系统并非纯粹的“民用”由于分散部署军用载荷,目前无法准确预估星链的崛起和俄乌战争的爆发对美军天基系统会产生怎样的影响。但很清楚的一点是,军事会部分转移到商业公司开发运营、军民两用的通导遥一体化巨型星座上来。战略牵引,卫星互联网产业驱动因素明确卫星产业政策大力扶持:全方位推动产业发展国家产业政策大力扶持:需求端脉络清晰,能见度与确定性高。卫星产业关乎国家信息安全与发展,国家政策大力推动,自2013年起出台多方政策,例如鼓励民营小卫星公司参与国家项目,卫星互联网纳入新基建,作为“一带一路”战略的重大基础设施和应用工程,促进军民卫星资源和卫星数据共享等,从多方面发力推动产业发展。表8:中国卫星产业相关政策序号政策名称发布主体发布时间主要内容1《国家卫星导航产业中长期发展规划》国务院2013.10强调市场主导,政策推动。2投资的指导意见》国务院2014.11鼓励民间资本研制、发射和运营商业遥感卫星。3《中国制造2025》国务院2015.05发展新型卫星等空间平台与有效载荷、空天地宽带互联网系统.形成长期持续稳定的卫星遥感、通信、导航等空间信息服务能力。4《“一带一路”空间信息走廊建设和应用工程总体方案和工作方案》国防科工局2015.05是实施"一带一路“战略的重大基础设施和应用工程,有助于促进“一带一路"沿线国家实现空间信息互联互通。同时,对于推进中国航天装备和高新技术产业国际化发展具有重要意义。5和服务指导目录(2015年)》国务院2015.07明确重点发展的卫星应急通信系统包括:基于海事卫星网络的卫星电话终端,移动卫星通信产品(动中通)利用卫星定位系统的便携式无线电定位设备等。6《中国航天标准体系》发改委2015.09中国航天标准体系由航天管理,产品保证,工程技术,运行服务、空间应用和空间科学四个方面的标准组成。涉及卫星出口、遥感卫星地面站建设。7《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015~2025年)》发改委、财政部、国防科工局等2015.10支持和引导社会资本参与国家民用空间基础设施建设和应用开发。“十四五”期间,建成技术先进、全球覆盖、高效运行的国家民用空间基础设施体系业务化、市场化、产业化发展达到国际先进水平。8《“十三五”性新兴产业发展规划》国务院2016.11做大做强卫星及应用产业。靠、长期稳定运行的国家民用空间基础设施,星应用与基础设施融合发展,2020年,基本建成主体功能完备的国家民用空间基础设施,域主要业务需求,基本实现空间信息应用自主保障形成较为完善的卫星及应用产业链。9《信息通信行业发展规划(2016-2020年)》工信部2016.12建成较为完善的商业卫星通信服务体系。10(2015-2025年)》交通运输部2017.02十三五"期间,构建形成卫星遥感、卫星通信广播、卫星导航定位三大系统。基本建成国家民用空间基础设施体系。11《关于推动国防科技工业军民融合深度发展的意见》国务院2017.12制定国家卫星遥感数据政策,促进军民卫星资源和卫星数据共享。探索研究开放共享的航天发射场和航天测控系统建设。促进通信卫星等通信基础设施统筹建设。大力发展网络安全、电磁频谱资源管理等技术、产品和装备。推动天地一体化信息网络工程实施。12《北斗卫星导航系统交通运输行业应用规划》交通部、中央军委装备发展部2018.01明确了

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