全球民用工程核心

全球民用工程核心

一、自主研发进入收获期：“民用工程+新武器装备”塑造新基建

国防科技是全球国防现代化和经济转型升级的重要途径，军工科研院所是国防

科技创新的主力军，也是高科技企业的诞生地，承担着尖端技术研发、武器装备开

发、技术支持/服务、技术转化、设施设备共享等多种职能，在整个国家科技创新

系统中处于核心地位。军工科研体系经历了漫长的自主化研发周期，或将于近年进

入装备换代'重大民用工程的产业化阶段，未来非军品高端装备产业带动价值达万

亿，军工装备进入长期高景气换装周期：

二、民用工程核心一一卫星互联网：万物互联全新基础设施

1、目前全球互联网发展存在鸿沟，低轨卫星互联网或为核心解决方案

全球互联网接入水平存在巨大鸿沟：超半数人口处于3G以下阶段或互联网无

覆盖。数据显示，全球76.47亿人口（2018,UN）中49%的人口依然未进入互联网

世界，人口达37.4亿人，其中发展中国家55%的人口未能接入互联网。此外，联

合国此项统计数据中统计了连接速度大于或等于256kbps的人口（约0.256M带

宽），0.256M仅等于2G-3G的信息技术阶段。而发达国家和少数发展中国家已全

面进入4G-5G阶段，信息基础设施鸿沟巨大。

卫星通信技术是目前仅有的可同时实现抗毁性强、覆盖范围广、部署快速灵活、

传输容量大、性能稳定可靠、不受地形和地域限制的通信技术，卫星通信可以实现

有线电话网和地面移动通信网均无法实现的广域无缝隙覆盖，尤其适用于传统陆地

通信不宜覆盖的地区。对于广大低业务密度地区与通信基础设施严重缺失地区人口

（占全球总人口49%）来说，搭建卫星互联网基础设施来使其接入全球互联网是核

心解决方案之一。

《2020-2026年中国低轨宽带道通信卫星系统行业发展动态及发展规模预测报

告》显示：各国将卫星互联网建设上升为国家战略，推动卫星互联网组网计划。美

国政府于2016年提出了宣布投资5000万美元的创新基金用于推动小卫星发展；俄

罗斯发布向国内偏远地区、远离陆地的岛屿提供卫星互联网覆盖的计划。1997-

2019年间，全球共发射低轨通信卫星343颗，其中美国发射数量遥遥领先共计230

颗，占全球数量的67.05%,俄罗斯、中国、阿根廷、加拿大、英国紧随其后。

在高通量卫星带宽巨大需求的刺激下，低轨卫星通信星座蓬勃发展。在2010-

2019年间，从用途分类看，通信卫星数量增长趋势明确；从轨道类型来看，以低

轨道作为目标轨道的通信卫星（LE0）数量在2016年后出现大幅提升。

2、先驱StarlinkL2万颗卫星2027年将组网，望推动国内卫星互联网建设

在各国的组网计划中，OneWeb、03b、Starlink,Telesat卫星系统为典型代

表：

OneWeb星座计划是美国首个获批的新一代非地球同步轨卫星星座。计划卫星

数量为720颗，轨道高度为1200km,工作在Ku/Ka频段，单星容量7.5Gbps,有

16个用户波束（Ku频段）和2个网关波束（Ka频段）。OneWeb计划在全球部署

55~75个网关站，网络将在2023年6月之前全面运营，向全球提供宽带互联网接

入服务，星座的总容量高达5.4Tb/s。

03b星座系统是目前全球成功投入商业运营的卫星互联网系统。03b星座于

2014年开始运营，卫星计划总数42颗，主要提供宽带互联网接入服务。03b卫星

星座高度为8062km,工作于Ka频段。目前03b星座包括16颗在轨卫星，可覆盖

全球南北纬45°间所有地区，用户可以通过03b卫星接入地面卫星网关站，进而

连接互联网。

Starlink卫星系统是是有史以来卫星数量最多的星座系统。Starlink部署分

为三个阶段，计划发射约L2万颗低轨卫星组建互联网络，星座总容量将达到8〜

10Tb/s：第一阶段在550km高度部署1584颗Ku/Ka频段卫星；第二阶段在

lllOknTl325km低轨部署2825颗Ku/Ka频；第三阶段将在335~345km低轨上部署

7518颗V频段卫星。

Starlink近1.2万颗卫星的项目全部获批，预计8年内实现组网。SpaceX曾

表示，今年年内将进行24次发射，以猎鹰9一箭60星的规模计算，预计今年发射

1440颗卫星。FCC要求SpaceX在未来6年内部署半数卫星，即截止2024年需在轨

道上部署至少6000颗卫星，在2027年全面实施1.2万颗的组网计划。

现有中高轨通信卫星仅解决全球基本覆盖，相当于移动通信2/3G网络，仅提

供基本语音/低容量数据业务。低轨卫星互联网星座是实现全球互联的核心解决方

案，可实现高带宽、高性能金球覆盖、可便携式、嵌入式终端、低成本、边际成本

的全球互联服务。Starlink是马斯克SpaceX公司的宽带卫星互联网计划，也是全

球卫星互联网建设的领先方案。该计划将初步发射12000颗卫星，并在太空中布局

一个巨大的人造卫星星座，为全球每一个角落的卫星接收器提供高速互联网连接。

根据在深度PPT《卫星互联网深度2：卫星互联网为龙首，北斗'遥感为翅翼》的测

算，得到Starlink星链的卫星发射计划及其所带来的市场空间：

2019年10月消息，Spacex星链(Starlink)向ITU再次申请了30000个额外

卫星轨位，加上原有的12000个，或将占据近地轨道42000个轨位。除商业价值外,

空间轨位战略价值也将成为卫星互联网公司的主要争夺点。

我国目前与美国为第一梯队，建设进度落后一年，目前仅中美两国开始全球卫

星互联网的建设：中国2020年1月银河航天已完成首次发射，鸿雁星座也计划于

2020年进行试验系统建设，因美国试验卫星主要于2019年发射，因此我国卫星互

联网建设进度目前或落后美国约一年时间。

中国卫星互联网分为两大阵营，一是国有央企集团，即航天科技集团、航天科

工集团下属的公司；二是民营商业航天公司，近年来迅速涌现和发展。预计，我国

或诞生1-2家世界级卫星互联网企业，对标美国SpaceX(Starlink)建设计划，或

需8年入轨1.1万颗；

根据我国现有低轨卫星星座计划与美国StarLink计划的对标情况，在2020-

2022年间，以国营企业为主导建设力量的低轨卫星星座将陆续面世，估计我国

2022年共计在轨低轨卫星规模800余颗。长期考虑，随着产业链各环节技术的成

熟及制造成本的下降，民营企业主导的低轨星座规模也将陆续上量，2027年我国

低轨卫星总规模有望达到3950颗。

我国低轨卫星互联网产业链由卫星制造、火箭发射、地面设备、卫星运营四大

环节构成。目前我国低轨卫星互联网正在初步兴起阶段，投资主要集中于空间段及

地面段的基础设施建设，上游卫星制造、卫星发射及地面设备中的地面站建设是优

先受益环节。后续随着组网的成熟及各基础设施环节相继落地，下游应用服务逐渐

爆发，民营企业大批入驻产业链，中游地面设备与运营环节将明显受益。

估计在低轨卫星互联网前期的投资阶段，卫星发射、卫星制造及卫星地面站设

备中关口站的投资总规模至2027年累计可达1690亿元，各环节投资规模占比分别

为46%、49%及5%。

根据在深度PPT《卫星互联网深度2：卫星互联网为龙首，北斗'遥感为翅翼》

的测算，我国卫星互联网年产值将有望于2028年达到0.4万亿元人民币，其中卫

星制造年产值403.62亿元，火箭发射年产值180.7亿元，地面设备1716.1亿元，

卫星应用1733.9亿元。

3GPP等国际组织正在制定卫星通信与5G的接入标准，将卫星通信作为5G网

络拓展的重要手段和有机组成部分，拓展卫星通信的服务范围。未来的6G通信网

络将有望在5G基础上进一步融合卫星通信，为人们提供真正无处不在的、全球性

的移动宽带网络覆盖。

3、、2020卫星行业市场发展趋势分析，卫星互联网抢占空天轨道资源战略高

地

卫星互联网产业链主要由卫星制造、运载火箭制造、卫星通信应用三方面构成,

其中卫星由卫星平台、卫星载荷组成，卫星平台制造方为总装单位，载荷方为配套

单位。运载火箭制造目前关联度较高的上市公司较少，主要集中关注电子设备领域;

而对于卫星通信应用的机会主要再在通信运营、地面设备两方面。具体：

目前国内负责卫星整体设计及总装的供应商以国营单位为主力，也有部分民营

企业具备研制实力。国有单位：中国卫星、中国航天科技集团中国空间技术研究院

（航天五院）下属的深圳航天东方红海特卫星有限公司、航天科工集团空间工程公

司、航天科工四院旗下航天行云科技、航天八院、中科院微小卫星创新研究院、上

海沪工、长光卫星等；民营企业：天仪研究院、银河航天、九天微星等。

目前以美国Starlink,OneWeb的低轨卫星造价作为参考，Starlink单星制造

成本160万美金，OneWeb在其规模生产制造的优势下可将成本区间控制在50-80

万美金。考虑到我国核心高端元器件批量生产能力有限，“准流水线”模式的制造

水平尚需时日，估计国内低轨卫星制造成本约人民币3500万元（约500万美金）。

考虑到我国后期制造模式及核心技术能力的改进升级，给出关键假设：第一阶

段卫星制造单星单年下降10%,第二阶段制造价格单星单年下降15%。以此计算，

至2027年投资规模可达829亿元。

卫星平台和载荷两大系统的核心差异在于：平台保障基础工作，载荷体现差异

化功能。

(一)卫星平台系统

卫星平台系统是为保证有效载荷正常工作而为其服务的保障系统，预计平台系

统占整星制造成本的60%左右，预计总投资规模近500亿，2022-2024将是投资高

峰期。

卫星平台系统一般包括结构分系统、电源分系统、姿态及轨道控制分系统、推

进分系统、测控分系统、热控分系统等

(1)卫星电源分系统：其性能直接决定卫星平台的功率能力及卫星寿命。预

计约占卫星制造总成本的15%左右，总投资将超过百亿。

卫星电源系统在卫星金寿命期内为整星提供稳定的能量来源，由电源、电源控

制设备、电源变换器及电缆网四部分组成。

全球95%的卫星都以太阳电池阵-蓄电池组联合电源作为电源系统的电能来源。

电源根据能源产生形式的差异，分为化学原电池/蓄电池、氢氧燃料电池、太阳电

池阵-蓄电池组电源及核电源四种。目前，三结碑化银太阳电池以其高转换效率、

高单位面积功率、高耐辐照等性能优势成为我国卫星中太阳电池的主流产品；高比

能量锂离子蓄电池以其能量高、无记忆效应等突出优点成为储能装置的重要趋势。

电源控制器(PCU)是卫星电源分系统的控制核心，其设计水平高低直接决定

了电源分系统的工作效率。电源控制器(PCU)的主要功能是协调太阳电池阵和锂

电池组的能量传输及载荷的功率平衡。在卫星日常作业过程中，除天然辐照、热应

力、原子氧影响外，电源工作条件变化、负载变化及性能衰减等会导致输出功率或

电压发生变化，相应的稳压及功率调节措施是保障载荷系统稳定工作的重要前提。

中电科18所在PCU、太阳电池、蓄电池研发生产上性能指标领先。电源系统

的主要承制单位还包括航天八院811所、中国卫星子公司天津恒电空间电源。

（2）姿态及轨道控制分系统：决定卫星飞行角度及空间位置的关键环节。根

据是否采用专门的控制力矩装置和姿态测量装置，可把卫星的姿态控制分为被动姿

态控制和主动姿态控制两类。利用航天器本身的动力特性和环境力矩来实现姿态稳

定的方法为被动姿态控制；根据姿态误差（测量值与标称值之差）形成控制指令，

产生控制力矩来实现姿态控制的方法为主动姿态控制系统。

预计姿态及轨道系统约占整星研制成本的20%,总投资规模将超150亿。

（二）有效载荷系统

有效载荷系统是卫星的功能实现单元，也是卫星真正的价值所在，不同的卫星

种类搭载相应功能的载荷。预计载荷系统占据卫星制造总成本的40%-45%,总投资

规模将超300亿元。

低轨通信卫星的有效载荷系统分为有效载荷通信转发器分系统及天线分系统。

（1）卫星天线：卫星天线系统是卫星信号的输入和输出器。预计天线分系统

占载荷系统制造成本的40%,总投资将超130亿元。

星载天线经历了从简单天线（标准圆或椭圆波束）、赋形天线