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作者:小编 日期:2025-06-09 19:29:56 点击数:
卫星通信覆盖广泛且可靠性高,尤其在航空、海事、偏远及应急等特定场景下,能有效弥补蜂窝通信的覆盖空缺。
卫星互联网代表了卫星通信发展的更高级形态,是卫星通信技术与互联网结合的产物,它能为地面和空中的各类终端提供宽带互联网接入服务。
当前,我国卫星互联网虽刚起步,但发展势头迅猛。短期看,随着卫星发射频率的提升,前端的卫星生产制造环节有望首先受益;长远来看,随着基础设施的逐步完善,下游的卫星互联网应用及相关环节将迎来发展的黄金时期。
据估算,2023年商业航天市场的规模达到约19000亿元。作为商业航天的重要组成部分,卫星互联网因其广泛的覆盖范围和独特优势,正迎来快速发展的机遇。
国内政策方面来看,自2022年以来,上海、重庆、北京、成都等城市纷纷出台相关政策,对卫星互联网产业给予重点扶持,为产业的未来发展注入了强大动力。
随着技术的不断进步,卫星通信已经历了从早期的专线时代到专网时代的转变,当前我们正迈向一个以个人宽带接入为主导的卫星互联网时代。
卫星互联网拥有广泛的覆盖能力、极低的延时、高带宽以及相对低廉的成本等显著优势。
这些特性使其成为解决当前全球超过30亿人无法接入互联网,以及70%地理区域仍未实现网络覆盖问题的有效手段。
卫星互联网产业链上游环节主要包括卫星的设计与制造以及卫星发射服务。核心参与者包括电器元件材料等关键部件的供应商和卫星研制的厂商。发射服务提供商则负责将卫星送入预定轨道,确保其能够正常工作。
地面设备制造商生产用于接收和发送卫星信号的设备;卫星运营商负责管理和维护卫星网络,确保通信服务的连续性和稳定性;提供各类卫星应用服务的服务商根据客户需求定制解决方案,推动卫星技术在不同领域的应用。
卫星互联网下游则直接面向终端用户。用户通过购买和使用卫星应用服务,满足其在通信、导航、遥感等方面的需求,政府和大型企事业单位往往是卫星服务的大宗采购者。
根据SIA(卫星产业协会)的数据,2022年全球卫星产业链中各环节的占比分布如下:卫星制造占5.6%,发射服务占2.5%,地面设备制造高达51.6%,卫星可持续性活动则占据了40.3%。
在产业链价值方面,2022年全球卫星产业总收入约为2,810亿美元,其中大部分价值集中在产业链的中下游环节。
尽管卫星制造和发射服务在总产值中的占比相对较小,但这两部分仍是卫星产业链中不可或缺的重要组成部分。
随着未来卫星星座的逐步完成和投入使用,卫星通信产业链中的运营和服务端、设备端等环节的占比将进一步提升,整体运营和服务市场的规模也有望实现持续大幅增长。
卫星制造系统相当复杂,包括多个关键部分,其中卫星平台、卫星载荷以及卫星监测是三大核心环节。
卫星平台作为整个卫星的基础架构,主要由卫星本体及其服务系统构成,包括结构系统、供电系统、推进系统、遥感测控系统以及热控系统等。
卫星载荷是卫星实现其预定功能的核心部件。一旦卫星进入预定轨道,载荷便开始执行其任务,如天线分系统负责接收和发送信号,转发器分系统则对信号进行处理和转发。此外,还包括其他金属/非金属材料和电子元器件等,共同确保载荷的高效、稳定工作。
在卫星制造过程中,检测环节同样至关重要。包括对元器件的严格测试、可靠性筛选试验以及其他相关业务。
卫星制造系统涉及上下游众多企业。由于技术、材料等多方面原因,卫星的制造成本相对较高,根据长光卫星的招股说明书显示,与星链质量等级相当的卫星造价约为5000万人民币。
此外,行业壁垒也是卫星制造领域的一大特点。由于卫星制造对供应链的要求极为严格,新进入者需要面临较高的门槛。因此已经具备批量供货能力的企业在市场中具备较强的竞争力。
推进系统为火箭提供升空所需的动力;箭体制造涉及火箭的结构设计和生产;遥测系统用于在火箭飞行过程中收集并传输各种数据;发动机制造作为火箭的“心脏”,其性能直接关系到发射的成败;制导和控制系统确保火箭能够按照预定轨道稳定飞行;安全自毁系统是一种紧急情况下的自毁机制,以保障发射的安全性。
发射服务则涉及将火箭从地面成功送入太空的一系列操作。包括火箭控制系统,负责在发射过程中对火箭进行精准控制;逃逸系统,为宇航员提供在紧急情况下的逃生手段;发射及遥测系统,确保发射过程的顺利进行,并实时收集火箭的飞行数据;以及发射场建设等基础设施的支持。
卫星发射的成本结构主要由三部分构成:火箭硬件成本、直接操作成本和间接操作成本。
根据SIA(卫星产业协会)的数据,2022年火箭硬件成本占据了发射总成本的75%,而包括发射操作、推进剂等在内的直接操作成本约占15%,剩余的10%则是由行政管理、发射场工程支持与维护等间接操作成本构成。
当前,运载火箭的需求呈现出多元化的趋势。考虑到卫星发射需求的不断增长以及现有火箭运力供给的局限性,未来航天技术的发展和商业案例的逐步落地将推动中大型运载火箭成为航天发射的主力军。小型运载火箭则因其灵活性和经济性,将主要用于卫星的补充发射任务。
根据卫星产业协会(SIA)的报告,地面设备在卫星产业链中占据着最大的市场份额。
固定地面站作为卫星通信的重要枢纽,负责接收和发送来自卫星的信号,确保通信的稳定和可靠。
移动式地面站具有更高的灵活性,能够在不同地点快速部署,为移动用户提供卫星通信服务。
在移动站中,关键的组成部分包括集成式天线、调制解调器以及其他相关设备。其中,集成式天线负责接收和发送无线信号,调制解调器则负责将信号转换为可在地面网络中传输的格式。
用户终端是卫星通信服务的最终接入点,包括上游的关键零部件和下游的终端设备。
上游关键零部件如芯片、天线等,是用户终端的核心组成部分,直接影响终端的性能和功能。而下游终端设备则是用户直接使用的产品,如卫星电话、卫星宽带接收器等,为用户提供便捷的卫星通信服务。
在卫星通信系统中,无论是星载设备还是地面站,天线系统都占据着较高的比重,其中T/R(发射/接收)芯片的重要性尤为突出。
T/R组件作为天线分系统的核心部分,其成本占比高达约50%。由于该行业的技术门槛较高,加上商业卫星产业尚处于发展初期,国内能够生产星载T/R芯片和T/R组件的厂商数量相对较少。
在有源相控阵T/R组件领域,军工集团下属的科研院所和整机单位通常会根据自身需求向上游供应商采购相关产品。由于T/R组件产品具有定制化的特点,不同频段、应用场景等条件下对产品的技术标准要求也不尽相同。客户在选择合作伙伴时会根据自身的技术路线和需求侧重点进行考量。
目前,国内主要的T/R组件供应商包括铖昌科技、中电科13所/55所、雷电微力科技以及国博电子等。其中,55所和13所在军工科研院所领域占据主导地位。
卫星运营及服务是涵盖多个领域的综合性业务,主要包括卫星移动通信服务、宽带广播服务以及卫星固定服务等。
其中,卫星移动通信服务提供移动数据和移动语音功能;宽带广播服务则包括卫星电视、卫星广播以及卫星宽带等多种服务;而卫星固定服务则主要提供转发器租赁和管理网络等服务。
我国地面运营商主要包括北斗导航运营商、遥感数据运营商和卫星通信运营商等。
要开展相关卫星互联网运营服务,必须获得相应的牌照。这些牌照主要包括电信业务资质和无线电频率使用许可。
目前,第一类卫星通信业务牌照仅由中国卫通、中国电信和中国交通通信信息中心等少数企业拥有,第二类卫星转发器出租和出售业务牌照也只有中国卫通、中国电信和中信数字媒体网络有限公司等企业拥有。
此外,无线电频率许可是开展卫星通信业务的重要前提之一。由于无线电频率资源有限且属于国家主权范畴,因此应用端需要在相应主权国家申请频率使用许可才能开展业务。
其中,中国卫通卫星运营服务领域具有显著优势。中国卫通运营管理着17颗优质的在轨民商用通信广播卫星,其覆盖范围广泛,包括中国全境、东南亚、南亚、中东、非洲以及欧洲和太平洋地区等。
国内商业航天领域存在着显著的降本增效空间。手机直连卫星技术的实现,有望成为打开卫星互联网大众市场的关键一步。随着卫星功能的不断演进,手机直连卫星的普及与应用基站上星将成为可能。
SpaceX公司计划在2024年实现通过卫星直接发送短信的功能,在2025年则计划进一步实现语音、上网和物联网等更丰富的功能。星链直连手机业务的显著优势在于,它无需对LTE手机的硬件、固件或特殊应用程序进行任何更改,用户即可通过星链卫星网络轻松发送文本、语音和数据。
此外,华为、小米、苹果、三星等多家知名手机厂商也在逐渐为其产品提供卫星通信功能。这一趋势将有力推动卫星通信在大众市场的进一步普及。
卫星互联网主要由三类卫星构成:地球同步轨道(GEO)卫星,中地球轨道(MEO)卫星,以及低地球轨道(LEO)卫星。
尽管高轨卫星产业链已经相对成熟,但由于整体需求量较小,难以形成规模效应来推动产业链的进一步发展。
相比之下,低轨小卫星虽然目前发射数量有限,但其星座具有覆盖广泛、通信时延低、带宽高以及成本低廉等显著优势。
在国际电信联盟(ITU)确立了关于频轨资源的“同时申请、先申先得、先发先得”原则的背景下,各国对数量有限的低轨卫星频率和轨道资源的争夺愈发激烈。
对于我国而言,占领低轨卫星互联网轨道及频谱资源具有现实紧迫性,这不仅关乎我国在卫星通信领域的竞争力,更对国家的战略利益具有重要意义。
在未来的6G时代,空天地一体化有望成为现实,而卫星通信将扮演不可或缺的角色。
随着卫星制造成本的逐步降低,结合地面基站,实现广域覆盖有望成为6G时代的主要发展方向。
国际电信联盟(ITU)也将这一目标纳入6G网络的发展规划中,旨在支持6G网络下实现海、陆、空、天全方位的一体化服务。这将为全球用户提供更加全面、高效的通信体验,推动人类社会迈向更加互联互通的未来。
由于低轨道的高度较低,每颗卫星的覆盖范围相对有限。因此为了构建全球性的卫星系统,必须部署更多的卫星来确保全面的覆盖。
截至2023年7月,全球已有多个国家提出了各自的卫星星座计划,总计涉及卫星69937颗。其中,美国SpaceX公司的Starlink(星链)星座计划发射的卫星数量高达42000颗,占全球总数的60.05%。紧随其后的是我国的星网计划(GW),预计发射12000颗卫星,占全球总数的18.58%。
马斯克SpaceX的“卫星+火箭+运营”三位一体布局已经基本确立。马斯克在X(原Twitter)上表示,他们计划在2024年实现平均每两天发射一次的目标。
这一计划的实施将进一步推动SpaceX在全球卫星通信领域的领先地位,并有望为全球用户提供更加便捷、高效的互联网服务。
2021年4月28日,中国国资委成立了中国卫星网络集团有限公司(简称“中国星网”)。这一举措旨在解决卫星互联网建设过程中遇到的一系列复杂挑战,包括卫星的规模化生产、快速且批量的发射部署,以及巨型星座的运行管理等。通过这一布局,我国有望加速卫星网络的建设步伐,推动卫星互联网产业链上下游的紧密合作与共同发展,进而提升在国际上的竞争力。
根据中国星网向国际电信联盟(ITU)递交的频谱申请,该公司计划打造一个包含12992颗卫星的宏伟星座系统。
从当前已公布的星座规划数量来看,中国星网未来有望成为引领我国卫星互联网行业发展的核心力量。
当前我国的“GW”星座和“G60星链”星座已经完成了申报流程。凭借多年来积累的航天技术实力和快速发展的航天产业链,这两大星座有望迅速迎头赶上,达到全球领先水平。
随着SpaceX的加速部署以及2024年中国星网和G60星链的即将发射组网,硬科技领域正孕育着巨大的产业机遇。这不仅将推动卫星互联网产业的快速发展,还将带动相关产业链的蓬勃壮大。
与此同时,业界对于卫星的应用方式也在发生变化。过去主要依赖地球静止轨道卫星和高通量卫星来满足覆盖和速率需求,而现在则更倾向于通过部署卫星星座来替代单一的大型卫星。这不仅降低了对卫星重量和轨道高度的严格要求,而且小卫星的批量生产也进一步推动了卫星研发和制造成本的下降。
上海市人民政府发布的《上海市促进商业航天发展打造空间信息产业高地行动计划(2023—2025年)》明确提出了到2025年的发展目标:借助商业航天的跨越式发展,聚焦卫星制造、运载发射、地面系统设备、空间信息应用和服务等关键环节,强化卫星通信、导航、遥感的一体化发展,推动空天地信息网络的一体化融合。
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