航天裝備行業(yè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng):星海遼闊邀你摘星攬月(一)_第1頁
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行業(yè)深度報告(2)軌位高軌到低軌,(3)星體大型到小型,(4)衛(wèi)星布局星座化,(5)天網(wǎng)地網(wǎng)一體化等特點。商業(yè)與戰(zhàn)略價值((星座衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)被廣泛視為通信全球普及的關鍵手段衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)4G、5G或互為補充。低軌衛(wèi)星通信核心商業(yè)應用場景主要包括偏遠地區(qū)通信、海洋作業(yè)及科考寬帶、航空寬帶和災難應急通信等。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)或成為新一代6G網(wǎng)絡的重要組成。商業(yè)與戰(zhàn)略價值(根據(jù)賽迪顧問的研究數(shù)據(jù)顯示,地球近地軌道最多只能容納約6萬顆衛(wèi)星SpaceX3期4.2KuiperOnewebTelesat等公司均開始布局并推出各自衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃與低軌星座。2021412992GW國網(wǎng)。根據(jù)國際電信聯(lián)盟(ITU)要求,提交申請后的7年內(nèi)必須發(fā)射第一顆衛(wèi)星,在此基礎上非地球靜止衛(wèi)星系統(tǒng)必須在當前投入使用的監(jiān)管期結束后兩年內(nèi)部署其星座的10%,在五年內(nèi)部署50%,然后在七年內(nèi)完成部署。(-“星鏈”低軌衛(wèi)星星座憑借大容量、高通量、低時延和重訪周期短等優(yōu)勢首次介入戰(zhàn)場,可實現(xiàn)對全球近乎全天候不間斷的偵查與監(jiān)視,充分證明近地軌道衛(wèi)星的潛在軍事應用價值?!靶擎湣毙l(wèi)星的通信傳輸功能具有軍民兩用的特點,俄羅斯和烏克蘭的沖突凸顯了太空對于態(tài)勢監(jiān)視和軍事通信的重要性。在俄烏沖突中,“星鏈”等方面的能力。軍事與戰(zhàn)略價值(空天地一體作戰(zhàn)能力、無盡邊疆太空戰(zhàn)略部署星鏈計劃與美國新成立的太空軍的關系密切星鏈計劃與X-37B同屬“星球大戰(zhàn)”“空天地一體”作戰(zhàn)能力,太空戰(zhàn)略部署均有著深遠的戰(zhàn)略意義。美國聚焦發(fā)展低軌衛(wèi)星星座,可分為彈性分散(提升空間體系抗毀能力)、戰(zhàn)術信息支撐(高時空密度、高功能密度、超低時延)、網(wǎng)云體系(一星多用、云端服務)支撐三大系統(tǒng)?!靶擎湣毙l(wèi)星在軍事領域的應用已成為美軍戰(zhàn)略的核心。其主要優(yōu)勢在于強化美軍的指揮通信、偵察監(jiān)視和指揮協(xié)同等多方面能力,從而助力多域作戰(zhàn)概念的實現(xiàn)。軍事與戰(zhàn)略價值(1994軍民融合”“星球大戰(zhàn)”計劃、“阿波羅”計劃等都是“軍民融合”協(xié)同發(fā)展的典型案例。模塊化設計是星盾”“星盾”“星鏈”系統(tǒng)并非純粹的“民用”項目。由于分散部署軍用載荷,增強了美國太空力量的隱蔽性和抗毀性。同時,在商業(yè)衛(wèi)星上托管軍用載荷體現(xiàn)了航天領域軍民融合的大趨勢。衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)政策大力扶持:全方位推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展國家產(chǎn)業(yè)政策大力扶持:需求端脈絡清晰,能見度與確定性高。衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)關乎國家信息安全與發(fā)展,國家政策大力推動,自2013年起出臺多方政策,例如鼓勵民營小衛(wèi)星公司參與國家項目,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)納入新基建,作為“一帶一路”戰(zhàn)略的重大基礎設施和應用工程,促進軍民衛(wèi)星資源和衛(wèi)星數(shù)據(jù)共享等,從多方面發(fā)力推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。建議關注產(chǎn)業(yè)鏈上游:衛(wèi)星總裝:中國衛(wèi)星;衛(wèi)星載荷:上海瀚訊、佳緣科技、國光電氣、航天環(huán)宇;載荷上游元器件:臻鐳科技、鋮昌科技、航宇微;衛(wèi)星總裝測試:思科瑞、蘇試試驗;產(chǎn)業(yè)鏈中游:衛(wèi)星運營及服務:中國衛(wèi)通;地面設備及終端產(chǎn)業(yè)鏈下游:衛(wèi)星數(shù)據(jù)應用:中科星圖;高精度時間頻率:天奧電子。風險提示1、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設不及預期。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)系國家重點扶持的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),隨著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,國家可能會出臺新的政策和法規(guī)來規(guī)范和指導產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。這些政策和法規(guī)的調(diào)整可能會對行業(yè)的生產(chǎn)運營和投資決策產(chǎn)生影響。2、技術突破不及預期。盡管中國在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領域取得了一系列進展,但與國際最先進水平相比,仍存的關鍵因素。3、頻譜和空間資源爭奪復雜的挑戰(zhàn)。4、資金投入與回報風險。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)需要巨額的初期投資,而且從研發(fā)、生產(chǎn)到發(fā)射和運營都需要長時間。在此期間,技術迭代快,市場環(huán)境和政策法規(guī)都可能發(fā)生變化,這都可能影響投資的回報率。5安全與隱私風險確保衛(wèi)星通信的安全性,防止數(shù)據(jù)泄露和被惡意攻擊,是產(chǎn)業(yè)發(fā)展中需要重點考慮的問題。目錄戰(zhàn)略點衛(wèi)互網(wǎng)全球星業(yè)核地位 1星聯(lián):球核心戰(zhàn)價深解析 1衛(wèi)互網(wǎng)低信衛(wèi)為球聯(lián)心 1衛(wèi)互網(wǎng)三展階從KB時到GB4低通衛(wèi)發(fā)勢:通、頻、軌道小星星化天網(wǎng)網(wǎng)體化 6商與略值(:低通衛(wèi)(座是實全覆唯路徑 14商與略值(:低道譜空資日漸張抓布迫眉睫 16軍與略值(:俄戰(zhàn)啟示-網(wǎng)絡信、面遇情信、精打、人機支、網(wǎng)電干擾 1.1.6軍與略值(:美天一作能力盡空略部署 191.1.6軍與略值(:軍一通系,用潛廣闊 22略引衛(wèi)互產(chǎn)業(yè)動素確 23衛(wèi)產(chǎn)政大持:方推產(chǎn)發(fā)展 23衛(wèi)互網(wǎng)首入新建 26衛(wèi)互網(wǎng)用能數(shù)經(jīng)濟 26風險示 27圖目錄圖1:球星軌況 1圖2:2014-2022軌信衛(wèi)發(fā)情統(tǒng)表 2圖3:星聯(lián)特點 3圖4:星聯(lián)的般成系統(tǒng) 3圖5:同位度意圖 4圖6:星聯(lián)發(fā)階段 5圖7:標雷頻波表 8圖8:通衛(wèi)多波示意圖 9圖9:3顆軌星實南北點外全覆示意圖 10圖10:6500公大型與300公小衛(wèi)對示意圖 12圖11:Space星衛(wèi)()與Oneweb星右圖片 12圖12:SpaceX鏈星拍于2020英夜空 12圖13:星星的螺斜軌示圖 12圖14:三協(xié)的天網(wǎng)架構 14圖15:華為Mate60Pro向衛(wèi)消示圖 16圖16:衛(wèi)互網(wǎng)工理的化圖 16圖17:區(qū)覆重返仿真果區(qū)多覆數(shù)仿結果 18圖18:星鏈支下無機對攻毀效果 19圖19:操攻無人星鏈備保時通 19圖20:反星器示圖 20圖21:沃特ASM-135A反衛(wèi)導彈 20圖22:美軍來戰(zhàn)揮統(tǒng)IBCS靶測試 22圖23:美合戰(zhàn)云JWCC意圖 22表目錄表1:見位度分 4表2:一段星聯(lián)星座統(tǒng)數(shù) 5表3:三段座術標對比 6表4:軌信星高通信星較 10表5:軌星聯(lián)核應用景 15表6:4G、5G與星網(wǎng)(鏈Starlink例技術力比 15表7:國防空構況 21戰(zhàn)略焦點:衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)在全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的核心地位隨著近年來空間科技的迅猛發(fā)展和商業(yè)模式的演變,全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)不僅僅是一個技術概念,而是開始漸漸轉變?yōu)楝F(xiàn)實中的應用。這不僅標志著信息時代的又一次飛躍,更意味著在不久的將來,地球上每一個角落的居民都將有機會接入高速、低延遲的互聯(lián)網(wǎng)。對于軍工行業(yè),這意味著更加高效的通訊、更加廣泛的情報獲取以及全新的戰(zhàn)術和戰(zhàn)略的形成。全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展不僅是技術的革命,更是經(jīng)濟、社會、政治和軍事等多方面的深度整合和變革。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng):全球通信核心與戰(zhàn)略價值深度解析衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng):低軌通信衛(wèi)星為全球互聯(lián)核心根據(jù)賽迪研究院無線電管理研究所,業(yè)界普遍將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)劃分為狹義和廣義兩個概念:狹義的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通過采用低軌通信衛(wèi)星組網(wǎng)方式,實現(xiàn)全覆蓋通信SpaceX的星鏈等。廣義的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)太空分布式計算平臺。年全球航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到約3840億美元。USCSatelliteDatabase數(shù)據(jù)顯示,截至2022年12月31日,全球共有6718顆在軌運營衛(wèi)星。4529(約占全球67%),中國590(563顆(8%),174顆(3%)。2)4823顆(占72%)155(1192(18%)按照軌道類型統(tǒng)計:LEO/MEO/GEO軌5938/141/580顆。圖1:全球衛(wèi)星在軌情況13%13%3%8%9%67%美國中國英國俄羅斯其他數(shù)據(jù)來源:USCSatelliteDatabase,證券2022年末低軌通訊衛(wèi)星占當年發(fā)射衛(wèi)星總數(shù)的比例已達87.92%(衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領年至2022年間,低軌通信衛(wèi)星的發(fā)射數(shù)量從14顆增長到了1863顆,增長了超過130倍。2020年起,相較于201910倍。從通信衛(wèi)星市場份額分析,低軌通信衛(wèi)星處于壟斷地位:2014年時,低軌通信衛(wèi)星占當年發(fā)射通信衛(wèi)星數(shù)量的比例為28.00%,到了2022年這一比例已經(jīng)增長到了99.20%。圖2:2014-2022低軌道通信衛(wèi)星發(fā)射情況統(tǒng)計表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低軌通信衛(wèi)星 其他通信衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量合計 低軌通信衛(wèi)星占當年發(fā)射衛(wèi)星總數(shù)的比例數(shù)據(jù)來源:SatelliteDatabaseUSCUSA.org,證券衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)工作原理:衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是基于衛(wèi)星通信的互聯(lián)網(wǎng),通過一定數(shù)量的衛(wèi)星形成規(guī)模組網(wǎng),從而輻射全球,構建具備實時信息處理能力的大衛(wèi)星系統(tǒng),是一種能夠完成向地面和空中終端提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入等通信服務的新型網(wǎng)絡,具有廣覆蓋、低延時、寬帶化、低成本等特點。它的本質(zhì)就是傳統(tǒng)航天和通信領域的技術拓展融合。行業(yè)深度報告圖3:衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)特點數(shù)據(jù)來源:《中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究白皮書》,證券根據(jù)通信部衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術研究組,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)一般由空間段、地面段和用戶段三部分組成??臻g段包括由若干顆通信衛(wèi)星構成的衛(wèi)星星座,接收和轉發(fā)衛(wèi)星信號,向用戶提供衛(wèi)星信號覆蓋。地面段主要包括衛(wèi)星測控網(wǎng)絡關口站等,主要起到連接地面網(wǎng)絡的作用。用戶段則包括各類供用戶使用的通信終端。圖4:衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的一般組成系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源:《衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)路由技術現(xiàn)狀及展望》,通信部專利審查協(xié)作江蘇中心,證券其中,星間鏈路被視為低軌通信衛(wèi)星組網(wǎng)(空間段)的關鍵。衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,衛(wèi)星有兩種通信鏈路。一種是空間-----一條星際鏈路通常由4個子系統(tǒng)組成:接收機、發(fā)射機、捕獲和跟蹤子系統(tǒng)及天線子系統(tǒng)。由于星際鏈路Ka行業(yè)深度報告段鏈路,也可采用激光鏈路,未來還可能采用太赫茲鏈路。星間鏈路是用于衛(wèi)星之間通信的鏈路,允許星座中的衛(wèi)星相互鏈接并在太空中中繼數(shù)據(jù)。由于近地軌道(LEO)中的小型衛(wèi)星星座并不與地面保持持續(xù)接觸,衛(wèi)星間鏈路允許相鄰衛(wèi)星之間共享數(shù)據(jù),可以將多顆衛(wèi)星互聯(lián)在一起,實現(xiàn)衛(wèi)星之間的信息傳輸和交換。星間鏈路的引入,使得低軌衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)能夠更少地依賴于地面網(wǎng)絡,從而使低軌衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)能夠更為靈活方便地進行路由選擇和網(wǎng)絡管理。同時也減少了地面信關的數(shù)目,從而可大大降低地面段的復雜度和投資。KBGB時代按照衛(wèi)星軌道高度進行劃分,可將衛(wèi)星分為低軌、中軌、高軌三類。高軌道衛(wèi)星的代表是地球靜止軌道衛(wèi)星,其相對于地面靜止,覆蓋區(qū)域大,可用較少數(shù)量的衛(wèi)星覆蓋全球范圍內(nèi)的通信,但通信時延較長。低軌或中軌等非靜止軌道衛(wèi)星,由于其軌道高度低、相對地面運動,需要通過較多數(shù)量的衛(wèi)星組網(wǎng)形成星座來實現(xiàn)無縫覆蓋,從而支持覆蓋區(qū)內(nèi)用戶的實時通信。表1:常見軌位高度劃分衛(wèi)星軌道類型 軌道高度 特點 典型代銥星系LEO(低地球軌道) 500-2000km 傳輸時延、覆蓋范圍、鏈路損耗、功耗較小LEO但小于

StarlinkOneWebInmarsatMEO(中地球軌道) GEO(地球靜止軌道) 35786千米

GEOGEO耗較大

國際海事衛(wèi)星系統(tǒng)VSAT系統(tǒng)資料來源:通信部衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術研究組,證券圖5:不同軌位高度示意圖數(shù)據(jù)來源:今日衛(wèi)星網(wǎng),證券衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),自從20世紀80年代初露端倪,已經(jīng)歷了三個主要發(fā)展演進階段。最初,當它在通信領域嶄行業(yè)深度報告KbpsMbps級別,極大地推動了其在商業(yè)、軍事和民用領域的應21Gbps門檻。這不僅為全球互聯(lián)網(wǎng)覆蓋打下堅實基礎,也為未來更多創(chuàng)新應用提供了可能性。圖6:衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展階段數(shù)據(jù)來源:《中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究白皮書》,證券第一階段:與地面通信網(wǎng)絡正面競爭階段(20世紀80年代~2000年),KB時代LEOLEO寬帶多媒體通信系統(tǒng)(Ka波段)。LEOLEO系統(tǒng)主要提供語音、傳真、數(shù)據(jù)和尋呼業(yè)務以及低速業(yè)務。天橋系統(tǒng)等。這個階段主要以提供語音、低速數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等服務為主,傳輸速率多為kbps級別。表2:第一階段衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)參數(shù)系統(tǒng) 投資商 服務類型 數(shù)據(jù)傳輸速(kbps)

軌道高度(km) 衛(wèi)星數(shù)量顆) 星間鏈路銥星 摩托羅拉勞拉、高通、全球星阿爾卡特等

短消息短消息

約2.4 780 66 有約7.2 1414 48 無軌道通 軌道科學 短消息、尋呼、郵件

約2.4(上行)、4.8(下行)

825 48 無行業(yè)深度報告阿爾卡特、勞視頻、視頻會約2000(上行)-20000天空之橋拉議(下行)146980無摩托羅拉、波因特網(wǎng)接入、泰利迪斯音馬特拉-馬可尼、比爾·蓋茨、麥考話音、數(shù)據(jù)、視頻、視頻會議約16-200001315288無資料來源:ITS美國國家頻譜和通信實驗室,銥星、全球星、軌道通、天空之橋、泰利迪斯各系統(tǒng)網(wǎng)站,證券第二階段對地面通信網(wǎng)絡補充階段(2000-2014年),MB時代低軌衛(wèi)星通信星座凸顯出廣泛的應用前景,這一階段主要代表為第二代銥星(Iridium)、第二代全球星(Globalstar)、第二代軌道通,船速速率可達幾十mbps級別。第三階段與地面通信網(wǎng)絡融合階段(2014年至今),GB時代(2014年至今)以格里格-維勒(GregWyler)創(chuàng)立的30億人”(O3b)MEO星座,為全球用戶提供干線傳輸和蜂窩回程業(yè)務,將地面電信運營商作為其客戶和合作伙伴,衛(wèi)星網(wǎng)絡成為地面網(wǎng)絡的補充。以一網(wǎng)公司OneWeb(SpaceX)表3:第三階段星座技術指標對比星座名稱 衛(wèi)星數(shù)量/顆 軌道高度/km 軌道類型 頻段 接入速率 時延/ms 是否有星間鏈路50-200MbpsOneWeb 約720 1200 LEO Ku/Ka550

(用戶)50-500Mbps

約30-60 否Starlink 12000

1110-1325335-3451000(極地)

LEO Ku/Ka/V

(用戶)

25-50 是Telesat 200

1248(傾斜)

LEO Ka 100Mbps 30-50 是資料來源:ITS美國國家頻譜和通信實驗室,OneWeb、Starlink、Telesat各系統(tǒng)官網(wǎng)介紹,F(xiàn)CC美聯(lián)邦通信委員會報告,證券化行業(yè)深度報告(2)軌位高軌到低軌,(3)星體大型到小型,(4)發(fā)射布局星座化,(5)天網(wǎng)地網(wǎng)一體化等特點。趨勢一:容量從低通量到高通量,頻段聚焦Ka、V等高頻段高通量通信衛(wèi)星(HTS.HighThroughputSatellite),也稱高吞吐量通信衛(wèi)星,主要技術特征包括多點波束、頻率復用、高波束增益等,HTS可提供比常規(guī)通信衛(wèi)星高出數(shù)倍甚至數(shù)十倍的容量,傳統(tǒng)通信衛(wèi)星容量不到10Gbps,HTS容量可達幾十到上百Gbps。HTS帶來通信容量跨越式發(fā)展,能夠支撐更多樣的多媒體數(shù)據(jù)服務;通信成本大幅降低,衛(wèi)星通信得以走入個人消費市場,得到更大規(guī)模應用。低通量到高通量背后的發(fā)展原因在于通信頻段是類似不可再生的唯一資源,頻譜資源主要的應用領域是信,衛(wèi)星運營商2008提出高通量衛(wèi)星(HTS)概念。100GbpsKaKa-SatKaKa轉發(fā)器正式L、C、SKaV頻段拓展。第一,高通量衛(wèi)星通常在Ka頻段(26.5-40GHz)和V頻段(40-75GHz)等較高頻段運行,與廣泛使用Ku(12-18行業(yè)深度報告圖7:標準雷達頻率波段表數(shù)據(jù)來源:雷達通信電子戰(zhàn),證券第二,在高通量衛(wèi)星中,采用多波束天線,它能夠?qū)崿F(xiàn)高增益的多點波束覆蓋,多點波束覆蓋及頻率復用技術極大提高了衛(wèi)星通信容量一般情況下一副天線只有一個主波束。多點波束技術是指利用天線波束在空間上分割出多個不同的信道,可同時滿足相同頻率多點通信的目的,衛(wèi)星的多波束天線較之大波束天線更加復雜,且技術難度也有較大提升。衛(wèi)星使用多點波束的優(yōu)勢在于提高了;則需要大量的點波束。行業(yè)深度報告圖8:高通量衛(wèi)星多點波束示意圖數(shù)據(jù)來源:新空間經(jīng)濟,TienNguyen《衛(wèi)星系統(tǒng)》。證券基于固定點波束的低軌寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng):采用固定點波束,轉發(fā)器天線設計相對簡單,衛(wèi)星質(zhì)量相對較150kg,,0.3m50mbps互聯(lián)網(wǎng)接入?;诳梢苿狱c波束的低軌寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng):波束靈活可調(diào),可以根據(jù)業(yè)務量進行調(diào)節(jié),系統(tǒng)資源利用率高,一般基于相控陣天線技術實現(xiàn),部署較少的衛(wèi)星即可實現(xiàn)全球可達服務,如Telesat星座。第三,高通量衛(wèi)星典型應用星座:Telesat:攜帶具有直接輻射陣列DirectRadiatingArray,DRADRA16個波束,在16個波束,其功率、帶寬、大小和視軸動態(tài)地分配給每個波束Telesat4次,36Gbps的平均數(shù)據(jù)速率。Starlink量,為用戶波束動態(tài)地分配資源,4-520Gbps的數(shù)據(jù)速率。OneWeb:衛(wèi)星天線主要由線型饋源組成,直接對地輻射產(chǎn)生波束覆蓋,不采用多反射面天線,也不采用相16Ku1080km×1080km750Mbps375Mbps。中星26號:20232月,Gbps26號成功發(fā)射升空,26號是一顆Ka100Gbps450Mbps。趨勢二:軌道從高軌到低軌早期,由于高軌衛(wèi)星覆蓋廣(3顆便能實現(xiàn)除南北極點以外的全球覆蓋),通信衛(wèi)星一般以中高軌為主。但在通信技術追求高速低時延的情況下,衛(wèi)星軌道逐漸降低,甚至出現(xiàn)超低軌衛(wèi)星。高軌通信衛(wèi)星主要36000其主要應用領域包括電視廣播、固定通信、移動通信等,優(yōu)勢在于穩(wěn)定性高、覆蓋范圍廣。圖9:3顆高軌衛(wèi)星實現(xiàn)除南北極點以外的全球覆蓋示意圖數(shù)據(jù)來源:數(shù)學開放參考2011,證券低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星主要處于低地球軌道(LEO),其軌道高度通常在500-2000公里。其特點是軌道周期短,可以大大減小信號傳輸?shù)难舆t,從而提高通信質(zhì)量。同時,由于其相對地球的高度較低,因此在信號傳輸功率和設備成本上也有優(yōu)勢。表4:低軌通信衛(wèi)星與高軌通信衛(wèi)星比較衛(wèi)星軌道軌道高度系統(tǒng)規(guī)模容量運行壽命覆蓋范圍傳輸時延終端協(xié)同鏈路能力帶寬成本成本頻率協(xié)調(diào)難度高軌衛(wèi)星36000km系統(tǒng)規(guī)模適中單星容量較高(15年單星覆蓋范圍大,但存在兩極覆蓋盲區(qū),特定地形通信困難270-500ms,較長加速滲透由于空間鏈路損耗高,上行鏈路能力有限較高較低適中地面終端需系統(tǒng)規(guī)單星單星覆蓋范圍配置伺服跟上行鏈路模龐頻率協(xié)低軌衛(wèi)星500-2000km系統(tǒng)規(guī)模龐大容量運行壽命較短(5-10年)20-50ms,兩衛(wèi)星間時延約6.7ms蹤系統(tǒng)和拋物面形式的雙天線(或相控陣天能力是GEO的10倍以上較低大,系統(tǒng)建設及維護成本較調(diào)難度高信不間斷線)高權問題資料來源:《高低軌寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)特點對比分析》,證券總結來看,高軌通信衛(wèi)星發(fā)展面臨如下4點局限性:地球同步軌道資源有限。1000公里以上的距離,以避免出現(xiàn)碰撞和干擾,為了尋求更多軌道空間,出現(xiàn)了高軌向低軌發(fā)展的趨勢。信號傳輸時延大,需要大功率發(fā)射設備。500ms50ms左右的時延,與地面光纖網(wǎng)絡相當,高軌衛(wèi)星無法支持在線游戲或視頻聊天等基于實時或近實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽谩8哕壭l(wèi)星鏈路損耗大,因此對終端機的發(fā)射功率要求高,難以用手持機直接通過衛(wèi)星進行通信。這使得全球覆蓋變得困難,因為需在他國建立地面設備、基站、傳輸設備等。存在通信盲區(qū)。把地球同步衛(wèi)星作為通信衛(wèi)星時,由于地球兩極附近區(qū)域看不見”衛(wèi)星,因此不能利用地球同步衛(wèi)星實現(xiàn)對兩極的通信。相較之下,低軌通信衛(wèi)星可以在一定程度上解決上述局限性設備成本低。單個低軌衛(wèi)星研發(fā)成本和發(fā)射成本較低,易于批量生產(chǎn),可以搭載發(fā)射,射,多顆小衛(wèi)星組網(wǎng)可實現(xiàn)單顆大衛(wèi)星的功能和性能。信號更強,終端小型化。低軌衛(wèi)星鏈路損耗低,可以增強信號功率,使得信號更容易被地面小型化終端設備接收,同時地面更小的信號功率就能被低軌衛(wèi)星正常接收。因此衛(wèi)星天線尺寸更小,終端設備也更小。傳輸延遲低、定位精度更高。1分鐘級收斂。而中高軌衛(wèi)星星座幾何1530GNSS(全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),GlobalNavigationSatelliteSystem)的補充,也可以播發(fā)獨立測距信號,形成備份的定位導航能力。低軌通信衛(wèi)星組網(wǎng)可實現(xiàn)全球覆蓋。星座隨地球轉動移動,可通過星間鏈路回傳,無需他國地面設備傳輸。但是使用壽命較短,需要頻繁的地面跟蹤和衛(wèi)星之間的接力,部署和維護成本高??傮w來看,低軌衛(wèi)星星座更適合構建大規(guī)模衛(wèi)星組網(wǎng),是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的首選。低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)的優(yōu)勢在于傳輸時延短、穩(wěn)定性好、鏈路損耗小、應用場景豐富,多星組網(wǎng)可實現(xiàn)全球覆蓋。高軌衛(wèi)星的特點在于衛(wèi)星數(shù)量較少,但單顆衛(wèi)星的覆蓋面積較廣,單顆衛(wèi)星發(fā)生損壞即有可能影響整個衛(wèi)星通信系統(tǒng)的正常運作;而低軌通信衛(wèi)星數(shù)量眾多,呈現(xiàn)網(wǎng)狀化結構,即使個別衛(wèi)星出現(xiàn)問題,整個網(wǎng)絡也仍然可以繼續(xù)提供可靠的、連續(xù)的通信服務,符合衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢。趨勢三:星體從大型到小型化開發(fā)時間短:小衛(wèi)星功能相對簡單,尺寸小,因此開發(fā)、生產(chǎn)速度更快,使得在軌衛(wèi)星系統(tǒng)能夠快速更155的不斷測試,可促進技術提升,特別適用于軍事應用。成本低:第一,傳統(tǒng)大型衛(wèi)星結構復雜,通常需要數(shù)億甚至數(shù)十億美元的開發(fā)成本,但小型衛(wèi)星相對簡單,建造成本僅需數(shù)千萬美元甚至更低;第二,由于小衛(wèi)星個體小,容易批量生產(chǎn),可使用穩(wěn)定性稍差但可批量生產(chǎn)且低成本的商業(yè)性質(zhì)材料,進一步降低成本。可批量制造:小型衛(wèi)星壽命相對較短,需要快速更新,可使用高效的流水線批量生產(chǎn)小衛(wèi)星。比如,空客和OneWeb的合資企業(yè)OneWebSatellites可達到每天生產(chǎn)兩顆衛(wèi)星的制造速度。圖10:6500公斤大型衛(wèi)星與300公斤小型衛(wèi)星對照示意圖 圖11:Space星鏈衛(wèi)星(左)與Oneweb衛(wèi)星(右)圖片數(shù)據(jù)來源:ASTRANIS,證券 數(shù)據(jù)來源:SpaceX/Oneweb/Arianespace,證券趨勢四:衛(wèi)星布局星座化衛(wèi)星星座(Satelliteconstellation)是指數(shù)十顆或數(shù)百顆人造衛(wèi)星構成一個系統(tǒng),一起協(xié)同工作,也稱為分布式衛(wèi)星系統(tǒng)(Distributed-SatelliteSystem,DSS)。理論上,一個完整的衛(wèi)星星座可以提供永久的全球(或近似全球)覆蓋范圍,對地球上任意一點,在任何時刻至少有一顆衛(wèi)星是可見的,星座中的衛(wèi)星放置在不同軌道平面上,并和分散的地面站相連接,星座中的衛(wèi)星之間可通過星間通信技術進行信息傳送。同時,衛(wèi)星星座具有良好的容錯性與生存能力,與單個衛(wèi)星相比功能更強大,即使單個衛(wèi)星故障,作為多衛(wèi)星系統(tǒng)的星座仍可實現(xiàn)不間斷全球覆蓋。衛(wèi)星星座主要由衛(wèi)星星座由核心衛(wèi)星、備用衛(wèi)星和地面控制系統(tǒng)組成。核心衛(wèi)星負責提供主要的通信、導航或遙感服務,在核心衛(wèi)星出現(xiàn)故障或需要維護時,備用衛(wèi)星可以替代核心衛(wèi)星提供服務,地面控制系統(tǒng)負責監(jiān)控和控制衛(wèi)星的運行狀態(tài),確保衛(wèi)星正常運行。典型代表通信星座:星鏈(Starlink)、一網(wǎng)(OneWeb)、銥星(Iridium)、O3b。圖12:SpaceX星鏈衛(wèi)星被拍攝于2020年英國夜空 圖13:星鏈星座的螺旋傾斜軌道示意圖數(shù)據(jù)來源:MarcoLangbroekviaSatTrackBlog,證券 數(shù)據(jù)來源:《傾斜軌道巨型星座的分布式生存路由算法》,中信建投證券行業(yè)深度報告趨勢五:天網(wǎng)地網(wǎng)一體化地網(wǎng)、天基網(wǎng)絡和天網(wǎng)地網(wǎng)。天星地網(wǎng):目前國內(nèi)外主要采用“天星地網(wǎng)”方式來構建,包括國際通信衛(wèi)星(Intelsat)、國際海事衛(wèi)星(Inmarsat)、全球星(Globalstar)Orbcomm衛(wèi)星通信網(wǎng)絡等。衛(wèi)星之間的互聯(lián)通過地面網(wǎng)絡完成,沒有星間鏈路。這類網(wǎng)絡復雜度較低,已得到了較好的商業(yè)應用,但是系統(tǒng)靈活度有限,網(wǎng)絡資源、通信速率都受限,已經(jīng)不適應目前大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。天基網(wǎng)絡:美國軍事星(Milstar3-AEHF)系統(tǒng)和銥星系統(tǒng)(Iridium)則實現(xiàn)了天基網(wǎng)絡,每顆衛(wèi)星都有網(wǎng)絡交換或路由功能,在不依賴地面信關站的情況下,能夠直接與地面終端組網(wǎng)。這類網(wǎng)絡星上系統(tǒng)較復雜、成本較高,除了軍事領域外,沒有很成功的商業(yè)應用。天網(wǎng)地網(wǎng)泛的網(wǎng)絡接入,使天網(wǎng)地網(wǎng)融為一體,既解決了地面網(wǎng)絡覆蓋不足的問題,又降低了天網(wǎng)星上建設維護的成本。天網(wǎng)地網(wǎng)是最符合我國國情的天地一體化網(wǎng)絡結構,至今仍處于起步階段。2017年3月,中國衛(wèi)通集團的閔士權研究員基于吳曼青院士的天地一體化信息網(wǎng)絡總體架構設想以及李德仁院士的PNTRC空間信息網(wǎng)絡方案,提出了“多層軌道天地一體化通信遙感導航網(wǎng)絡方案”,該方案提出了一個運用GEO星座骨干網(wǎng)絡和LEO星座接入網(wǎng)絡協(xié)同工作完成通信、遙感和導航三大功能的構想。行業(yè)深度報告圖14:三網(wǎng)協(xié)同的天網(wǎng)地網(wǎng)架構數(shù)據(jù)來源:《國際空間信息網(wǎng)絡發(fā)展計劃對我國的啟示》,證券商業(yè)與戰(zhàn)略價值(1):低軌通信衛(wèi)星(星座)是實現(xiàn)全球覆蓋唯一路徑202227億人,無法接入互聯(lián)網(wǎng)。這些數(shù)字在不同地區(qū)差異40%。令人擔憂的是,互聯(lián)網(wǎng)的滲透率增長已經(jīng)顯著減緩,特別是在中低收入地區(qū)。這些衛(wèi)星對于地面終端的要求較為嚴格,且通常需要依賴已有的成熟通信基礎設施,從而無法為那些缺乏基礎設施的地區(qū)提供高性價比的服務。相比之下,低軌道衛(wèi)星通信提供了一種更加靈活且具有成本效益的解決方案,它成為了地面通信的有效補充,尤其在空間和地面的融合通信中起到了中心角色。與傳統(tǒng)的陸基通信相比,該通信形式不需要大量的基站或其他基礎設施進行投資。同時,對于那些如遠洋貨輪、森林和沙漠等地理環(huán)境隨著5G/6G衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)4G5G行業(yè)深度報告作業(yè)及科考寬帶、航空寬帶和災難應急通信等。傳統(tǒng)地面通信骨干網(wǎng)在海洋、沙漠及偏遠山區(qū)等苛刻環(huán)境下鋪設難度大且運營成本高,通過部署傳統(tǒng)通信骨干網(wǎng)絡在互聯(lián)網(wǎng)滲透率低的區(qū)域進行延伸普及存在現(xiàn)實障礙。目70%30億人口未能實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)覆蓋無互聯(lián)網(wǎng)”人口數(shù)字鴻溝問題的重要手段,是實現(xiàn)網(wǎng)絡信息地域連續(xù)覆蓋普惠共享的有效補充。其中,低軌衛(wèi)星通信核心商業(yè)應用場景主要包括偏遠地區(qū)通信、海洋作業(yè)及科考寬帶、航空寬帶和災難應急通信等。表5:低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)核心應用場景偏遠地區(qū)海洋航空災難應急衛(wèi)星電話、互聯(lián)網(wǎng)電視、衛(wèi)星寬帶衛(wèi)星定位、海事衛(wèi)星電話機載通信、WiFi應急呼叫、數(shù)據(jù)保護恢復、災難應急備份通信在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設成熟、設通過船載衛(wèi)星設備終端,實現(xiàn)低軌互聯(lián)網(wǎng)通過多波當今信息時代下,短暫的網(wǎng)備終端成熱輕便的情況下,海上船只與地面通信網(wǎng)絡的互束無縫切換配合機絡中斷可能釀成巨大的經(jīng)濟通過小型化衛(wèi)星中繼站,借聯(lián)互通,滿足船載設備、科考載、高鐵終端的自動損失和社會損失。通過衛(wèi)星力星座系統(tǒng)低軌衛(wèi)星在用戶設備、船員等數(shù)據(jù)交換、網(wǎng)頁跟蹤捕捉功能,為高互聯(lián)網(wǎng)提供的高速備份鏈收發(fā)終端與地面衛(wèi)星站之間瀏覽、即時通信、郵件收發(fā)、速移動、長距離場景路,將關鍵業(yè)務上星備份,建立地空通信鏈路。語音等陸地般的連接體驗。提供網(wǎng)絡支持服務。形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡環(huán)境。資料來源:國際電信聯(lián)盟(ITU),歐洲航天局,聯(lián)合國天基信息平臺,Oneweb官網(wǎng),證券Starlink5G4G4G結合各自特點Starlink更適合用于覆蓋大面積用戶分布稀疏的邊遠區(qū)域,5G、4G地面網(wǎng)絡在當前條件下更適合人口密集的城市區(qū)域。表6:4G、5G與衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)(以星鏈Starlink為例)技術能力對比星鏈(Starlink)5G4G最小時延25-35ms1ms10ms頻譜效率2.5bit/s/Hz10bit/s/Hz2.9bit/s/Hz理論帶寬1Gbps1-2Gbps100mb/300mb(4G+)覆蓋距離550km軌道高度的天線覆蓋64萬km2半徑約300m,覆蓋面積約0.28km2覆蓋半徑約500m-3000m,覆蓋面積約0.78-28km2應用場景偏遠地區(qū)、海洋、航空、災難應急、戰(zhàn)爭物聯(lián)網(wǎng)、低時延應用場景電視直播、移動醫(yī)護、智能手機等資料來源:SpaceX及其用戶測試數(shù)據(jù),中國航天報《Starlink首批60顆衛(wèi)星功能詳解》,前瞻展業(yè)研究院,第九屆中國指揮控制大會低軌衛(wèi)星通信主題報告,證券若以信號覆蓋面積為比較基準:SpaceX官方測算,Starlink550千645G3000.28平方642285G2285GStarlink5G基站。若以對某一特定區(qū)域的服務持續(xù)性來比較:4個5G基站,可為某地區(qū)1平方千米范圍內(nèi)提供24小時持續(xù)行業(yè)深度報告Starlink202388Starlinkinsider上的統(tǒng)計,Starlink在軌4545顆。但根據(jù)美衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)查詢系統(tǒng),Starlink仍未能對美國部分中西部和南部部分地區(qū)實現(xiàn)全時覆蓋。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)或成為新一代6G網(wǎng)絡的重要組成。國際電聯(lián)《IMT20306G20306G(VeryLowEarthOrbit,VLEO)巨型衛(wèi)星通信網(wǎng)絡已經(jīng)成為學界和業(yè)界的研究熱點。非地面網(wǎng)絡(Non-TerrestrialNetwork,NTN)6G網(wǎng)絡的組成部分。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)試點C端市場:華為Mate60Pro支持衛(wèi)星通話功能。MatePro60,作為全球首款支持衛(wèi)2023827日正式亮相,標志著通信方式突破了地面網(wǎng)絡限制,實現(xiàn)了在廣闊天空中與世界各地的電話交流。截止2023年7月底,8個國家和地區(qū)的移動運營商已經(jīng)推出商用衛(wèi)星通信業(yè)務,如美國SpaceX與T-Mobile達成衛(wèi)星通信服務合作協(xié)議。圖15:華為Mate60Pro雙向衛(wèi)星消息示意圖 圖16:衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)工作原理的簡化圖數(shù)據(jù)來源:華為官網(wǎng),證券 數(shù)據(jù)來源:Inmarsat官網(wǎng),證券從長遠角度看,衛(wèi)星通話只是衛(wèi)星通信服務的初級階段。下一步,衛(wèi)星通信或?qū)⒊蚋佣嘣男l(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展,如在車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和軍事應用等領域展現(xiàn)出巨大的商業(yè)潛力。商業(yè)與戰(zhàn)略價值(2):低軌道頻譜和空間資源日漸緊張,抓緊布局迫在眉睫每顆衛(wèi)星在工作時,都需要占據(jù)外層空間的特定軌道位置,而這些近地軌道位置的供給是有限的。頻譜資源是KuKa頻段,資源更是日益趨于緊張。行業(yè)深度報告根據(jù)賽迪顧問的研究數(shù)據(jù)顯示,地球近地軌道最多只能容納約6萬顆衛(wèi)星SpaceX3期4.2KuiperOnewebTelesat等公司均開始布局并推出各自衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃與低軌星座。KuKa(ITU)先來先得”和“先到先得”在這場近地軌道競賽中,低軌通信衛(wèi)星所占的份額最大,也最為珍貴。根據(jù)UCS衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫,2022年低軌通信衛(wèi)星占全年發(fā)射衛(wèi)星總數(shù)的比例達87.92%。根據(jù)國際電信聯(lián)盟(ITU)要求,提交申請后的7年內(nèi)必須發(fā)射第一顆衛(wèi)星,在此基礎上非地球靜止衛(wèi)星系統(tǒng)必須在當前投入使用的監(jiān)管期結束后兩年內(nèi)部署其星座的10%,在五年內(nèi)部署50%,然后在七年內(nèi)完成部署。換言之,星座計劃在9年內(nèi)必須發(fā)射總數(shù)的10%,12年內(nèi)必須發(fā)射總數(shù)的50%,14年內(nèi)必須全部發(fā)射完成,否則需對申報的網(wǎng)絡資料進行相應縮減。2021412992GW國網(wǎng)。此外,通過升級和替換舊的衛(wèi)星來優(yōu)化自有衛(wèi)星的資源配置;與其他國家進行資源交換和購買也是長期而有效的策略。軍事與戰(zhàn)略價值(1):-無人機支援、反網(wǎng)絡電子干擾“星鏈”低軌衛(wèi)星星座憑借大容量、高通量、低時延和重訪周期短等優(yōu)勢首次介入戰(zhàn)場,可實現(xiàn)對全球近乎全天候不間斷的偵查與監(jiān)視,充分證明近地軌道衛(wèi)星的潛在軍事應用價值?!靶擎湣毙l(wèi)星的通信傳輸功能具有軍民兩用的特點,俄羅斯和烏克蘭的沖突凸顯了太空對于態(tài)勢監(jiān)視和軍事通信的重要性。根據(jù)中國運載火箭技術96901部隊研究員在《“星鏈”在俄烏沖突中的運用分星鏈”等方面的能力。支持網(wǎng)絡輿論2022224日爆發(fā)后,前線地區(qū)的通信設施因供電問題遭受打擊,導致東南部的主流電信服務提供商面臨服務中斷的挑戰(zhàn)。在此背景下,“星鏈”成為烏境內(nèi)特別是政府、軍方及部分普通民眾內(nèi)外通信烏方將美國提供的星鏈”星鏈”重要渠道。保障地面任務在俄烏的地面戰(zhàn)斗中,如馬里烏波爾的攻防戰(zhàn),“星鏈”為烏軍在戰(zhàn)時保持上下軍令政令暢通、全軍整體協(xié)調(diào)統(tǒng)一行動提供了有力保障-北約聯(lián)合指揮機構對烏軍前方指揮機構、一線部隊進行的指揮、控制,還是烏軍一線部隊向前方指揮機構、后方星鏈”行業(yè)深度報告2022372002個,仿真結果顯示“星鏈”在烏克蘭區(qū)域重返時間為0,平均有12顆星鏈衛(wèi)星同時出現(xiàn)在烏克蘭上空,“星鏈”已基本可以實現(xiàn)對烏克蘭區(qū)域的無縫通信覆蓋。圖17:區(qū)域覆蓋重返時間仿真結果與區(qū)域多重覆蓋數(shù)仿真結果數(shù)據(jù)來源:軍鷹裝備技術研究院,《俄烏戰(zhàn)場上的“星鏈”衛(wèi)星》,證券串聯(lián)情報信息在俄烏沖突期間,以美國為首的北約,充分發(fā)揮其綜合優(yōu)勢,為烏克蘭軍隊提供了關于俄軍的實時、高價值情報。這些情報通過“星鏈”網(wǎng)絡,從美軍和北約的信息情報中心,尤其是從“星鏈”衛(wèi)星、電子偵察機等移動偵察平臺,直接向烏軍提供。烏政府還通過“星鏈”恢復了傳統(tǒng)手機通信網(wǎng)絡,并鼓勵民眾通過手機上傳關于俄軍的情報。據(jù)統(tǒng)計,從沖2022426.72000烏民眾手機情報信息上傳的路徑為:手機—“星鏈”網(wǎng)絡—烏政府“聊天機器人”軟件平臺—北約和烏軍情報指控部門—“星鏈”網(wǎng)絡—烏作戰(zhàn)部隊。支撐精確打擊“星鏈”“莫斯科”2022413日晚在黑海被烏克蘭的“海王星”14日沉沒。此430510路徑為:北約偵察平臺——北約和烏軍指揮中心——“星鏈”網(wǎng)絡——前線部隊?!靶擎湣毙l(wèi)星為實現(xiàn)精確打擊和斬首行動的OODA(Observation,Orientation,Decision,Action)殺傷閉環(huán)起到了鏈接作用。支援無人機作戰(zhàn)在對地面目標進行打擊的過程中,烏軍通過“星鏈”建立了無人機與地面打擊力量的聯(lián)系,實現(xiàn)從傳感器到TB-2300km內(nèi)。短期內(nèi)為其加裝星鏈”“星鏈”的主要作用是確行業(yè)深度報告保無人機的地面控制站與前線部隊之間的通信暢通。技術分析表明,數(shù)據(jù)傳輸路徑為:無人機——地面控制站——“星鏈”網(wǎng)絡——地面部隊。這種方式確保了情報數(shù)據(jù)的實時傳輸,使地面部隊能夠迅速并準確地對目標進行打擊。圖18:“星鏈”支持下的無人機對地攻擊毀傷效果 圖19:操作攻擊無人機時星鏈設備確保實時溝通數(shù)據(jù)來源:泰晤士報,證券 數(shù)據(jù)來源:華盛頓郵報,證券反網(wǎng)絡電子干擾SpaceX向烏克蘭提供“星鏈”數(shù)小時”更新一行代碼”SpaceX“星鏈”在短時間內(nèi)成功應對干擾,展現(xiàn)了其對新型威脅的快速響應能力。未來,隨著星鏈和其他低軌星座的進一步發(fā)展,它們不僅將極大地改變?nèi)祟惖纳罘绞剑€可能顛覆未來戰(zhàn)爭的形態(tài)。因此,面對這種新的太空威脅,我國需要加快自己的低軌星座建設,確保太空權益和國家戰(zhàn)略的主動性。軍事與戰(zhàn)略價值(2):美軍“空天地一體”作戰(zhàn)能力、“無盡邊疆”太空戰(zhàn)略部署美國的太空戰(zhàn)略與星鏈/星盾完善美軍“空天地一體”作戰(zhàn)能力、“無盡邊疆”太空戰(zhàn)略部署。星鏈作為當前最大規(guī)模的商業(yè)衛(wèi)星星座,其v2.0提升導航定位系統(tǒng)的精度和抗干擾能力、5)部隊數(shù)據(jù)融合與全球同步。太空是美國防部戰(zhàn)爭方式不可或缺的一部分2017202019案建立太空軍,成為第六支獨立建制部隊。行業(yè)深度報告從深層次的國際和國家安全角度看,星鏈計劃與美國新成立的太空軍的關系密切。根據(jù)遠望智庫軍鷹動態(tài)的信息,星鏈計劃與X-37B同屬“星球大戰(zhàn)”計劃的一部分,背后依托的是美國太空安全的戰(zhàn)略轉型,蘊含著極高的全球軍事價值,對完善美國“空天地一體”作戰(zhàn)能力,太空戰(zhàn)略部署均有著深遠的戰(zhàn)略意義,將從國防、產(chǎn)業(yè)價值鏈、信息主權與監(jiān)管、軌道與頻譜資源使用、太空空間利用和天文探索等方面,對國際安全及其他國家的安全構成重大挑戰(zhàn)。例如,2022年SpaceX的衛(wèi)星兩度變軌,從而與我國空間站處于同一平面運行,對于我國空間站構成嚴重安全風險。(提升空間體系抗毀能力(高時空密度、高功能密度、超低時延)、網(wǎng)云體系(一星多用、云端服務)支撐三大系統(tǒng)美之前部署的星座多為少量大型衛(wèi)星系統(tǒng),盡管單體功能強大,但生存能力有限,如衛(wèi)星失效則需較長時間進行更換。相較之下,低軌衛(wèi)星星座由于其低時延、功能拓展性強、具有良好的容錯性與生存能力等特點受到美軍方重視。根據(jù)《美國軍用低軌星座發(fā)展計劃及關鍵技術分析》,美國聚焦發(fā)展低軌衛(wèi)星星座,可分為彈性分散(提升空間體系抗毀能力)、戰(zhàn)術信息支撐(高時空密度、高功能密度、超低時延)、網(wǎng)云體系(一星多用、云端服務)支撐三大系統(tǒng)。2013分散式、擴散式、多樣化部署;體系的快速分解、重組、重構、重建與自我修復能力;全面的威脅感知與快速反擊;以及在高風險條件下持續(xù)支援其他作戰(zhàn)領域。美國20237轉變?yōu)榈偷剀壍郎系臄U散式架構星座。大型“精致”衛(wèi)星非常昂貴,設計壽命為20年。但近地軌道衛(wèi)星的使用壽命這提供了快速創(chuàng)新與快速相應機制SpaceX的“星鏈”發(fā)射42000顆衛(wèi)星形成天基互聯(lián)網(wǎng),可提供全球覆蓋的低延時、高速率的寬帶通信,并成為美軍作戰(zhàn)指揮通信網(wǎng)絡的重要組成部分。圖20:反衛(wèi)星武器示意圖 圖21:沃特ASM-135A反衛(wèi)星導彈數(shù)據(jù)來源:Space網(wǎng)站,GettyImages,證券 數(shù)據(jù)來源:美國空軍國家博物館,證券“多域戰(zhàn)”和“聯(lián)合全域指揮與控行業(yè)深度報告制”(JADC2)以信息和決策為中心。這種轉變突出了任務執(zhí)行的重要性和設計作戰(zhàn)模式的必要性。為了實現(xiàn)這一轉變,美軍將信息優(yōu)勢提升到了前所未有的高度,認為信息的安全和高速流動是關鍵。2019“彈性”“國家安全太空架構”7層體系架構。這一架構旨在形成一個以低地球軌道(LEO)這些優(yōu)勢將極大地增強戰(zhàn)術級的作戰(zhàn)保障能力,促進各軍種的聯(lián)合指揮和協(xié)同作戰(zhàn),以及信息系統(tǒng)與感知平臺和武器平臺的一體化。表7:美國國防太空架構概況架構分層 可提供的能力傳輸層 在全球范圍內(nèi)向各種作戰(zhàn)平臺提供有保證、彈性、低延遲的軍事數(shù)據(jù)和連跟蹤層 提供導彈目標的持續(xù)全球監(jiān)視,針對先進導彈威脅的預警、跟蹤、指示看護層 基于人工智能的大規(guī)模、低延遲、持續(xù)性全球監(jiān)控能力威懾層 提供全球近實時空間態(tài)勢感知,探測和跟蹤太空物體,避免衛(wèi)星碰撞導航層 GPS拒止環(huán)境下定位、導航授時(PNT)能力作戰(zhàn)管理層 提供任務分派、任務指揮與控制及數(shù)據(jù)分發(fā),在戰(zhàn)役規(guī)模上實現(xiàn)時敏目標殺傷鏈閉支持層 快速響應、彈性的通用地面基礎設施資料來源:《美國軍用低軌星座發(fā)展計劃及關鍵技術分析》,證券隨著云計算技術通用云”專用云”和“多云并存”以提高信息化和數(shù)字化的建設水平。在此基礎上,美軍大力發(fā)展人工智能、大數(shù)據(jù)和邊緣計算等技術在空間軍事裝備中的應用。他們努力推進太空系統(tǒng)的智能化,期望構建一個分散的、智能的、自主的、云端的、彈性的2019年成立了太空發(fā)展局,提出了“國家安全太空”7層體系架構,計劃利用低軌大規(guī)模星座和智能云網(wǎng)技術來構建天基信息網(wǎng)絡體系。2020戰(zhàn)術云,以提供更高效的戰(zhàn)場情報服務。為了進一步強化其云平臺,美國防部計劃在未來10年內(nèi)投入1000億美元來強化其信息基礎設施2022行業(yè)深度報告圖22:美陸軍未來戰(zhàn)斗指揮系統(tǒng)IBCS靶場測試 圖23:美聯(lián)合作戰(zhàn)云JWCC示意圖數(shù)據(jù)來源:國防新聞DefenseNews,證券 數(shù)據(jù)來源:美C4ISR官網(wǎng),證券美軍智能化戰(zhàn)爭支持“星鏈”衛(wèi)星在軍事領域的應用已成為美軍戰(zhàn)略的核心。其主要優(yōu)勢在于強化美軍的指揮通信、偵察監(jiān)視和指揮協(xié)同等多方面能力,從而助力多域作戰(zhàn)概念的實現(xiàn)。高效可靠的指揮通信能力星鏈””在特殊領域通信、遠距離通信和通信安全性方面也有顯著優(yōu)勢。全域全時的偵察監(jiān)視能力星鏈”的戰(zhàn)場態(tài)勢變化。部分“星鏈”衛(wèi)星還搭載了成像偵察和電子偵察裝備,進一步強化了美軍的偵察監(jiān)視能力。此外,“星鏈”還可能成為美軍的彈道導彈預警體系的關鍵組成部分。實時精準的指揮協(xié)同能力星鏈”準指揮協(xié)同能力。這包括為人-機協(xié)同交互提供高效通信鏈路,以及為無人協(xié)同交戰(zhàn)提供精準導航定位服務?!榜R賽克戰(zhàn)”——新型戰(zhàn)爭形態(tài)星鏈”為馬賽克戰(zhàn)”“馬賽克戰(zhàn)”中,指揮決策協(xié)同單元將利用戰(zhàn)場實時態(tài)勢感知協(xié)同網(wǎng)絡,迅速獲取戰(zhàn)場信息,實現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)。1.1.6軍事與戰(zhàn)略價值(3):軍民一體通信系統(tǒng),應用潛力廣闊1994“軍民融合”成熟的“軍民融合”模式為美國軍工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了諸多紅利,“星球大戰(zhàn)”計劃、“阿波羅”計劃等都是“軍民融合”協(xié)同發(fā)展的典型案例。政府和軍方的任務牽引、合同支撐、技術共享、合作研發(fā)和企業(yè)的創(chuàng)研創(chuàng)新,使得“星鏈”成為發(fā)展速度快、成果質(zhì)量好、成本低的優(yōu)秀項目。此外,衛(wèi)星通信系統(tǒng)本質(zhì)上是重要的軍民兩用設施。低軌通信衛(wèi)星由于其快速響應能力、廣泛的覆蓋范圍、(相較于傳統(tǒng)地面通信的)靈活性和部署速度,安全和抗干擾能力等特點,在商業(yè)、民用和軍事領域提供了巨大價值。其軍民兩用的特性不僅確保了在和平時期的經(jīng)濟效益,而且在軍事沖突或緊張局勢中為軍隊提供了關鍵的通信能力,確保了信息的實時、準確和安全傳輸。10%,但已經(jīng)顯示了關鍵能力和極大潛力。當衛(wèi)星數(shù)量進一步增加、大部分衛(wèi)星都支持激光星間鏈路、終端成本大幅降低,星鏈的可用性無疑還會大大增強?;O計是“星盾”的一個重要優(yōu)勢,未來,“星盾”衛(wèi)星可以搭載多種載荷,增強美國的太空體系彈性能力,提升俄烏沖突已經(jīng)揭示了“星鏈”系統(tǒng)并非純粹的“民用”由于分散部署軍用載荷,目前無法準確預估星鏈的崛起和俄烏戰(zhàn)爭的爆發(fā)對美軍天基系統(tǒng)會產(chǎn)生怎樣的影響。但很清楚的一點是,軍事會部分轉移到商業(yè)公司開發(fā)運營、軍民兩用的通導遙一體化巨型星座上來。戰(zhàn)略牽引,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)驅(qū)動因素明確衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)政策大力扶持:全方位推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展國家產(chǎn)業(yè)政策大力扶持:需求端脈絡清晰,能見度與確定性高。衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)關乎國家信息安全與發(fā)展,國家政策大力推動,自2013年起出臺多方政策,例如鼓勵民營小衛(wèi)星公司參與國家項目,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)納入新基建,作為“一帶一路”戰(zhàn)略的重大基礎設施和應用工程,促進軍民衛(wèi)星資源和衛(wèi)星數(shù)據(jù)共享等,從多方面發(fā)力推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。表8:中國衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)相關政策序號政策名稱發(fā)布主體發(fā)布時間主要內(nèi)容1《國家衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》國務院2013.10強調(diào)市場主導,政策推動。2投資的指導意見》國務院2014.11鼓勵民間資本研制、發(fā)射和運營商業(yè)遙感衛(wèi)星。3《中國制造2025》國務院2015.05發(fā)展新型衛(wèi)星等空間平臺與有效載荷、空天地寬帶互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng).形成長期持續(xù)穩(wěn)定的衛(wèi)星遙感、通信、導航等空間信息服務能力。4《“一帶一路”空間信息走廊建設和應用工程總體方案和工作方案》國防科工局2015.05是實施"一帶一路“戰(zhàn)略的重大基礎設施和應用工程,有助于促進“一帶一路"沿線國家實現(xiàn)空間信息互聯(lián)互通。同時,對于推進中國航天裝備和高新技術產(chǎn)業(yè)國際化發(fā)展具有重要意義。5和服務指導目錄(2015年)》國務院2015.07明確重點發(fā)展的衛(wèi)星應急通信系統(tǒng)包括:基于海事衛(wèi)星網(wǎng)絡的衛(wèi)星電話終端,移動衛(wèi)星通信產(chǎn)品(動中通)利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)的便攜式無線電定位設備等。6《中國航天標準體系》發(fā)改委2015.09中國航天標準體系由航天管理,產(chǎn)品保證,工程技術,運行服務、空間應用和空間科學四個方面的標準組成。涉及衛(wèi)星出口、遙感衛(wèi)星地面站建設。7《國家民用空間基礎設施中長期發(fā)展規(guī)劃(2015~2025年)》發(fā)改委、財政部、國防科工局等2015.10支持和引導社會資本參與國家民用空間基礎設施建設和應用開發(fā)?!笆奈濉逼陂g,建成技術先進、全球覆蓋、高效運行的國家民用空間基礎設施體系業(yè)務化、市場化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展達到國際先進水平。8《“十三五”性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》國務院2016.11做大做強衛(wèi)星及應用產(chǎn)業(yè)??俊㈤L期穩(wěn)定運行的國家民用空間基礎設施,星應用與基礎設施融合發(fā)展,2020年,基本建成主體功能完備的國家民用空間基礎設施,域主要業(yè)務需求,基本實現(xiàn)空間信息應用自主保障形成較為完善的衛(wèi)星及應用產(chǎn)業(yè)鏈。9《信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》工信部2016.12建成較為完善的商業(yè)衛(wèi)星通信服務體系。10(2015-2025年)》交通運輸部2017.02十三五"期間,構建形成衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信廣播、衛(wèi)星導航定位三大系統(tǒng)。基本建成國家民用空間基礎設施體系。11《關于推動國防科技工業(yè)軍民融合深度發(fā)展的意見》國務院2017.12制定國家衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)政策,促進軍民衛(wèi)星資源和衛(wèi)星數(shù)據(jù)共享。探索研究開放共享的航天發(fā)射場和航天測控系統(tǒng)建設。促進通信衛(wèi)星等通信基礎設施統(tǒng)籌建設。大力發(fā)展網(wǎng)絡安全、電磁頻譜資源管理等技術、產(chǎn)品和裝備。推動天地一體化信息網(wǎng)絡工程實施。12《北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)交通運輸行業(yè)應用規(guī)劃》交通部、中央軍委裝備發(fā)展部2018.01明確了

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