衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)分析：衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，蓄勢(shì)待發(fā)，星辰大海1、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)兼具必要性和緊迫性1.1低軌衛(wèi)星是目前衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的核心低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)成為衛(wèi)星通信關(guān)注熱點(diǎn)。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是基于衛(wèi)星通信的互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)發(fā)射一定數(shù)量的衛(wèi)星形成規(guī)模組網(wǎng)從而輻射全球，構(gòu)建具備實(shí)時(shí)信息處理的大衛(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(wù)的新型網(wǎng)絡(luò)。近年來(lái)，為了避免高軌道衛(wèi)星通信引起的信號(hào)衰減和時(shí)延，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)成為發(fā)展熱點(diǎn)。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)最重要的作用是為用戶終端或地面站提供網(wǎng)絡(luò)接入能力，與地面網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)互通。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)一般由空間段、地面段和用戶段三部分組成：空間段是指眾多分布在低軌空間的衛(wèi)星構(gòu)成的衛(wèi)星星座，相鄰衛(wèi)星之間可通過(guò)透明轉(zhuǎn)發(fā)、處理轉(zhuǎn)發(fā)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，整個(gè)空間段的衛(wèi)星相互協(xié)作可形成“一網(wǎng)協(xié)同”的系統(tǒng)，從而為用戶段的終端之間以及用戶終端與網(wǎng)關(guān)間提供通信鏈路。地面段主要完成星座管理、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維等功能，負(fù)責(zé)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與其它通信系統(tǒng)間的互聯(lián)互通，主要包括測(cè)控站、測(cè)控中心、控制中心、信關(guān)站等，其中測(cè)控中心負(fù)責(zé)監(jiān)視、管理衛(wèi)星的軌道位置和運(yùn)行姿態(tài)等；控制中心負(fù)責(zé)處理用戶登記、計(jì)費(fèi)、賬單、管理等；信關(guān)站通過(guò)饋電鏈路發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，同時(shí)作為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與其它通信網(wǎng)的連接網(wǎng)關(guān)。用戶段由各類衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)終端組成，根據(jù)終端是否支持在移動(dòng)時(shí)正常使用可劃分為移動(dòng)終端和便攜式終端，具體包括手持移動(dòng)終端、物聯(lián)網(wǎng)終端、便攜站、車(chē)（船、機(jī)）載站等。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的工作模式：根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程是否經(jīng)由地面通信網(wǎng)絡(luò)，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的工作模式可分為兩類，一類依托地面網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)信關(guān)站連接到地面互聯(lián)網(wǎng)完成轉(zhuǎn)發(fā)；另一類獨(dú)立于地面網(wǎng)絡(luò)，依靠衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)衛(wèi)星采用透明轉(zhuǎn)發(fā)工作模式時(shí)，用戶終端通過(guò)衛(wèi)星一跳與信關(guān)站建立連接，再經(jīng)信關(guān)站連接到地面互聯(lián)網(wǎng)，該方式的弊端為未部署信關(guān)站的地方，用戶無(wú)法接入網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)衛(wèi)星采用處理轉(zhuǎn)發(fā)工作模式時(shí)，衛(wèi)星可進(jìn)行星上處理及星間通信，用戶終端可通過(guò)多顆衛(wèi)星的中繼與信關(guān)站建立連接，從而訪問(wèn)地面互聯(lián)網(wǎng)。ToG到ToB到ToC，未來(lái)國(guó)內(nèi)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景有望不斷拓寬。星鏈起初為商業(yè)衛(wèi)星計(jì)劃，首先應(yīng)用于民用領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)接入領(lǐng)域，主要由于美國(guó)地面寬帶基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)薄弱：2022年底，我國(guó)地面移動(dòng)基站站址約300萬(wàn)個(gè)，而同期美國(guó)擁有近60萬(wàn)個(gè)地面移動(dòng)基站站址，在用戶密度較低的區(qū)域，地面移動(dòng)網(wǎng)覆蓋不佳；2020年美國(guó)的家庭用戶寬帶上網(wǎng)中光纖接入占有率僅為23.6%。在民用方面應(yīng)用成功后才逐漸應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，一方面引入高價(jià)值國(guó)防軍用訂單分擔(dān)成本，另一方面星鏈自從誕生以來(lái)一直離不開(kāi)美國(guó)軍當(dāng)?shù)拇罅χС帧５珖?guó)內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)面臨的商業(yè)環(huán)境不同，2022年，我國(guó)家庭用戶寬帶上網(wǎng)中光纖接入占有率為94.3%，且星座建設(shè)成本較高。因此在當(dāng)前已有成熟的光纖寬帶網(wǎng)和5G移動(dòng)網(wǎng)的情形下，受衛(wèi)星數(shù)量、空間網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的制約，我們認(rèn)為中國(guó)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)初期的核心應(yīng)用場(chǎng)景是軍用/政企/科研領(lǐng)域，之后隨著技術(shù)的不斷發(fā)展、系統(tǒng)服務(wù)能力不斷提升，逐漸滲透到家庭/個(gè)人消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)。1.2衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)潛藏巨大軍事價(jià)值，建設(shè)“中國(guó)星鏈”刻不容緩“星鏈”低軌寬帶互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星系統(tǒng)在俄烏沖突中發(fā)揮重要作用，充分體現(xiàn)其軍事戰(zhàn)略作用。雖然“星鏈”計(jì)劃聲稱是商業(yè)衛(wèi)星星座計(jì)劃，但2022年俄烏沖突爆發(fā)后，“星鏈”系統(tǒng)充分參與作戰(zhàn)并發(fā)揮重要作用，為烏克蘭政府、國(guó)防和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施部門(mén)提供冗余網(wǎng)絡(luò)支持。在烏軍傳統(tǒng)指揮控制通信系統(tǒng)遭到破壞后，“星鏈”系統(tǒng)提供的超視距通信手段保障了烏軍指揮鏈的暢通?！靶擎湣边€傳輸了大量無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星等偵察資產(chǎn)獲得的態(tài)勢(shì)感知信息，為烏軍打擊俄軍目標(biāo)提供了重要支持。特別是在建立指揮中心與察打一體無(wú)人機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸鏈路方面，“星鏈”表現(xiàn)出色，“無(wú)人機(jī)+衛(wèi)星通信”成為完成察打一體任務(wù)的最佳組合。目前，“星鏈”是唯一一個(gè)在對(duì)抗環(huán)境中使用過(guò)的商業(yè)低軌寬帶互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星系統(tǒng)。SpaceX公司正式發(fā)布“星盾”互聯(lián)網(wǎng)星座項(xiàng)目，“星鏈”走向軍事化。美國(guó)軍方一直高度關(guān)注“星鏈”計(jì)劃的軍事化潛力，2019年，美國(guó)空軍資助太空探索技術(shù)公司測(cè)試“星鏈”衛(wèi)星與軍用飛機(jī)的加密互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。2020年5月，美國(guó)陸軍與太空探索技術(shù)公司簽署協(xié)議，計(jì)劃使用“星鏈”衛(wèi)星寬帶進(jìn)行跨軍事網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。2020年10月，太空探索技術(shù)公司獲得美國(guó)防部1.5億美元合同，用于開(kāi)發(fā)軍用版“星鏈”衛(wèi)星技術(shù)。而“星鏈”衛(wèi)星在俄烏沖突中的表現(xiàn)，進(jìn)一步推動(dòng)該計(jì)劃的軍事化。2022年12月2日，美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）正式發(fā)布名為“星盾”（Starshield）的互聯(lián)網(wǎng)星座項(xiàng)目?！靶嵌堋笨煽醋鍪恰靶擎湣保⊿tarlink）星座的軍用版本，計(jì)劃在3年內(nèi)向近地軌道部署1.5萬(wàn)顆以上的衛(wèi)星，將主要開(kāi)展三方面業(yè)務(wù)：第一是對(duì)地遙感能力；第二是利用現(xiàn)有“星鏈”的低軌通信技術(shù)，實(shí)時(shí)快速回傳遙感數(shù)據(jù)；第三是利用基于“星鏈”的通用衛(wèi)星平臺(tái)，模塊化托管各種軍用載荷，提供供電、通訊、熱控、總線等一條龍服務(wù)，標(biāo)志著“星鏈”計(jì)劃軍事化應(yīng)用發(fā)展到新階段的“星盾”計(jì)劃誕生。低軌衛(wèi)星軍事化轉(zhuǎn)型發(fā)展推動(dòng)太空軍備競(jìng)賽。美國(guó)太空版中心地帶理論提出：“誰(shuí)控制了地球軌道，誰(shuí)就控制了近地空間；誰(shuí)控制了近地空間，誰(shuí)就控制了地球?！靶嵌堋庇?jì)劃的問(wèn)世，加速了低軌衛(wèi)星軍事化轉(zhuǎn)型發(fā)展，凸顯出美國(guó)急于搶占外空軌道資源，及顛覆現(xiàn)有作戰(zhàn)體系的野心?！靶嵌堋庇?jì)劃基于“星鏈”技術(shù)，且兩者相互兼容，將進(jìn)一步模糊太空軍事化準(zhǔn)則，引發(fā)外太空領(lǐng)域爭(zhēng)端，推動(dòng)太空軍備競(jìng)賽。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)具備通信能力強(qiáng)、載荷搭載廣、能力冗余、成本較低等天然優(yōu)勢(shì)，其軍事潛力加速戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、作戰(zhàn)樣式和戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)的深度演變，潛藏巨大軍事價(jià)值。高速寬帶戰(zhàn)時(shí)通信能力。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座可以提供低延時(shí)、高通量、廣覆蓋、高可靠的戰(zhàn)時(shí)全球衛(wèi)星通信能力，可為機(jī)動(dòng)部隊(duì)提供超視距聯(lián)通服務(wù)，控制遠(yuǎn)程傳感器與飛行器，或?qū)崟r(shí)傳輸戰(zhàn)場(chǎng)信息，打通傳感器與攻擊平臺(tái)的連接壁壘。全地域全天時(shí)無(wú)縫隙偵察監(jiān)視能力。過(guò)頂次數(shù)有限和造價(jià)昂貴是當(dāng)前世界各國(guó)偵察衛(wèi)星存在的共同問(wèn)題，低軌巨型星座的布局使得每個(gè)地區(qū)上空每隔很短一段時(shí)間就會(huì)有幾顆衛(wèi)星過(guò)境，多顆搭載偵察載荷的衛(wèi)星可以彼此配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定目標(biāo)的全天候偵察，或者與地面站、預(yù)警機(jī)、偵察機(jī)等結(jié)合，形成空天地一體的縱深偵察體系，大幅提升全球感知能力。高精度導(dǎo)航能力。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)可以通過(guò)軟件升級(jí)實(shí)現(xiàn)與GPS信號(hào)的兼容，能夠進(jìn)一步提升GPS系統(tǒng)的精度。此外，由于低軌衛(wèi)星信號(hào)較強(qiáng)，不易受地面信號(hào)干擾，在一定程度上提高了GPS系統(tǒng)的抗干擾能力。高可靠導(dǎo)彈防御。“星鏈”衛(wèi)星擁有發(fā)射全向波束的能力，可以對(duì)導(dǎo)彈和航天器進(jìn)行遙測(cè)、跟蹤和控制，進(jìn)而提高對(duì)敵方運(yùn)載火箭/導(dǎo)彈軌道的高精度預(yù)測(cè)和預(yù)警能力，為后續(xù)的攔截提供信息支撐，并提供了防御彈道導(dǎo)彈的一種最佳方法，即在它們發(fā)射之前將其擊毀。另一方面，基于低軌衛(wèi)星的低成本特點(diǎn)，可進(jìn)行對(duì)撞自毀或者多星自毀來(lái)產(chǎn)生大量空間碎片，從而封鎖整個(gè)軌道以達(dá)到攔截彈道導(dǎo)彈核彈頭的目的，影響他國(guó)的核打擊能力。天基打擊能力。低軌衛(wèi)星搭載機(jī)械臂、彈頭、激光、微波等攻擊性載荷，可形成對(duì)天、對(duì)空、對(duì)地、對(duì)海等空間領(lǐng)域的多維度打擊能力。太空封鎖。若“星鏈”計(jì)劃的4萬(wàn)多顆衛(wèi)星全部發(fā)射到位后，在地球低軌道就筑起一道屏障，其他國(guó)家的火箭要確定發(fā)射窗口，就要和“星鏈”協(xié)商，否則就會(huì)和它們的衛(wèi)星相撞。如果在戰(zhàn)時(shí)，“星鏈”就可以對(duì)敵方實(shí)行“太空封鎖”。綜上，“星鏈”在通信上速度快、全球覆蓋、發(fā)射成本低等方面的優(yōu)勢(shì)如果運(yùn)用在軍事用途上，將對(duì)我國(guó)軍事安全產(chǎn)生重大挑戰(zhàn)。此外，美國(guó)及北約軍事衛(wèi)星承擔(dān)軍用通信近85%的通信量，我軍則不足5%。綜上，加快中國(guó)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)刻不容緩。1.3低軌衛(wèi)星先發(fā)優(yōu)勢(shì)顯著，占頻保軌緊迫性空前顯著低軌衛(wèi)星軌道和頻段資源稀缺，具備排他性。衛(wèi)星系統(tǒng)最重要的資源是頻率和軌位，衛(wèi)星在近地軌道運(yùn)行時(shí)，一個(gè)軌道只能有一顆衛(wèi)星運(yùn)行。軌道資源稀缺：根據(jù)《太空與網(wǎng)絡(luò)》，在同層與跨層星間最小安全距離均為50km情況下，高度300~2000km組成的低地球軌道空間可容納17.5萬(wàn)顆衛(wèi)星。頻譜資源稀缺：大規(guī)模寬帶低軌衛(wèi)星普遍采用的頻段包括Ku、Ka和Q/V頻段，Ku和Ka等頻段技術(shù)成熟、產(chǎn)業(yè)鏈完整，Ku波段已近飽和、Ka波段日趨擁擠；Q頻段元器件等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)薄弱，關(guān)鍵部件研制、生產(chǎn)難度大，產(chǎn)業(yè)鏈裝備配套水平低，大規(guī)模推廣應(yīng)用還存在一定困難。根據(jù)SpaceNews，據(jù)業(yè)界預(yù)測(cè)，最終全球低軌衛(wèi)星星座不會(huì)超過(guò)5個(gè)，因此衛(wèi)星頻率和軌道資源已成為大國(guó)戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)域。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的中低軌道資源分配采用協(xié)調(diào)法，先登先占、先占永得。太空軌道與通信頻譜作為有限的資源，由國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)進(jìn)行分配。對(duì)于近來(lái)快速發(fā)展的LEO巨型衛(wèi)星星座，NGSO（非對(duì)地靜止軌道）相關(guān)的頻譜指配方式為協(xié)調(diào)法。1)先登先占：協(xié)調(diào)法是指根據(jù)《無(wú)線電規(guī)則》第9條和第11條進(jìn)行的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)資料的提前公布、協(xié)調(diào)、頻率指配的通知和登記這一三段式程序所進(jìn)行的頻率和軌道資源分配。協(xié)調(diào)法是一種“先登先占”的分配方法，即誰(shuí)先獲得空間頻率和軌道資源在國(guó)際電信聯(lián)盟的登記，誰(shuí)就獲得對(duì)該資源的占有權(quán)。2)先占永得：“先登先占”規(guī)則的存在實(shí)際上使得登記國(guó)對(duì)該空間頻率和軌道獲得了永久使用的權(quán)利，因?yàn)樵谛l(wèi)星“壽命”終止時(shí)，登記國(guó)往往會(huì)發(fā)射新的衛(wèi)星將之取代，從而牢牢掌握該空間頻率與軌道資源?！袄锍瘫疀Q議”規(guī)定年限內(nèi)完成指定發(fā)射量即可保留對(duì)應(yīng)頻段的使用權(quán)。為了防止頻譜囤積及避免出現(xiàn)“紙衛(wèi)星”情況，2019年世界無(wú)線電通信大會(huì)（WRC-19）的“里程碑決議”建立了有關(guān)NSGO星座頻率申報(bào)、星座投入使用等的初步框架。適用“里程碑”的頻段主要包括Ku、Ka和Q/V頻段，限于衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)、衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)和衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)。在第一份衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料申報(bào)后的7年內(nèi),應(yīng)至少發(fā)射一顆衛(wèi)星并按規(guī)定將衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)激活；7年后必須遵守里程碑規(guī)定，在規(guī)定時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)發(fā)射指定數(shù)目衛(wèi)星。若未能滿足要求，則會(huì)按照發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量的完成比對(duì)其申報(bào)的資料進(jìn)行相應(yīng)規(guī)模的縮減。里程碑節(jié)點(diǎn)規(guī)則在遏制投機(jī)行為的同時(shí)也抬高了頻軌資源占有的技術(shù)門(mén)檻，太空領(lǐng)域作戰(zhàn)的主動(dòng)權(quán)與國(guó)家衛(wèi)星制造和發(fā)射能力直接掛鉤，強(qiáng)化了先布局者的先發(fā)優(yōu)勢(shì)、加劇了“強(qiáng)者恒強(qiáng)”局面。目前規(guī)則與公平利用原則沖突，強(qiáng)化了太空霸權(quán)，ITU的相關(guān)規(guī)則有望進(jìn)一步完善?；陬l軌資源有限性及其申請(qǐng)規(guī)則，各國(guó)紛紛在太空領(lǐng)域加碼，以加速搶占總量有限的低軌衛(wèi)星頻率和軌道資源。中國(guó)在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)起步晚但發(fā)展快，已有多個(gè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座計(jì)劃。其中計(jì)劃規(guī)模較大的是GW星座和千帆星座（G60星鏈）。星網(wǎng)在整合了“鴻雁”“虹云”等星座的基礎(chǔ)之上規(guī)劃了規(guī)模達(dá)1.3萬(wàn)顆低軌衛(wèi)星的“GW”星座，不僅具備寬帶通信能力，而且具備導(dǎo)航增強(qiáng)功能用于加強(qiáng)北斗系統(tǒng)覆蓋和提高精度。上海垣信規(guī)劃建設(shè)的千帆星座計(jì)劃分三代系統(tǒng)、兩個(gè)階段進(jìn)行建設(shè)。第一代系統(tǒng)采用透明轉(zhuǎn)發(fā)（TP）模式，為我國(guó)境內(nèi)和“一帶一路”的陸地/近海提供服務(wù)，該系統(tǒng)正在火熱建設(shè)中。第二代系統(tǒng)采用星上轉(zhuǎn)發(fā)（OBP）模式，和TP模式相比，除了延續(xù)透明轉(zhuǎn)發(fā)的能力，還具有星上處理能力，可向全球陸地/海洋/空中全域提供服務(wù)。第三代可實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)、多層組網(wǎng)部署，全球區(qū)域星地融合。此外，2023年11月重慶發(fā)布了首個(gè)空天信息產(chǎn)業(yè)千億規(guī)?；鹑海πl(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)浪潮?？偟膩?lái)看，我國(guó)低軌衛(wèi)星星座申報(bào)時(shí)間較晚，缺少具有攔截性、高優(yōu)先級(jí)和使用便利的頻軌資源，在國(guó)際規(guī)則制定和合作上處于不利地位。2023年截至目前已成功發(fā)射兩顆衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)星，中國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座建設(shè)進(jìn)度加速。2023年7月9日，由航天科技集團(tuán)五院抓總研制的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星搭乘長(zhǎng)征二號(hào)丙/遠(yuǎn)征一號(hào)S運(yùn)載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。2023年11月23日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭及遠(yuǎn)征三號(hào)上面級(jí)成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。該衛(wèi)星由中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院（上海微小衛(wèi)星工程中心）抓總研制。2、國(guó)內(nèi)商業(yè)航天需突破低成本、批量化難題2.1衛(wèi)星低成本批量生產(chǎn)至關(guān)重要低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座規(guī)模大，低成本批量生產(chǎn)至關(guān)重要。低空軌道的星座往往都是巨型星座，一方面由于衛(wèi)星高度低，為了實(shí)現(xiàn)地球表面的全覆蓋，需要發(fā)射大量的衛(wèi)星，且軌道越低實(shí)現(xiàn)全覆蓋所需衛(wèi)星越多。另一方面，單星帶寬有限是需要大規(guī)模組網(wǎng)的主要原因，目前星鏈單星帶寬為20Gbps，可同時(shí)接入用戶數(shù)量在100~200之間，但按照其計(jì)劃理論帶寬1Gbps計(jì)算，可同時(shí)接入用戶數(shù)量?jī)H為20左右，若不發(fā)射海量衛(wèi)星則無(wú)法滿足消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)需求。此外，分布更密集的衛(wèi)星可以使星地距離縮短，降低空間鏈路損耗。2.1.1衛(wèi)星生產(chǎn)能力亟待提升，有利于成本下探，支持持續(xù)發(fā)射補(bǔ)網(wǎng)我國(guó)衛(wèi)星制造成本有望隨著規(guī)模化效應(yīng)的擴(kuò)大而降低。我國(guó)衛(wèi)星制造成本相比于發(fā)達(dá)國(guó)家仍有差距，批產(chǎn)后衛(wèi)星預(yù)期制造成本仍遠(yuǎn)高于單顆星鏈衛(wèi)星的50萬(wàn)美元，正在加速建設(shè)衛(wèi)星批產(chǎn)能力。銀河航天表示工廠下線的批量化小衛(wèi)星，其單星成本已經(jīng)是自己實(shí)驗(yàn)室研制的首發(fā)星的一半；G60星鏈項(xiàng)目一期設(shè)計(jì)產(chǎn)能300顆/年，單星成本將下降35%。2021年中國(guó)航天科工自主研發(fā)的我國(guó)首條小衛(wèi)星智能生產(chǎn)線第一顆衛(wèi)星下線，衛(wèi)星智能生產(chǎn)線建成后，小衛(wèi)星的生產(chǎn)效率將提高40%以上，單星場(chǎng)地面積需求將減少70%以上，單星生產(chǎn)周期將縮短80%以上，人員生產(chǎn)效率將提升10倍以上。衛(wèi)星平臺(tái)和載荷是生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中兩大核心細(xì)分，衛(wèi)星平臺(tái)包括姿控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、星務(wù)系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、熱控系統(tǒng)等，衛(wèi)星載荷包括天線分系統(tǒng)、轉(zhuǎn)發(fā)器分系統(tǒng)及其它金屬/非金屬材料和電子元器件等。由于衛(wèi)星平臺(tái)的通用性較強(qiáng)，因此在批產(chǎn)過(guò)程中制造成本降低幅度較大，定制衛(wèi)星中平臺(tái)和載荷成本占比分別為50%和50%，而在批量衛(wèi)星中平臺(tái)成本占比降至30%，載荷成本占比提升至70%。衛(wèi)星生產(chǎn)能力是星座持續(xù)運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)。由于低軌衛(wèi)星壽命較短，多為5~7年，因此低軌衛(wèi)星星座組網(wǎng)完成后需要不斷發(fā)射補(bǔ)網(wǎng)才能維持其商業(yè)價(jià)值。目前星鏈衛(wèi)星的產(chǎn)能為8顆/天，全年無(wú)休穩(wěn)定生產(chǎn)最大產(chǎn)能2900顆/年，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足其4.2萬(wàn)顆星座的建設(shè)目標(biāo)要求。假設(shè)GW星座在ITU規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)分7年完成1.3萬(wàn)顆的組網(wǎng)，則在組網(wǎng)階段至少需要1857顆/年的產(chǎn)能；在組網(wǎng)完成的同時(shí)第一批發(fā)射的衛(wèi)星將陸續(xù)進(jìn)入補(bǔ)網(wǎng)階段，意味著該星座進(jìn)入維護(hù)周期，根據(jù)衛(wèi)星壽命為5~7年測(cè)算，則在維護(hù)階段至少需要1857~2600顆/年的產(chǎn)能才能滿足發(fā)射補(bǔ)網(wǎng)需求。2.1.2成本控制嚴(yán)格，原材料選型部分選擇工業(yè)級(jí)國(guó)內(nèi)衛(wèi)星制造單位逐步在物料選型方面進(jìn)行優(yōu)化轉(zhuǎn)型。OneWeb和Starlink均大量采用工業(yè)級(jí)器件代替宇航級(jí)器件，最大程度上降低衛(wèi)星制造成本。比如軍用的GaN和GaAs相控陣單通道成本幾千美元，一顆衛(wèi)星需要T/R芯片的成本就需要幾千萬(wàn)，SpaceX用收發(fā)集成度很高硅基芯片替代，將成本降到了單通道幾十美元的量級(jí)。而我國(guó)航天產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈配套體系是圍繞國(guó)家重大工程而構(gòu)建的，成本巨大，較低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的要求還有不小的差距，供應(yīng)效率有待提升，供應(yīng)成本有待降低。國(guó)內(nèi)也逐步在物料選型方面進(jìn)行優(yōu)化轉(zhuǎn)型，航天科技五院對(duì)于各類物料的質(zhì)量保證要求不搞“一刀切”，對(duì)于與衛(wèi)星健康緊密相關(guān)的“心臟級(jí)”器件嚴(yán)格質(zhì)量要求，對(duì)于采用冗余設(shè)計(jì)的部分器件，優(yōu)化質(zhì)量等級(jí)要求，甚至選擇工業(yè)級(jí)器件。在核心功能元器件方面，我國(guó)成本優(yōu)勢(shì)較小，配套供應(yīng)商仍集中于體制內(nèi)軍工科研院所。比如衛(wèi)星載荷的主要組成部分相控陣天線系統(tǒng)，T/R芯片領(lǐng)域由55所和13所占據(jù)了大部分市場(chǎng)份額，從事星載相控陣天線研發(fā)的企業(yè)仍以航天504所、中電29所等“國(guó)家隊(duì)”為主。此外，機(jī)制更靈活的民營(yíng)企業(yè)鋮昌科技、英飛凌、星啟宇航、航天環(huán)宇等也在紛紛踏入此賽道，有助于降低核心元器件成本。2.2高密度發(fā)射與低成本發(fā)射是中國(guó)商業(yè)航天發(fā)展的必由之路2.2.1降低火箭發(fā)射成本是未來(lái)大規(guī)模組網(wǎng)的必須攻克的難題通過(guò)對(duì)比SpaceX“星鏈”計(jì)劃和“獵鷹”系列火箭的發(fā)展時(shí)間表可以看出，低成本發(fā)射是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的核心之一。我國(guó)火箭發(fā)射報(bào)價(jià)距離獵鷹9仍有差距，但短期內(nèi)不會(huì)成為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的阻礙。根據(jù)《中國(guó)航天》，“長(zhǎng)征”二號(hào)C/D、“獵鷹”9、“長(zhǎng)征”五號(hào)B、“長(zhǎng)征”七號(hào)、“長(zhǎng)征”八號(hào)等火箭發(fā)射服務(wù)價(jià)格低于5萬(wàn)元/千克，距離獵鷹9火箭仍有差距，但已領(lǐng)先歐美其他主流一次性運(yùn)載火箭。我國(guó)在低成本發(fā)射道路上不斷探索，早在2017年，航天科技集團(tuán)認(rèn)為未來(lái)中國(guó)低軌道小型火箭發(fā)射服務(wù)，發(fā)射價(jià)格有望降低至5000美元/千克（約3萬(wàn)元人民幣/千克），按單星重量200kg計(jì)算單星發(fā)射成本約為600萬(wàn)元。而民營(yíng)企業(yè)藍(lán)箭航天于23年表示其近期目標(biāo)是，從24起朱雀二號(hào)火箭的單位運(yùn)載價(jià)格不高于SpaceX旗下的獵鷹9號(hào)。我們認(rèn)為雖然我國(guó)發(fā)射報(bào)價(jià)仍較高，但短期內(nèi)不會(huì)成為中國(guó)商業(yè)航天發(fā)展的阻礙。長(zhǎng)期來(lái)看，可重復(fù)使用火箭技術(shù)是商業(yè)航天發(fā)展必由之路。一次性火箭繼續(xù)降低發(fā)射成本的空間有限，降低發(fā)射成本的主要方式是可重復(fù)使用火箭。同時(shí)，通過(guò)火箭回收，火箭的發(fā)射頻率也會(huì)進(jìn)一步提升，顯著節(jié)省了時(shí)間成本（過(guò)去需要重新造一枚火箭,現(xiàn)在只需檢修回收后的火箭,再加上新的子級(jí),就能繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)）。根據(jù)馬斯克2020年對(duì)“獵鷹”9火箭成本構(gòu)成的描述和SpaceX官網(wǎng)數(shù)據(jù)，可以得出：全新“獵鷹”9火箭成本約5000萬(wàn)美元，復(fù)用型“獵鷹”9火箭邊際成本為1500萬(wàn)美元。根據(jù)《“獵鷹”9火箭的發(fā)射成本與價(jià)格策略分析》一文中的測(cè)算，獵鷹9一次復(fù)用利潤(rùn)接近1枚新火箭制造成本，執(zhí)行12次發(fā)射任務(wù)利潤(rùn)接近8枚新火箭制造成本?！矮C鷹”9采用垂直返回回收方式，也是目前公認(rèn)商業(yè)價(jià)值最高的回收模式。獵鷹9一子級(jí)回收技術(shù)方案為在一子級(jí)上部增加?xùn)鸥穸?，用于回收飛行過(guò)程中的姿態(tài)控制，并在火箭尾部增加可折疊式著陸支架。在下落過(guò)程中，主發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行３次點(diǎn)火，提供反推力，實(shí)現(xiàn)箭體的減速和降落。實(shí)現(xiàn)火箭垂直回收有兩大難點(diǎn)，一是發(fā)動(dòng)機(jī)推力可調(diào),且能重復(fù)使用，二是控制系統(tǒng)精準(zhǔn)無(wú)誤，主要涉及發(fā)動(dòng)機(jī)深度推力調(diào)節(jié)、高精度制導(dǎo)控制等關(guān)鍵技術(shù)：火箭發(fā)動(dòng)機(jī)深度推力調(diào)節(jié)技術(shù)：對(duì)于垂直著陸火箭來(lái)說(shuō)，應(yīng)在著陸的同時(shí)使速度降低到著陸所允許的條件，這就要求發(fā)動(dòng)機(jī)具有推力調(diào)節(jié)能力。發(fā)動(dòng)機(jī)大范圍改變推力要通過(guò)調(diào)節(jié)多個(gè)元件來(lái)實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)控制規(guī)律復(fù)雜，同時(shí)噴注器、渦輪泵等關(guān)鍵組件也要具備相應(yīng)條件下可靠工作的能力。返回段高精度制導(dǎo)與控制技術(shù)：高精度制導(dǎo)與控制技術(shù)直接關(guān)系到終的著陸精度和安全性，不同的著陸回收方式會(huì)有不同的制導(dǎo)控制方案，但都離不開(kāi)在線軌跡規(guī)劃和制導(dǎo)控制技術(shù)的發(fā)展。對(duì)于垂直起降火箭來(lái)說(shuō)，最有挑戰(zhàn)的是最后的動(dòng)力下降著陸制導(dǎo)。SpaceX公司的獵鷹－9火箭采用了在線凸優(yōu)化制導(dǎo)方法，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在零點(diǎn)幾秒內(nèi)對(duì)精確著陸段軌跡規(guī)劃問(wèn)題在線快速求解。同時(shí)，為了提供足夠的控制力，SpaceX公司在火箭上安裝了4片具有較高控制效率的柵格舵和RCS，配合主發(fā)動(dòng)機(jī)推力矢量控制并具有較強(qiáng)魯棒性的自適應(yīng)控制算法，為火箭在各飛行段提供姿態(tài)穩(wěn)定和控制。目前，中國(guó)可重復(fù)使用運(yùn)載火箭發(fā)展的核心痛點(diǎn)在于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是具備深度變推能力、多次點(diǎn)火能力的可回收液體發(fā)動(dòng)機(jī)。從獵鷹系列火箭成功回收與重復(fù)使用的數(shù)據(jù)來(lái)看，在成熟掌握液體發(fā)動(dòng)機(jī)大范圍推力可調(diào)技術(shù)的情況下，垂直回收的技術(shù)可靠性將大大提高，該技術(shù)為制約垂直回收技術(shù)研發(fā)的關(guān)鍵。液體火箭燃料主要包括液氧煤油、液氧液氫和液氧甲烷等，而液氧煤油和液氧甲烷被看作是兩條主流路線。其中，液氧甲烷具有可多次啟動(dòng)、綜合成本最低等優(yōu)點(diǎn)，是商用可回收運(yùn)載火箭的更優(yōu)選擇。2.2.2海南商業(yè)發(fā)射常態(tài)化發(fā)射有望緩解發(fā)射資源稀缺問(wèn)題發(fā)射資源緊缺，目前商業(yè)發(fā)射能力尚不能滿足大規(guī)模低軌星座快速部署的需求。中國(guó)已有酒泉、太原、西昌、文昌四大航天發(fā)射場(chǎng)，現(xiàn)有的航天發(fā)射場(chǎng)主要承擔(dān)太空探索、科研等目的的發(fā)射任務(wù)，且均已進(jìn)入滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的模式。2023年1月至10月15日，我國(guó)商業(yè)火箭共發(fā)射45次，LEO（200km）運(yùn)力合計(jì)約180噸；而2023年1月1日至10月13日，SpaceX公司共計(jì)發(fā)射70次獵鷹9號(hào)運(yùn)載火箭，4次獵鷹重型運(yùn)載火箭（Falcon-Heavyb5），LEO（200km）運(yùn)力合計(jì)不少于1780噸。我國(guó)商業(yè)發(fā)射能力較SpaceX相比差距較大，尚不能滿足大規(guī)模低軌星座快速部署的需求。海南商業(yè)發(fā)射預(yù)計(jì)2024年6月迎來(lái)首飛，常態(tài)化發(fā)射后將顯著補(bǔ)充商業(yè)發(fā)射運(yùn)力。海南商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)是中國(guó)首個(gè)開(kāi)工建設(shè)的商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)，以解決中國(guó)目前商業(yè)航天發(fā)射資源相對(duì)緊缺的局面。目前海南商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)建設(shè)進(jìn)入沖刺階段，24年6月有望迎來(lái)首飛。海南商業(yè)發(fā)射共有4個(gè)工位，根據(jù)海南商業(yè)發(fā)射黨委副書(shū)記郭強(qiáng)，一號(hào)（長(zhǎng)八、長(zhǎng)八改等）和二號(hào)（液體通用型發(fā)射工位）兩個(gè)中型的液體工位設(shè)計(jì)發(fā)射能力各16發(fā)，整體是32發(fā)，三號(hào)和四號(hào)工位兩個(gè)小型固體火箭發(fā)射工位發(fā)射頻率更高。若按長(zhǎng)八LEO運(yùn)載能力7.6噸測(cè)算（不考慮產(chǎn)能），則一號(hào)和二號(hào)工位發(fā)射運(yùn)力約為243.2噸，可發(fā)射單星質(zhì)量0.2噸的衛(wèi)星約1200顆（銀河航天02批批產(chǎn)衛(wèi)星平均重量約為190Kg、星鏈V1.0