衛(wèi)星互聯網行業(yè)分析研究1卡位軌道頻譜資源，發(fā)展衛(wèi)星互聯網時不我待1.1全域互聯，彌合天塹衛(wèi)星互聯網可以實現地球全域互聯，彌合世界大部分區(qū)域的通信天塹。衛(wèi)星互聯網是基于衛(wèi)星通信的互聯網，通過發(fā)射一定數量的衛(wèi)星形成規(guī)模組網，從而輻射全球，構建具備實時信息處理的大衛(wèi)星系統，是一種能夠完成向地面和空中終端提供寬帶互聯網接入等通信服務的新型網絡。根據中國信科集團副總經理陳山枝所述，截至2022年，全球現有的移動通信網絡僅覆蓋陸地20%、地球表面積6%。通過衛(wèi)星通信與地面移動通信融合發(fā)展，應用衛(wèi)星對海洋、森林、沙漠、偏遠地區(qū)進行覆蓋，實現星地融合的全球廣域覆蓋，這也是下一代通信6G的標志之一。低軌衛(wèi)星互聯網綜合性能優(yōu)于中軌和同步軌道衛(wèi)星互聯網，已成為當前衛(wèi)星互聯網發(fā)展的重點方向。衛(wèi)星系統根據衛(wèi)星軌道高低，可以分為低軌衛(wèi)星、中軌衛(wèi)星和同步軌道衛(wèi)星，其中同步軌道衛(wèi)星可以用少量衛(wèi)星即可覆蓋全球，但由于軌道高度過高，其固定延遲(近500ms)會造成網絡體驗較差，相比而言，低軌衛(wèi)星固定延遲顯著較低(2.67-26.69ms)，雖然單顆低軌衛(wèi)星覆蓋面積較小，但通過構建龐大的低軌衛(wèi)星星座可以有效解決此問題。衛(wèi)星互聯網發(fā)展歷經三個階段，當前與地面通信融合的低軌寬帶衛(wèi)星互聯網發(fā)展如火如荼。自20世紀80年代末至今，全球衛(wèi)星互聯網發(fā)展已有30多年歷史，可劃分為三個發(fā)展階段：1）與地面通信網絡競爭階段（20世紀80年代～2000年）：本階段主要代表有銥星（Ridium，美國銥星公司委托摩托羅拉設計，1998年正式運行，共66顆衛(wèi)星，1999年公司申請破產，2001年完成重組），但由于市場定位不明，建設成本太高，研發(fā)周期過長，大多數衛(wèi)星項目以失敗告終。2）對地面通信網絡補充階段（2000~2014年）：發(fā)展定位轉變?yōu)椤暗孛嫱ㄐ畔到y的備份和填隙”。主要代表有新銥星（Iridium-NEXT，2000年新銥星公司將“銥星”系統收購，業(yè)務轉型后繼續(xù)經營）、全球星（2000年美國Loral和Qual-comm公司建設，共48顆衛(wèi)星）等，由于投入成本更低、市場定位更契合實際，具有一定的市場競爭力，但衛(wèi)星部署規(guī)模較為有限。3）與地面通信網絡融合階段（2014年至今）：發(fā)展定位進一步明確為“與地面通信形成互補融合的無縫隙通信網絡”。主要代表有Starlink（美國SpaceX公司），計劃由4425顆分布在1100km高度軌道的LEO（低軌道）星座和7518顆分布在340km左右的VLEO（甚低軌）星座構成，計劃2024年前完成部署。此外，該公司還準備再增加30000顆，使衛(wèi)星總量達到約42000顆。該階段定位更加精準、技術不斷進步、成本大幅下降，發(fā)展前景可期。1.2軌道頻譜資源不可再生，太空圈地運動進入加速階段軌道資源及頻譜資源遵循先登先占原則?？臻g頻率軌道資源是衛(wèi)星通信系統賴以存在的前提和基本保障，是發(fā)展信息裝備不可或缺的戰(zhàn)略資源，是各國開展衛(wèi)星通信業(yè)務的基礎條件之一，也是國家主權的延伸?？臻g頻率軌道資源中，軌道主要分為地球靜止軌道資源和非靜止軌道資源，頻率資源為UHF、C、X、L、S、Ka、Ku、Q等ITU規(guī)定的使用頻段，資源中涉及頻段都以對應的波束形式存在。根據ITU規(guī)定的《無線電規(guī)則》，任何衛(wèi)星通信系統在使用空間頻率軌道資源時都需要向ITU進行申報，并按照“先登先占”原則來規(guī)范全球空間頻率軌道資源的有序使用，越早登記的空間頻率軌道資料越具有優(yōu)先地位，在協調時遵循“地位優(yōu)先”原則，即后來申請的資料需要與更早申請的資料進行協調，修改自身參數，而地位優(yōu)先資料無需更改。近年來全球衛(wèi)星發(fā)射速度大幅增加，太空圈地運動大有加速趨勢。當前衛(wèi)星通信可用頻率頻段中，L、S、C、X、Ku等頻段已經接近飽和，新發(fā)射衛(wèi)星可用頻率逐漸減少。此外，軌道方面，根據賽迪顧問《中國衛(wèi)星互聯網產業(yè)發(fā)展研究白皮書》所述，地球近地軌道大約可容納6萬顆衛(wèi)星。目前，僅Starlink一家就要布局約4.2萬顆衛(wèi)星，地球近地軌道資源已瀕臨枯竭。根據UCS數據，2020年以來，隨著Starlink發(fā)射速度加快，美國衛(wèi)星發(fā)射數量呈現出爆發(fā)式增長態(tài)勢，2020-2022年，美國衛(wèi)星發(fā)射數量分別同比增長579.34%、68.00%、39.10%，同期，美國發(fā)射衛(wèi)星數量占世界衛(wèi)星發(fā)射數量的比例分別為76.82%、86.26%、90.66%，而中國占比則僅為5.70%、5.93%、4.48%。建設中國低軌衛(wèi)星星座，搶占軌道頻率戰(zhàn)略資源，維護太空通信主權刻不容緩。2軍事通信升級之剛需，七千億民用市場未來可期2.1兩大核心需求，鑄就衛(wèi)星互聯網廣闊市場空間低軌衛(wèi)星在軍事通信升級方面的剛性需求不容忽視，在空天地海民事應用方面的廣闊應用空間亦值得期待：1、軍事方面，低軌衛(wèi)星互聯網可以實現：1）軍事裝備的廣域互聯，高速互聯，形成對當前低速軍事通信，小范圍軍事通信的跨越式升級；2）通信與遙感甚至與導航一體，實現對地面、空中、海洋等區(qū)域軍事目標的廣泛監(jiān)控，使用精密光學設備實現對普通裝備乃至隱身裝備的跟蹤定位，實現對戰(zhàn)場的實時全方位掌控，全透明戰(zhàn)場時代或將到來。2、民事方面，低軌衛(wèi)星互聯網可以實現：1）滿足地面通信盲區(qū)網絡需求，實現最后人類群體的網絡需求，實現人類無通信限制的出行需求；2）滿足航班乘客通信需求，實現空中無限制互聯；3）滿足無人機等裝備物聯網需求，實現萬物無限制互聯；4）滿足漁船、商用船只海上通信需求，實現海域全方位網絡服務。我們預計，僅僅在地面、空域和海域的民事應用，世界衛(wèi)星互聯網每年即可產生約7040億元服務價值，疊加對軍事通信的戰(zhàn)略性升級，衛(wèi)星互聯網建設意義重大。2.2實踐出真知，低軌衛(wèi)星互聯網或為軍事通信之未來2.2.1復盤俄烏沖突，星鏈表現可謂驚艷復盤俄烏沖突，星鏈在俄烏沖突早期快速布局烏克蘭并全程發(fā)揮通信生命線作用。俄烏沖突自2022年2月24日爆發(fā)后，沖突一線地區(qū)通信網絡因局部供電中斷等原因受到嚴重影響，主要電信運營商在東南部地區(qū)難以提供穩(wěn)定服務。2月28日，第一批星鏈設備運抵烏克蘭，并隨即測試連接信號，不到3天，烏克蘭所有終端都處于運行狀態(tài)并提供實時數據。相對于傳統地面基站的網絡連接方式，星鏈通過天對地的衛(wèi)星互聯網鏈路實現了烏克蘭網絡的升維，對于俄軍則屬于降維反擊。烏克蘭通過星鏈重新接入網絡，星鏈也立即成為烏克蘭下載最多的應用程序。應用分析公司Apptopia的數據顯示，發(fā)生沖突后的一個月內，烏克蘭人下載星鏈應用程序的次數已經從0上升到了215000次（占全球總數的58%）。迅速布局的星鏈，在戰(zhàn)場中發(fā)揮了不可估量的作用。在俄烏沖突中，Starlink帶來的衛(wèi)星網絡支持，使烏軍在通信、偵察等方面獲得巨大助力，提升了其在網絡通信、地面遭遇、情報信息、精確打擊、無人機支援、反網絡電子干擾等方面的能力，其作用可以細分為：1）支持網絡輿論；2）保障地面任務；3）串聯情報信息；4）支撐精確打擊；5）支援無人機作戰(zhàn)；6）反網絡電子干擾。2.2.2審視軍事通信，衛(wèi)星互聯網或為其重要升級方向軍事通信是現代戰(zhàn)爭效率的倍增器，先進的軍事通信可以實現裝備戰(zhàn)斗力的倍數提升。軍事通信一般可以分為無線電通信、有線電通信、光纖通信、無線光通信、運動通信和簡易信號通信。其中在戰(zhàn)場中，多數武器裝備如飛機、艦艇、坦克等均處于運動狀態(tài)，因此無線電通信基本成為了這類武器裝備的幾乎唯一通信方式。先進的無線電通信方式可以在戰(zhàn)斗中發(fā)揮效率倍增器的作用，以美國的典型無線電通訊Link16數據鏈為例，20世紀90年代中期，美空軍在項特殊作戰(zhàn)項目（OSP）中探討了F-15C飛機使用Link-16數據鏈的好處。其結果表明F-15C通過使用Link-16數據鏈在空戰(zhàn)中對空中目標的殺傷率在白天提高了2.62倍，在夜間提高了2.60倍。美軍的“愛國者”反導系統裝備數據鏈后攔截概率大增，由海灣戰(zhàn)爭中不足10%，增至伊拉克戰(zhàn)爭的40%，作戰(zhàn)準備時間從原先的3分鐘降低到1.5分鐘。當前軍事通信存在通信距離短，數據傳輸速率低等短板。以美國空軍為例，其機載通信可以分為機載語音通信和機載數據通信。機載語音通信的主要裝備為超短波機載電臺，當飛機高度10000m、地面天線高度15m時，視距大約為400km，超短波地-空最大通信距離般僅有350km左右?，F代戰(zhàn)爭敵我態(tài)勢瞬息萬變，語音通信方式已遠不能承載戰(zhàn)場所需信息量，因此，機載數據鏈應運而生。數據鏈是通過單網或多網結構和通信介質，將2個或更多指控系統和/或武器系統鏈接在一起，是一種適合傳輸標準化數字信息的通信鏈路。當前美國空軍數據鏈在無中繼的情況下傳輸距離一般低于300海里，傳輸速率多數較低。在此等性能水平下，數據鏈可以完成戰(zhàn)術級別的作戰(zhàn)，但對于較大規(guī)模的戰(zhàn)役，其傳輸距離以及數據速率難以達到需求。與數據鏈相比，低軌衛(wèi)星互聯網擁有全球傳輸，更高傳輸速率以及近乎無限組網的顯著優(yōu)勢。以星鏈為例，通過星間鏈路，星鏈可以實現全球信息傳輸，數量龐大的衛(wèi)星可以實現幾乎全球軍事裝備的同時聯網，同時，星鏈相比傳統數據鏈，擁有更高的傳輸速率(40~220+Mbps)和較低的時延(20~60ms)。在顯著的優(yōu)勢之下，低軌衛(wèi)星互聯網已成為軍事通信升級之剛需。2.2.3星盾已來，美國低軌衛(wèi)星互聯網軍事化箭已在弦星盾集衛(wèi)星遙感、加密通信及軍用平臺模塊化托管于一身，或將階躍式提升美軍通信水平。為滿足美國國防和情報機構日益增長的需求，美國太空探索技術公司（SpaceX）于2022年12月2日發(fā)布了“星盾（Starshield）”計劃，該計劃平行于“星鏈（Starlink）”項目，旨在為美提供全球部署的衛(wèi)星遙感、加密通信、其他軍用平臺模塊化托管能力?！靶嵌堋蔽磥砜蓪崿F與“星鏈”組網，通過“星鏈”太空鏈路快速傳輸各類軍用偵察和指揮控制數據。其他軍用衛(wèi)星平臺搭載“星鏈”通信模塊后，也可無縫連接至“星鏈”和“星盾”中，構成互聯、互通和互操作的“網絡節(jié)點”。該項目標志著“星鏈”計劃向軍事化發(fā)展邁出關鍵一步，將從根本上提升美軍通信偵察、空間態(tài)勢感知及天基攻防能力，且將對未來戰(zhàn)爭形態(tài)和裝備發(fā)展產生深遠影響。相對傳統軍事衛(wèi)星通信系統，星盾系統擁有諸多特點：1）安全性和抗干擾能力：“星鏈”星座可提供完善的“端到端”用戶數據加密能力，而“星盾”將使用保障性更高的加密功能，可托管加密載荷并安全處理數據，從而滿足政府最苛刻的要求。2）模塊化設計：“星盾”衛(wèi)星旨在滿足不同的任務要求，能夠集成各種有效載荷，為用戶提供多種功能選擇。3）空間激光通信能力：“星鏈”衛(wèi)星的星間激光通信終端是當今軌道上最大規(guī)模運行的通信激光器，可集成到合作衛(wèi)星上，從而并入“星盾”網絡。4）快速開發(fā)和部署：憑借SpaceX公司的快速迭代能力，在開發(fā)“端到端”系統（運載火箭—用戶終端）方面采用了獨特的一體化方法，能使“星盾”以最快的速度進行規(guī)?；渴?。5）彈性和擴展能力：一方面，“星盾”衛(wèi)星的分布式低軌架構提供了固有的彈性，可保證在軌資產的連續(xù)性；另一方面，SpaceX公司已驗證的快速發(fā)射能力也為進入太空提供了更加便捷和經濟的途徑。星盾計劃的逐步實施或將很大程度上提升戰(zhàn)場美軍信息優(yōu)勢，美軍戰(zhàn)場通信將由現有數據鏈階躍式進化為全球網絡系統，與世界其他國家軍事通信能力進一步拉開差距，因此，構建中國自己的低軌衛(wèi)星互聯網系統時不我待。2.2.4通信導航遙感一體，雷達隱身裝備或將無所遁形隱身特性是第五代戰(zhàn)斗機和隱身轟炸機的核心特性之一，其通過減小雷達反射面積躲避雷達的追蹤，從而基本做到來無影去無蹤。美國典型戰(zhàn)略轟炸機“同溫層堡壘”B52雷達反射面積高達100m2，在敵方防空力量未被拔除的情況下極易被鎖定擊落，而同為轟炸機的F-117正面雷達反射面積則僅為0.025m2，因此F-117在首次投入戰(zhàn)爭中即震驚世界。戰(zhàn)斗機方面，第四代戰(zhàn)斗機F-22雷達反射截面積則約為蘇-27的0.33%，其空中作戰(zhàn)時的隱蔽優(yōu)勢不言而喻。隱身戰(zhàn)機規(guī)避雷達探測但無法應對光學探測，未來通信導航遙感一體衛(wèi)星網絡或將使雷達隱身裝備無所遁形。隱身戰(zhàn)機正面截面積小但俯視面積大，可以規(guī)避雷達探測但無法應對光學探測。2020年9月16日，長光衛(wèi)星發(fā)布一段視頻，其中一架戰(zhàn)斗機正在快速飛行，盡管背景有云層以及地面復雜地貌干擾，但是衛(wèi)星鏡頭仍然緊緊咬住了這架戰(zhàn)斗機。盡管飛機影像比較模糊，但是通過面積很大的倒梯形主翼、以及高度接近的主翼的二個小型水平尾，仍可以判定這是美軍F22隱身戰(zhàn)斗機。這充分說明當前遙感衛(wèi)星可以追蹤雷達隱身戰(zhàn)機，未來低軌衛(wèi)星互聯網與遙感導航一體化結合，或將實現對敵軍隱身裝備的實時跟蹤及定位，從光學維度打破隱身戰(zhàn)機信息優(yōu)勢。2.3空天地海一體，民用通信浩瀚市場空間正在打開2.3.1覆蓋全球信息荒漠，拓展人類活動邊界當前世界移動互聯網人口覆蓋率穩(wěn)步提高，但仍有較高比例人群未使用移動互聯網。根據GSMA數據，2015-2022年，世界連接上移動互聯網的人口數量已由25.9億人提升至45.6億人，但截至2022年底，依舊有30.4億人由于無手機等原因未能聯系移動互聯網，此外還有3.8億人完全生活在無移動互聯網覆蓋區(qū)域，這些區(qū)域通常人口密度較低，布局地面移動互聯網經濟性較差且難度較高，通過常規(guī)方式覆蓋這部分人群可行性遠低于低軌衛(wèi)星互聯網。從地理分布來看，當前人類生活在移動通信網絡覆蓋的信息綠洲之中，而低軌衛(wèi)星互聯網有望變信息荒漠為綠洲。當前移動通信網絡雖然擁有較高人口覆蓋比例，但地表覆蓋比例仍舊處于較低水平。根據2022年8月中國信科集團副總經理陳山枝主任所述，目前陸地移動通信僅覆蓋了約20%的陸地面積，不到6%的地球表面積。人類所生活的區(qū)域實質是人類構建出來的信息綠洲，人類多數活動于此區(qū)域中，也近乎被限制于此區(qū)域中。當前人類頻繁活動的空域空間以及海域空間，多數情況下仍未被高速高效通信網絡覆蓋，建設低軌衛(wèi)星互聯網或將成為改變這一現狀的唯一方式。2.3.2覆蓋全部空域，助力空域實現全球互聯民航乘客不能上網逐漸成為過去，低軌衛(wèi)星互聯網或將成為未來航空互聯網主流通信方式。民用航空領域存在巨大空中通信需求，根據國際航空運輸協會預測，預計到2024年全球航空客運量將達到40億人次。2014年12月，工信部原則上同意中國電信與東航進行國際遠程航線機上通信服務的商業(yè)測試。2017年9月，中國民航局放寬了機上使用電子設備PED的限制，為旅客使用自有設備接入機上互聯網創(chuàng)造了便利條件。2020年4月衛(wèi)星互聯網納入國家“新基建”，機上互聯作為衛(wèi)星互聯網的重要組成部分，獲得了快速發(fā)展契機，商業(yè)價值逐步顯現。當前民航衛(wèi)星互聯網已有多種方案，但低軌衛(wèi)星互聯網或將成為其最終方案。目前，L、Ku、Ka頻段的衛(wèi)星互聯網已經擁有成熟方案，其中供應商主要為Inmarsat、松下航電、Intelsat、Anuvu、Viasat等。但與上述衛(wèi)星網絡相比，低軌衛(wèi)星網絡擁有更低的固定時延以及更高的通信速率，未來有望成為機載衛(wèi)星互聯網的最終解決方案。無人機近年來在各領域大放異彩，衛(wèi)星互聯網或可進一步解決無人機大規(guī)模、遠距離通信問題。按照應用領域，無人機可以分為消費級無人機、工業(yè)級無人機和軍用級無人機，其中消費級無人機多為普通消費者用于航拍等用途；工業(yè)級無人機多用于地圖測繪、電力巡線、安防監(jiān)控、應急救災、智慧城市、農業(yè)遙感等領域；而軍用級無人機則在戰(zhàn)爭沖突中發(fā)揮偵察、打擊、戰(zhàn)場評估等作用。當前，消費級無人機信號傳輸距離多為10公里左右，工業(yè)級無人機傳輸里程多在百公里級別，軍用無人機傳輸距離多在200公里左右，較低的信號傳輸距離已成無人機使用的重要瓶頸。通過衛(wèi)星互聯網，消費級無人機可以實現更遠傳輸距離，工業(yè)級及軍工級無人機可以突破通信邊界，實現航程范圍內的任意地點的順暢通信。2.3.3發(fā)展智慧海洋，低軌衛(wèi)星互聯網或將成為其核心環(huán)節(jié)海洋占據經濟發(fā)展和應對潛在戰(zhàn)爭的戰(zhàn)略制高點，當前海洋諸多領域存在較高的通信需求。地球上海洋面積約為三億六千萬平方公里，近地球表面的71%，其中中國海域面積約473萬平方千米，大陸海岸線長度約1.8萬千米，海洋經濟在世界以及中國經濟中占據重要意義。黨的二十大報告明確提出“發(fā)展海洋經濟，保護海洋生態(tài)環(huán)境，加快建設海洋強國”等要求，中國智慧海洋迎來前所未有的發(fā)展契機。當前，人類海洋活動中諸多領域均存在較強的通信需求。當前海洋通信主要有海上無線通信、海上衛(wèi)星通信以及岸基移動通信三種方式，但總體難以滿足海上通信需求。1）海上無線通信系統：依靠無線電臺實現通信，主要包括：奈伏泰斯系統(NAVTEX)、中頻/高頻系統(MF/HF)和甚高頻系統(VHF)等GMDSS規(guī)范配置的無線通信系統和通用船載自動識別系統(AIS)，海上無線通信系統應用成本低,使用便捷,滿足近岸、近海、遠海覆蓋要求。但是,該通信系統受氣候條件和海洋環(huán)境影響較大,通信可靠性不高,而且系統采用窄帶通信方式,導致無法提供高速數據業(yè)務。2）海洋衛(wèi)星系統：依靠衛(wèi)星實現海上通信，主要包括：衛(wèi)星緊急無線電示位標(EPIRB)和海事衛(wèi)星系統(INMARSAT)等根據GMDSS規(guī)范配置的衛(wèi)星通信系統和北斗衛(wèi)星導航系統。海洋衛(wèi)星通信系統最突出的優(yōu)點是通信距離較遠,可以實現全球海洋覆蓋。因為衛(wèi)星發(fā)射、空間和地面設施的運營和維護成本很高,所以,衛(wèi)星通信的應用成本較為昂貴,且通信帶寬受限。3）岸基移動通信系統：依靠岸基移動通信基站實現通信。主要包括：2/4/5G蜂窩網絡，與海洋衛(wèi)星系統相比，岸基移動通信系統傳輸距離有限，難以成為海洋通信主流手段。當前世界船只數量龐大，未來低軌衛(wèi)星互聯網在海洋方面需求空間巨大。根據聯合國糧食與農業(yè)組織數據，截至2020年，世界大約有410萬艘漁船，其中亞洲占全球漁船數量的近2/3，根據海UNCTAD數據，截至2023年1月，全球100GT以上商船船舶數量達到105,493艘，世界海洋通信需求巨大。廣東“星航通”海洋衛(wèi)星通信中最大上下行帶寬為1024kpbs的套餐近海服務費為1.68萬元/(月?船)，遠海服務費為1.95萬元/(月?船)，未來低軌衛(wèi)星互聯網有望依靠數十倍于前者的通信速率及更低的通信延遲實現對傳統海事通信衛(wèi)星的全面替代。2.3.4手機直連衛(wèi)星穩(wěn)步推進，衛(wèi)星互聯網或將成為全人類可選消費手機直連衛(wèi)星可以讓用戶擺脫地面設備束縛，在不增加設備成本的前提下實現衛(wèi)星通信。手機直連衛(wèi)星就是大眾消費類智能手機能夠直接與衛(wèi)星通信，實現地面移動通信網絡目前支持的短信、語音、數據、互聯網等通信功能。雖然行業(yè)內尚未統一定義手機直連衛(wèi)星的技術標準，但從用戶角度，其要求是明確的，即在不改變用戶使用習慣的前提下，大眾消費類智能手機同時具備地面移動通信網絡、衛(wèi)星網絡的通信能力，此時衛(wèi)星網絡等效于地面2G、3G、4G或5G網絡，衛(wèi)星業(yè)務也可作為一項增值業(yè)務，與地面通信業(yè)務共同為用戶提供服務。與傳統衛(wèi)星互聯網通信相比，手機直連衛(wèi)星天然可以讓用戶擺脫地面設備束縛，節(jié)省地面設備購置成本，因此在手機直連衛(wèi)星體系構建完善的情況下，全球智能設備用戶都將成為其潛在用戶。諸多廠商已開啟手機直連衛(wèi)星布局，手機直連衛(wèi)星技術快速發(fā)展。從使用頻率角度看，手機直連衛(wèi)星分為基于地面移動通信頻率實現和基于現有衛(wèi)星移動通信頻段實現。目前海外多家廠商已經在不同技術路線方向進行了布局，其中按照基于地面移動通信頻段實現的廠商主要有AST空間移動公司、領克全球公司、太空探索技術公司和美國歐姆尼太空公司（Omnispace），其星座高度均為LEO軌道，業(yè)務類型均包括數據、語音和短消息。此外，目前手機廠商或芯片廠商如華為與天通系統合作，蘋果與全球星系統合作，高通與銥星系統合作的直連衛(wèi)星項目均使用衛(wèi)星通信專用協議，當前該業(yè)務類型僅限于短消息或者語音。多種手機直連衛(wèi)星服務已正式營運，但未來基于低軌衛(wèi)星的手機直連方案或將成為主流。2023年8月29日，華為公司發(fā)布全球首款支持衛(wèi)星通話的大眾智能手機Mate60Pro，成為繼華為Mate50、P60、MateX3支持北斗短報文功能，蘋果iPhone14手機基于全球星系統支持雙向SOS緊急聯絡功能之后，手機直連衛(wèi)星應用發(fā)展中的又一重要里程碑事件。華為Mate60Pro手機使用我國自主研制的天通一號衛(wèi)星移動通信系統，與中國電信的天地翼卡業(yè)務相結合，全球率先實現了手機直連衛(wèi)星語音業(yè)務運營。但我們認為與同步軌道直連通信相比，低軌衛(wèi)星直連方案擁有時延低、對發(fā)射功率要求更低等優(yōu)點：1）時延優(yōu)勢：與天通一號衛(wèi)星軌道(地球同步軌道，高度35786km)的固定時延477.48ms相比，典型近地軌道(高度550km)固定時延(7.34ms)更適用于網絡游戲、直播、視頻通話等領域。2）對發(fā)射功率要求更低優(yōu)勢：根據Friis自由空間方程式（見下方所示公式，其中????(??)為接收功率，????為發(fā)射功率，????是發(fā)射機天線增益；????是接收機天線增益；??為波長，??為發(fā)射機與接收機的距離），信號強度與傳輸距離的平方成反比，在通信頻率相同的情況下，低軌衛(wèi)星網絡對于設備發(fā)射功率擁有更低要求。2.3.5民用領域服務市場空間廣闊，年七千億元服務價值可期完備的低軌衛(wèi)星互聯網可以覆蓋全人類，手機直連衛(wèi)星互聯網更將是全人類便捷的可選通信消費。根據當前地面、空域、海域各類通信消費場景，我們做出假設如下：1、地面場景：根據GSMA數據，2022年世界聯網人群（被地面網絡覆蓋且有聯網設備人群）、使用鴻溝人群（被地面網絡覆蓋但無聯網設備人群）、覆蓋鴻溝人群（未被地面網絡覆蓋人群）分別為45.6、30.4、3.8億人。核心假設如下：未來人群結構及數量基本保持不變，對于聯網人群(45.6億人)，假設其中有20%人群有到無網絡區(qū)域活動需求，這類人群年人均消費衛(wèi)星互聯網通信服務200元；對于覆蓋鴻溝人群(3.8億人)，假設其中有65%人群人均消費衛(wèi)星互聯網通信服務800元/年。2、空域場景：IATA預測2024年世界航空客運總量為40億人次，我們假設未來世界航班人次約為42億人次/年，當前中國東方航空國內航線標準機上Wifi套餐為50元，國際航線機上Wifi套餐為150元。核心假設：未來低軌衛(wèi)星互聯網可以給空域場景提供更加高速、更低時延的使用體驗，假設未來人均費用為40元/（人?班次），航班中80%的乘客選擇購買套餐。3、海域場景：根據張建華《日本和韓國海洋捕撈漁船發(fā)展概況》所述，2012年世界海洋捕撈機動漁船總數約為224萬艘，根據UNCTAD數據，截至2023年1月，全球100GT以上商船船舶數量達到105,493艘。根據廣東星航通官網信息，其船舶衛(wèi)星互聯網上下行1Mbps近海套餐為1.68萬元/(月?艘)，1Mbps遠海套餐為1.95萬元/(月?艘)，核心假設：假設未來世界海洋捕撈機動漁船總數量約為200萬艘，其中80%使用衛(wèi)星互聯網服務，月費用0.8萬元；世界商用船舶總數量為100GT以上商用船舶數量的2倍即約20萬艘，其中100%使用衛(wèi)星互聯網服務，月費用1.5萬元。根據估算，地面、空域、海域場景未來對低軌衛(wèi)星互聯網或將有年7040億元市場需求，空間廣闊。3星鏈布局進程一馬當先，中國衛(wèi)星互聯網蓄勢待發(fā)3.1各國競相布局星座項目，星鏈依靠諸多優(yōu)勢占得先機目前世界各國已有十余個衛(wèi)星星座項目處于建設/規(guī)劃階段，其中星鏈項目依靠SpaceX公司諸多優(yōu)勢占得先機。目前處于規(guī)劃/布局以及布局完畢的星座項目已達20余個，其中美國規(guī)劃/運行中星座數量達到7個，中國規(guī)劃中星座項目合計5個。眾多衛(wèi)星互聯網通信系統中，SpaceX公司的星鏈系統無疑是目前鋪設進度、服務質量、技術成熟度最高的低軌衛(wèi)星互聯網系統。星鏈自2015年首先提出約1.2萬顆衛(wèi)星組成的“星鏈”系統，2019年10月又向FCC追加申報至約4.2萬顆。截至2024年1月17日，星鏈累計發(fā)射5636顆，在軌運行4814顆，遠超其余星座項目，其主要原因為星鏈項目存在的四大優(yōu)勢：1）可重復使用火箭發(fā)射技術顯著降低發(fā)射成本；2）一箭多星、多星分離技術進一步降低發(fā)射成本；3）衛(wèi)星工業(yè)批量化生產顯著降低衛(wèi)星制造成本；4）研產用改一體化機制促進技術快速迭代。3.2星鏈四大核心優(yōu)勢，造就其星座布局速度遙遙領先3.2.1星鏈核心優(yōu)勢一：可重復使用火箭大幅降低發(fā)射成本，提高發(fā)射頻率可重復使用火箭發(fā)射技術是星鏈發(fā)射成本降低的關鍵，目前SpaceX的可重復使用火箭技術仍舊遙遙領先。火箭的燃料占其成本比例極低，而火箭使用后拋棄的箭體、發(fā)動機和箭上設備價格昂貴，一次性使用造成了很大的浪費；火箭殘骸落點分布較大且不可控，在內陸發(fā)射時將威脅到落區(qū)的人員生命和財產安全，而海上發(fā)射需要避免殘骸落入他國領陸、領海及領空；一枚火箭的發(fā)射使用需要經過較長的生產和測試周期，其一次性使用造成下一次發(fā)射必須等待一枚新的火箭交付或提前預訂，因此火箭的發(fā)射密度和即時性受到限制，難有突破性的提高。2015年11月23日，BlueOrigin公司首次將亞軌道火箭NewShepard發(fā)射至100.5km高度并實現助推級的垂直軟著陸。2015年12月21日，SpaceX成功實現獵鷹9號火箭一子級的軟著陸回收，獵鷹9號成為人類第一個可實現一級火箭回收的軌道飛行器（NewShepard為亞軌道飛行器）。SpaceX已實現可復用火箭的長期穩(wěn)定發(fā)射，火箭發(fā)射成本實現了大幅下降。2022年全球共有180枚火箭成功發(fā)射入軌，其中SpaceX公司發(fā)射61次。2023年12月23日，SpaceX獵鷹9號運載火箭完成單箭第19次成功發(fā)射Starlink衛(wèi)星，發(fā)射衛(wèi)星總數達到5627顆?？苫厥栈鸺夹g是Starlink星座建設和運營關鍵技術之一，以“獵鷹”9號為例，其一級火箭及整流罩是其目前可回收部分，其成本占全新火箭總成本的60%，回收一級火箭及整流罩可以將全新火箭的發(fā)射成本5000萬美元/次降低為復用火箭發(fā)射成本的1500萬美元/次。經多次回收折算，SpaceX公司獵鷹9號單次近地軌道發(fā)射每公斤成本約為0.29萬美元，獵鷹重型火箭近地軌道每公斤發(fā)射成本約為0.14萬美元，遠低于其他火箭單公斤發(fā)射成本。3.2.2星鏈核心優(yōu)勢二：一箭多星、多星分離技術呈數十倍增加衛(wèi)星布局速度一箭多星、多星分離技術充分利用火箭運力，衛(wèi)星布局速率呈數十倍增加。多星分離技術指用一枚運載火箭將兩顆以上的衛(wèi)星發(fā)射至預定軌道的分離技術。為能快速部署星鏈星座，最大化利用火箭的整流罩內部空間，SpaceX創(chuàng)新型地提出衛(wèi)星標準接口，并將衛(wèi)星設計成扁平的結構，采用統一的承力支柱接口進行堆疊安裝連接。在星鏈發(fā)射任務中，采用“一箭60星”的堆疊式搭載模式，60顆星鏈衛(wèi)星共被分為兩堆，每堆各30顆衛(wèi)星。該堆疊式衛(wèi)星不再需要專門的衛(wèi)星適配器，節(jié)省了運載能力的同時，也可以充分利用運載火箭整流罩的可用空間，可突破一次發(fā)射的衛(wèi)星數量，提高發(fā)射效率。2021年1月，SpaceX利用獵鷹-9實現了“一箭143星”的發(fā)射壯舉，將10顆星鏈衛(wèi)星和133顆小衛(wèi)星送入軌道，大幅刷新了世界“一箭多星”發(fā)射衛(wèi)星數量的紀錄。3.2.3星鏈核心優(yōu)勢三：衛(wèi)星工業(yè)化、規(guī)?；a，大幅降低生產成本衛(wèi)星工業(yè)化批量生產大幅降低星鏈衛(wèi)星制造成本。SpaceX以衛(wèi)星工廠化、規(guī)?；a為設計導向，將衛(wèi)星當作汽車或其他工業(yè)產品一樣，所有設計和研發(fā)工作始終圍繞能否快速、批量生產進行。規(guī)?；a是星鏈與傳統衛(wèi)星生產模式的重大差異。相對于傳統衛(wèi)星生產周期長、產量小、成本高的模式，星鏈以流水線方式，實現快速制造、規(guī)模化、低成本目標。一是不斷提升制造規(guī)模，SpaceX于2018年2月發(fā)射的2顆實驗衛(wèi)星，其制造、集成時間達半年以上，隨著新版衛(wèi)星的持續(xù)推出，生產速度不斷加快、生產規(guī)模持續(xù)上升。2020年3月為6顆/天，是競爭對手OneWeb生產速率的四倍，23年初已增至8顆/天。星鏈衛(wèi)星已遠低于50萬美元，低于由火箭將其送入太空的成本。3.2.4星鏈核心優(yōu)勢四：研制、生產、使用、改進一體化推進策略加快技術迭代研制、生產、使用、改進一體化推進策略加快技術迭代。SpaceX公司在研發(fā)“獵鷹”火箭和“星鏈”衛(wèi)星時都設定了激進的時間表，并且采取研制、生產、使用、改進一體化推進的策略?！靶擎湣毙l(wèi)星已經從0.9版本一路升級到當前的2.0mini版，通過不斷地試錯與糾錯過程，進行衛(wèi)星版本迭代，提升衛(wèi)星的整體性能，而并非采取經過多次試驗驗證保證衛(wèi)星完全可行后才進行發(fā)射的傳統模式，確?！靶擎湣钡蛙壭亲焖俳ㄔO和運營，搶占了市場先機，確立了衛(wèi)星互聯網產業(yè)龍頭地位。同時SpaceX公司給予研發(fā)團隊足夠多寬容，且研發(fā)團隊也愿意承擔部分風險，允許部分創(chuàng)新技術不經驗證直接使用，即使部分衛(wèi)星因故障無法準確入軌和正常工作，也不會對研發(fā)隊伍和系統建設產生較大的負面影響。3.3全面對標星鏈計劃，中國低軌衛(wèi)星互聯網蓄勢待發(fā)3.3.1中國星網、G60星座相繼開啟，中國衛(wèi)星互聯網拉開序幕中國星網成立于2021年4月26日，正式開啟中國大型衛(wèi)星星座布局。2020年9月，中國星網以“GW”為代號申報了兩個低軌衛(wèi)星星座，共計12992顆衛(wèi)星，分布在距地面590公里至1145公里的低軌軌道，頻段為37.5GHz—42.5GHz及47.2GHz—51.4GHz，從此正式拉開中國衛(wèi)星互聯網建設序幕。目前中國星網已接連成立中國星網網絡系統研究院有限公司、中國星網共享服務有限公司、中國星網網絡創(chuàng)新研究院有限公司、中國星網網絡應用研究院有限公司等多家子公司。2021年6月中國星網和重慶市政府簽訂戰(zhàn)略合作協議，約定將在衛(wèi)星互聯網應用、研究、運營、數據等方面深化合作，共建衛(wèi)星互聯網產業(yè)體系，大力發(fā)展“衛(wèi)星互聯網+”新生態(tài)?！癎W”巨型星座計劃已完成01/02衛(wèi)星招標，中標人包括中國空間技術研究院（航天五院）、上海微小衛(wèi)星工程中心/中電科五十四所及銀河航天。G60項目于2021年11月26日落地上海松江，或將進一步加快中國衛(wèi)星互聯網布局速度。2023年7月25日上海市松江區(qū)委書記程向民表示，上海松江加快開辟新領域新賽道，打造低軌寬頻多媒體衛(wèi)星“G60星鏈”，實驗衛(wèi)星完成發(fā)射并成功組網，一期將實施1296顆，未來將實現一萬兩千多顆衛(wèi)星的組網。據松江區(qū)科委相關負責人介紹，“G60星鏈”產業(yè)基地達產后，單星成本將下降35%?！癎60星鏈”的落地意味著國內衛(wèi)星互聯網產業(yè)鏈的進一步擴容以及在制造端和應用端的更進一步。3.3.2與星鏈差距一：部分民營航天企業(yè)已初步具備火箭可回收能力中國火箭回收技術進展迅速，部分民營航天企業(yè)已初步具備火箭可回收能力。2023年12月10日17時07分，北京星際榮耀空間科技股份有限公司雙曲線二號可重復使用液氧甲烷驗證火箭（代號SQX-2Y）在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心開展第二次飛行試驗任務，該次試驗飛行高度為343.12m，飛行時間63.15s，目標橫向位移50m，著陸位置精度約0.295m，著陸速度1.1m/s，著陸姿態(tài)角約1.18°，滾動角約4.4°，火箭著陸平穩(wěn)精確，狀態(tài)安全恢復，飛行試驗任務取得圓滿成功。2023年12月10日，藍箭航天空間科技有限公司正式發(fā)布可復用液氧甲烷運載火箭朱雀三號，該型火箭一子級可重復使用20次，有望于2025年具備首飛能力。該型火箭是中國首款不銹鋼液體運載火箭，采用液氧甲