低轨卫星启动，卫星通信时代来临

• 杨兴杰 2023年8月31日 来源：中研网 1314 86
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以美国SpaceX为代表的头部企业加速布局低轨卫星，轨道资源竞争白热化。中国于2020年11月9日提交基于12992颗低轨卫星的“GW星座”计划，与美国星链计划相抗衡。2021年4月28日，中国卫星网络集团正式成立，专门负责统筹中国卫星互联网建设的规划与运营，加快卫星互联网商

一、低轨卫星呈美国领先、大国追赶的“一超多强”竞争格局

以美国SpaceX为代表的头部企业加速布局低轨卫星，轨道资源竞争白热化。中国于2020年11月9日提交基于12992颗低轨卫星的“GW星座”计划，与美国星链计划相抗衡。2021年4月28日，中国卫星网络集团正式成立，专门负责统筹中国卫星互联网建设的规划与运营，加快卫星互联网商用化进程，卫星互联网发展竞争已趋于白热化。

低轨卫星竞争呈美国领先、大国追赶的“一超多强”格局。由于卫星制造及火箭发射技术壁垒凸出，全球竞争主要在大国间进行,美国依靠强大的技术积累及资金优势占据着先发优势和主要市场地位。从轨道卫星布局来看，截止2022年5月，美国制造及拥有的近地轨道卫星超3000颗，占比超60%，处于绝对主导地位；从卫星参数来看，美国Starlink计划在卫星数目、投资规模等参数上均远远优于其他国家的星座计划。

图表：主要国家近地轨道卫星数量（颗）

数据来源：中研普华产业研究院整理

二、轨道和频段稀缺+国家安全战略，引发近地轨道空间争夺战

轨道和频段资源稀缺，中高轨卫星数量与美国差距明显。我国中高轨道卫星数量较少，仅为美国一半，且以遥感卫星为主，整体卫星数量仅为美国的13.01%，无法满足国家安全及民用通信的需要，因此，国家将目标转向更易部署的近地轨道，但近地轨道空间和频道资源有限且不可再生，预计到2029年，地球近地轨道将部署约57000颗低轨卫星，可用空间将所剩无几。

俄乌冲突加速出于国家安全对近地轨道空间的争夺。在俄乌冲突中，俄罗斯对乌克兰地面网络通信系统进行了摧毁，但SpaceX公司很快为乌克兰开通了Starlink星链网络服务，帮助乌克兰指挥战场上的无人机对俄军坦克装甲地面部队实施侦察和打击。因此，构建基于国家安全的卫星组网通信系统有重大战略意义。

三、地面通信的重要“填补”，空天地一体化中枢环节

低轨卫星是地面通信候补链条，空天地一体化中枢环节。据世界银行及IWS数据显示，截止2022年全球仍有超三成人口不具备联网能力，网络增长空间广阔。然而传统陆基通信一方面需要基站等基础设施完成区域覆盖，连续不间断覆盖需要大量投入基础设施建设；另一方面在远洋货轮、森林、沙漠等场景不具备建设基础设施的物理环境，因此陆基解决方案存在极大的经济性与可行性限制。卫星互联网不受地形与环境限制，当前在5G/6G层面与地面通信走向互补关系。卫星互联网也是我国空天地一体化网络建设的中枢节点，在构建覆盖全球的星地融合通信网络中发挥着关键作用。

四、军民一体的通信系统，应用潜力广阔

低轨卫星由于传输时延小、链路损耗低、发射灵活、应用场景丰富、整体制造成本低，非常适合卫星互联网通信业务的发展。① 增强通信：低轨巨型星座可构建覆盖全球的天基网络，提供高速通信服务，为众多地面终端设备提供通信能力，提高指挥和操作能力；② 侦查帧视：卫星数量多、重访周期短，通过在卫星上搭载相应的传感器，可实现对全球的近平全天候不间断的侦查和监视；③ 防御预警：可提供覆盖全球的信号波束，进行不明物的探测、跟踪、预警、拦截；④ 偏远通信：解决偏远地区、运行中的飞机、海洋、荒漠、山区等无基础设施位置的互联网接入问题；⑤ 定位导航：可作为北斗卫星信号导航中继节点，播发大功率导航增强信号，可以提升导航定位系统精确度和抗干扰能力；⑥ 应急救援：卫星通讯不受人为因素和极少受天灾影响，可在地震、海啸等严重自然灾害使地面移动通信网络受损中断时提供应急通信服务。

五、超低轨、非地面网络是新一代6G网络的重要组成

国际电联发布《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》。建议书提出了6G的典型场景及能力指标体系，提出面向2030及未来的6G系统将推动实现包容性、泛在连接、可持续性、创新性、安全性、隐私性和弹性、标准化和互操作、互通性等七大目标。其中泛在连接旨在加强连接性，以缩小数字鸿沟。该使用场景的一个重点是解决目前没有覆盖或几乎没有覆盖的地区，特别是农村、偏远和人口稀少的地区，卫星互联网是实现这一目标的重要手段。

目前，人类在先进卫星发射和制造技术方面取得了重大突破，超低轨（Very Low Earth Orbit，VLEO）巨型卫星通信网络已经成为学界和业界的研究热点。非地面网络（Non-Terrestrial Network，NTN）被广泛认为是 6G 网络的组成部分。

六、政策：战略地位凸显，政策导向明确

战略地位凸显，政策导向明确。我国政府高度重视和支持卫星互联网发展。2018年11月，国家统计局在《战略性新兴产业分类（2018）》中明确卫星互联网产业的战略性新兴产业地位；2020年4月，我国首度将卫星互联网作为重要通信网络基础设施纳入“新基建”政策重点支持方向；2021年12月，国务院发布《关于印发“十四五”数字经济发展规划的通知》，强调加快布局卫星通信网络，支持推动卫星互联网建设。2023年2月，工信部放开卫星互联网设备进网许可管理，天地一体化立体通信网络部署建设得以进一步推进。

七、需求：解决“无互联网”人口数字鸿沟的重要手段

传统地面通信骨干网在海洋、沙漠及山区偏远地区等苛刻环境下铺设难度大且运营成本高，通过部署传统通信骨干网络在互联网渗透率低的区域进行延伸普及存在现实障碍。目前，地球上超过70%的地理空间，涉及30亿人口未能实现互联网覆盖。

建设卫星互联网是解决地球“无互联网”人口数字鸿沟问题的重要手段，是实现网络信息地域连续覆盖普惠共享的有效补充，低轨卫星通信核心商业应用场景主要包括偏远地区通信、海洋作业及科考宽带、航空宽带和灾难应急通信等。

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