衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)分析：衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)蓄勢待發(fā)星辰大海

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)分析：衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，蓄勢待發(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。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是基于衛(wèi)星通信的互聯(lián)網(wǎng)，通過發(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)建具備實時信息處理的大衛(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，為了避免高軌道衛(wèi)星通信引起的信號衰減和時延，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)成為發(fā)展熱點。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)星之間可通過透明轉(zhuǎn)發(fā)、處理轉(zhuǎn)發(fā)等技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，整個空間段的衛(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，主要包括測控站、測控中心、控制中心、信關(guān)站等，其中測控中心負(fù)責(zé)監(jiān)視、管理衛(wèi)星的軌道位置和運行姿態(tài)等；控制中心負(fù)責(zé)處理用戶登記、計費、賬單、管理等；信關(guān)站通過饋電鏈路發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，同時作為衛(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時正常使用可劃分為移動終端和便攜式終端，具體包括手持移動終端、物聯(lián)網(wǎng)終端、便攜站、車（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)，通過信關(guān)站連接到地面互聯(lián)網(wǎng)完成轉(zhuǎn)發(fā)；另一類獨立于地面網(wǎng)絡(luò)，依靠衛(wèi)星節(jié)點進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)衛(wèi)星采用透明轉(zhuǎn)發(fā)工作模式時，用戶終端通過衛(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，衛(wèi)星可進(jìn)行星上處理及星間通信，用戶終端可通過多顆衛(wèi)星的中繼與信關(guān)站建立連接，從而訪問地面互聯(lián)網(wǎng)。ToG到ToB到ToC，未來國內(nèi)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景有望不斷拓寬。星鏈起初為商業(yè)衛(wèi)星計劃，首先應(yīng)用于民用領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)接入領(lǐng)域，主要由于美國地面寬帶基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)薄弱：2022年底，我國地面移動基站站址約300萬個，而同期美國擁有近60萬個地面移動基站站址，在用戶密度較低的區(qū)域，地面移動網(wǎng)覆蓋不佳；2020年美國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，一方面引入高價值國防軍用訂單分擔(dān)成本，另一方面星鏈自從誕生以來一直離不開美國軍當(dāng)?shù)拇罅χС?。但國?nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)面臨的商業(yè)環(huán)境不同，2022年，我國家庭用戶寬帶上網(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)為中國低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)初期的核心應(yīng)用場景是軍用/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/個人消費級市場。1.2衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)潛藏巨大軍事價值，建設(shè)“中國星鏈”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”計劃聲稱是商業(yè)衛(wèi)星星座計劃，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、國防和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施部門提供冗余網(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€傳輸了大量無人機(jī)、衛(wèi)星等偵察資產(chǎn)獲得的態(tài)勢感知信息，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人機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸鏈路方面，“星鏈”表現(xiàn)出色，“無人機(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”是唯一一個在對抗環(huán)境中使用過的商業(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)星座項目，“星鏈”走向軍事化。美國軍方一直高度關(guān)注“星鏈”計劃的軍事化潛力，2019年，美國空軍資助太空探索技術(shù)公司測試“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，美國陸軍與太空探索技術(shù)公司簽署協(xié)議，計劃使用“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)公司獲得美國防部1.5億美元合同，用于開發(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)一步推動該計劃的軍事化。2022年12月2日，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）正式發(fā)布名為“星盾”（Starshield）的互聯(lián)網(wǎng)星座項目?！靶嵌堋笨煽醋鍪恰靶擎湣保⊿tarlink）星座的軍用版本，計劃在3年內(nèi)向近地軌道部署1.5萬顆以上的衛(wèi)星，將主要開展三方面業(yè)務(wù)：第一是對地遙感能力；第二是利用現(xiàn)有“星鏈”的低軌通信技術(shù)，實時快速回傳遙感數(shù)據(jù)；第三是利用基于“星鏈”的通用衛(wèi)星平臺，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”計劃軍事化應(yīng)用發(fā)展到新階段的“星盾”計劃誕生。低軌衛(wèi)星軍事化轉(zhuǎn)型發(fā)展推動太空軍備競賽。美國太空版中心地帶理論提出：“誰控制了地球軌道，誰就控制了近地空間；誰控制了近地空間，誰就控制了地球?！靶嵌堋庇媱澋膯柺?，加速了低軌衛(wèi)星軍事化轉(zhuǎn)型發(fā)展，凸顯出美國急于搶占外空軌道資源，及顛覆現(xiàn)有作戰(zhàn)體系的野心?！靶嵌堋庇媱澔凇靶擎湣奔夹g(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)域爭端，推動太空軍備競賽。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，其軍事潛力加速戰(zhàn)場環(huán)境、作戰(zhàn)樣式和戰(zhàn)爭形態(tài)的深度演變，潛藏巨大軍事價值。高速寬帶戰(zhàn)時通信能力。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座可以提供低延時、高通量、廣覆蓋、高可靠的戰(zhàn)時全球衛(wèi)星通信能力，可為機(jī)動部隊提供超視距聯(lián)通服務(wù)，控制遠(yuǎn)程傳感器與飛行器，或?qū)崟r傳輸戰(zhàn)場信息，打通傳感器與攻擊平臺的連接壁壘。全地域全天時無縫隙偵察監(jiān)視能力。過頂次數(shù)有限和造價昂貴是當(dāng)前世界各國偵察衛(wèi)星存在的共同問題，低軌巨型星座的布局使得每個地區(qū)上空每隔很短一段時間就會有幾顆衛(wèi)星過境，多顆搭載偵察載荷的衛(wèi)星可以彼此配合，實現(xiàn)對特定目標(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)可以通過軟件升級實現(xiàn)與GPS信號的兼容，能夠進(jìn)一步提升GPS系統(tǒng)的精度。此外，由于低軌衛(wèi)星信號較強(qiáng)，不易受地面信號干擾，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?！靶擎湣毙l(wèi)星擁有發(fā)射全向波束的能力，可以對導(dǎo)彈和航天器進(jìn)行遙測、跟蹤和控制，進(jìn)而提高對敵方運載火箭/導(dǎo)彈軌道的高精度預(yù)測和預(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，可進(jìn)行對撞自毀或者多星自毀來產(chǎn)生大量空間碎片，從而封鎖整個軌道以達(dá)到攔截彈道導(dǎo)彈核彈頭的目的，影響他國的核打擊能力。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，可形成對天、對空、對地、對海等空間領(lǐng)域的多維度打擊能力。太空封鎖。若“星鏈”計劃的4萬多顆衛(wèi)星全部發(fā)射到位后，在地球低軌道就筑起一道屏障，其他國家的火箭要確定發(fā)射窗口，就要和“星鏈”協(xié)商，否則就會和它們的衛(wèi)星相撞。如果在戰(zhàn)時，“星鏈”就可以對敵方實行“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)勢如果運用在軍事用途上，將對我國軍事安全產(chǎn)生重大挑戰(zhàn)。此外，美國及北約軍事衛(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)星在近地軌道運行時，一個軌道只能有一顆衛(wèi)星運行。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，最終全球低軌衛(wèi)星星座不會超過5個，因此衛(wèi)星頻率和軌道資源已成為大國戰(zhàn)略競爭的重要領(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，由國際電信聯(lián)盟(ITU)進(jìn)行分配。對于近來快速發(fā)展的LEO巨型衛(wèi)星星座，NGSO（非對地靜止軌道）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，即誰先獲得空間頻率和軌道資源在國際電信聯(lián)盟的登記，誰就獲得對該資源的占有權(quán)。2)先占永得：“先登先占”規(guī)則的存在實際上使得登記國對該空間頻率和軌道獲得了永久使用的權(quán)利，因為在衛(wèi)星“壽命”終止時，登記國往往會發(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年世界無線電通信大會（WRC-19）的“里程碑決議”建立了有關(guān)NSGO星座頻率申報、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)星移動業(yè)務(wù)。在第一份衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料申報后的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)定時間節(jié)點內(nèi)發(fā)射指定數(shù)目衛(wèi)星。若未能滿足要求，則會按照發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量的完成比對其申報的資料進(jìn)行相應(yīng)規(guī)模的縮減。里程碑節(jié)點規(guī)則在遏制投機(jī)行為的同時也抬高了頻軌資源占有的技術(shù)門檻，太空領(lǐng)域作戰(zhàn)的主動權(quán)與國家衛(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、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規(guī)則，各國紛紛在太空領(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。中國在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)起步晚但發(fā)展快，已有多個衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座計劃。其中計劃規(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)的千帆星座計劃分三代系統(tǒng)、兩個階段進(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?？偟膩砜?，我國低軌衛(wèi)星星座申報時間較晚，缺少具有攔截性、高優(yōu)先級和使用便利的頻軌資源，在國際規(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)試驗星，中國衛(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)試驗衛(wèi)星搭乘長征二號丙/遠(yuǎn)征一號S運載火箭，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，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丁運載火箭及遠(yuǎn)征三號上面級成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗衛(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，可同時接入用戶數(shù)量在100~200之間，但按照其計劃理論帶寬1Gbps計算，可同時接入用戶數(shù)量僅為20左右，若不發(fā)射海量衛(wèi)星則無法滿足消費級市場需求。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)我國衛(wèi)星制造成本有望隨著規(guī)?；?yīng)的擴(kuò)大而降低。我國衛(wèi)星制造成本相比于發(fā)達(dá)國家仍有差距，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)是自己實驗室研制的首發(fā)星的一半；G60星鏈項目一期設(shè)計產(chǎn)能300顆/年，單星成本將下降35%。2021年中國航天科工自主研發(fā)的我國首條小衛(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)星平臺的通用性較強(qiáng)，因此在批產(chǎn)過程中制造成本降低幅度較大，定制衛(wèi)星中平臺和載荷成本占比分別為50%和50%，而在批量衛(wèi)星中平臺成本占比降至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)運營的基礎(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)價值。目前星鏈衛(wèi)星的產(chǎn)能為8顆/天，全年無休穩(wěn)定生產(chǎn)最大產(chǎn)能2900顆/年，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足其4.2萬顆星座的建設(shè)目標(biāo)要求。假設(shè)GW星座在ITU規(guī)定時間范圍內(nèi)分7年完成1.3萬顆的組網(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)級國內(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)級器件代替宇航級器件，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，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。而我國航天產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈配套體系是圍繞國家重大工程而構(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，航天科技五院對于各類物料的質(zhì)量保證要求不搞“一刀切”，對于與衛(wèi)星健康緊密相關(guān)的“心臟級”器件嚴(yán)格質(zhì)量要求，對于采用冗余設(shè)計的部分器件，優(yōu)化質(zhì)量等級要求，甚至選擇工業(yè)級器件。在核心功能元器件方面，我國成本優(yōu)勢較小，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“國家隊”為主。此外，機(jī)制更靈活的民營企業(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)射成本是未來大規(guī)模組網(wǎng)的必須攻克的難題通過對比SpaceX“星鏈”計劃和“獵鷹”系列火箭的發(fā)展時間表可以看出，低成本發(fā)射是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的核心之一。我國火箭發(fā)射報價距離獵鷹9仍有差距，但短期內(nèi)不會成為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的阻礙。根據(jù)《中國航天》，“長征”二號C/D、“獵鷹”9、“長征”五號B、“長征”七號、“長征”八號等火箭發(fā)射服務(wù)價格低于5萬元/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載火箭。我國在低成本發(fā)射道路上不斷探索，早在2017年，航天科技集團(tuán)認(rèn)為未來中國低軌道小型火箭發(fā)射服務(wù)，發(fā)射價格有望降低至5000美元/千克（約3萬元人民幣/千克），按單星重量200kg計算單星發(fā)射成本約為600萬元。而民營企業(yè)藍(lán)箭航天于23年表示其近期目標(biāo)是，從24起朱雀二號火箭的單位運載價格不高于SpaceX旗下的獵鷹9號。我們認(rèn)為雖然我國發(fā)射報價仍較高，但短期內(nèi)不會成為中國商業(yè)航天發(fā)展的阻礙。長期來看，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，通過火箭回收，火箭的發(fā)射頻率也會進(jìn)一步提升，顯著節(jié)省了時間成本（過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,就能繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)）。根據(jù)馬斯克2020年對“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5000萬美元，復(fù)用型“獵鷹”9火箭邊際成本為1500萬美元。根據(jù)《“獵鷹”9火箭的發(fā)射成本與價格策略分析》一文中的測算，獵鷹9一次復(fù)用利潤接近1枚新火箭制造成本，執(zhí)行12次發(fā)射任務(wù)利潤接近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)價值最高的回收模式。獵鷹9一子級回收技術(shù)方案為在一子級上部增加?xùn)鸥穸妫糜诨厥诊w行過程中的姿態(tài)控制，并在火箭尾部增加可折疊式著陸支架。在下落過程中，主發(fā)動機(jī)進(jìn)行３次點火，提供反推力，實現(xiàn)箭體的減速和降落。實現(xiàn)火箭垂直回收有兩大難點，一是發(fā)動機(jī)推力可調(diào),且能重復(fù)使用，二是控制系統(tǒng)精準(zhǔn)無誤，主要涉及發(fā)動機(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)動機(jī)深度推力調(diào)節(jié)技術(shù)：對于垂直著陸火箭來說，應(yīng)在著陸的同時使速度降低到著陸所允許的條件，這就要求發(fā)動機(jī)具有推力調(diào)節(jié)能力。發(fā)動機(jī)大范圍改變推力要通過調(diào)節(jié)多個元件來實現(xiàn)，調(diào)節(jié)控制規(guī)律復(fù)雜，同時噴注器、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有不同的制導(dǎo)控制方案，但都離不開在線軌跡規(guī)劃和制導(dǎo)控制技術(shù)的發(fā)展。對于垂直起降火箭來說，最有挑戰(zhàn)的是最后的動力下降著陸制導(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)在零點幾秒內(nèi)對精確著陸段軌跡規(guī)劃問題在線快速求解。同時，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，中國可重復(fù)使用運載火箭發(fā)展的核心痛點在于火箭發(fā)動機(jī)，特別是具備深度變推能力、多次點火能力的可回收液體發(fā)動機(jī)。從獵鷹系列火箭成功回收與重復(fù)使用的數(shù)據(jù)來看，在成熟掌握液體發(fā)動機(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、綜合成本最低等優(yōu)點，是商用可回收運載火箭的更優(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。中國已有酒泉、太原、西昌、文昌四大航天發(fā)射場，現(xiàn)有的航天發(fā)射場主要承擔(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)荷運轉(zhuǎn)的模式。2023年1月至10月15日，我國商業(yè)火箭共發(fā)射45次，LEO（200km）運力合計約180噸；而2023年1月1日至10月13日，SpaceX公司共計發(fā)射70次獵鷹9號運載火箭，4次獵鷹重型運載火箭（Falcon-Heavyb5），LEO（200km）運力合計不少于1780噸。我國商業(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2024年6月迎來首飛，常態(tài)化發(fā)射后將顯著補(bǔ)充商業(yè)發(fā)射運力。海南商業(yè)航天發(fā)射場是中國首個開工建設(shè)的商業(yè)航天發(fā)射場，以解決中國目前商業(yè)航天發(fā)射資源相對緊缺的局面。目前海南商業(yè)航天發(fā)射場建設(shè)進(jìn)入沖刺階段，24年6月有望迎來首飛。海南商業(yè)發(fā)射共有4個工位，根據(jù)海南商業(yè)發(fā)射黨委副書記郭強(qiáng)，一號（長八、長八改等）和二號（液體通用型發(fā)射工位）兩個中型的液體工位設(shè)計發(fā)射能力各16發(fā)，整體是32發(fā)，三號和四號工位兩個小型固體火箭發(fā)射工位發(fā)射頻率更高。若按長八LEO運載能力7.6噸測算（不考慮產(chǎn)能），則一號和二號工位發(fā)射運力約為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