【华西军工】卫星互联网：“太空电信”加速推进|卫星_新浪财经

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8月25日，美国电信运营商T-MobileUS宣布将使用SpaceX公司的“星链”卫星互联网服务，为美国部分地区的移动用户提供网络接入。

8月26日，马斯克宣布明年发射的第二代星链将会与传统手机运营商合作，从而实现手机与卫星的连接，努力“消除移动信号盲区”。

分析与判断

►卫星互联网的发展是一种必然趋势

卫星互联网就是发射数百颗乃至上千颗小型卫星，组成卫星星座，以这些卫星作为“空中基站”，从而达到与地面移动通信类似的效果，实现太空互联网。发展卫星互联网的意义在于1）实现人口全覆盖2）实现区域全覆盖3）与地面通信形成优势互补4）占领稀缺轨道资源，维护国家安全。卫星发射数量近年来增速明显，2012年全球新发射卫星数量仅132颗，2021年全球新发射卫星达到1827颗，期间年复合增长率为33.9%。

►“星链”大量占据近地轨道，卫星发展不得不快

卫星轨道资源具有稀缺性，国际原则是先到先得，先发国家发射的低轨道卫星将会抢占更多轨道资源，若“星链”计划的4.2万颗全部升空，将占据大半的近地轨道容量。“星链”自2019年首颗发射以来，至今已总共发射超3000颗，若“星链”计划的4.2万颗全部升空，将占据大半的近地轨道容量，这种局势下倒逼其他各国占据轨道的步伐也不得不加快。

►我国卫星互联网发展力度加大，具备相关核心技术

今年7月，我国首个商业航天发射场海南商业航天发射场开工建设，有望于2024年实现常态化发射。我国同样掌握卫星密集化发射降本增效的两种核心技术，即火箭回收技术和“一箭多星”。6G研发工作也已经将卫星互联网纳入其中并作为重要组成部分，随着未来6G的到来，卫星互联网产业链也将迎来更大的发展。

►投资建议

卫星互联网建成后可实现人口全覆盖、区域全覆盖，与地面通信形成优势互补。美国SpaceX公司自2019年第一颗“星链”卫星发射以来，至今已总共发射超3000颗。而近地卫星轨道资源具有稀缺性，若“星链”计划的4.2万颗全部升空，将占据大半的近地轨道容量。我们认为“十四五”期间“太空之争”加速将有力带动卫星互联网产业链的发展。

主要受益标的：

1）臻镭科技：公司各板块产品均可应用于低轨通信卫星，以电源管理芯片为例，公司已经为银河航天02批卫星提供了锂离子电池均衡芯片；

2）铖昌科技：公司主营的相控阵T/R芯片主要应用于星载、机载、舰载、车载和地面等相控阵雷达中，亦可应用至卫星互联网领域，在卫星互联网方面，公司已推出星载和地面用卫星互联网相控阵T/R芯片全套解决方案，已进入下游客户主要供应商名录，进入批量生产阶段并持续交付中；

3）奥普光电：拟收购40%股权的长光宇航主要研制碳纤维增强树脂基复合材料，产品包括箭体/弹体结构件、空间结构件（空间相机结构件、卫星结构件等）等。空间结构件主要包括中国空间站多功能光学设施结构件、中欧合作太阳风-磁层相互作用全景成像卫星（SMILE）结构件、“珠海一号”卫星结构件、“风云”系列卫星结构件、“行云”系列卫星结构件等。

►风险提示

卫星互联网发展不及预期、订单低于预期等。

1.卫星互联网是什么？

1.1卫星互联网：低轨道卫星组成空中基站实现互联

卫星互联网好比将地面的基站搬到了太空中，每一颗卫星就是一个移动的基站。卫星互联网是指多次发射数百颗乃至上千颗小型卫星，组成卫星星座，以这些卫星作为“空中基站”，从而达到与地面移动通信类似的效果，实现太空互联网。这是基于高通量卫星（HTS）发展的新一代卫星通信网络，是为地面、海上和空中用户提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络。从系统架构组成来看，卫星互联网可以划分为空间段、地面段和用户段三个部分。

卫星轨道可分为低中高轨，发展卫星互联网主要依靠低轨卫星。按照轨道高度划分，卫星星座主要分为低轨、中轨、高轨三类；按照吞吐容量分为高通量卫星和常规卫星。其中低轨卫星具有低时延、链路损耗小、发射灵活、覆盖范围广、应用场景丰富、成本低等特点，最适合发展卫星互联网业务。

单层星座系统由相同轨道高度卫星组成，多层星座系统由不同轨道高度卫星组成。单层星座系统的空间段卫星部署于相同轨道高度，由一个或多个轨道面构成。每颗卫星一般配有星间链路，可与同轨面及异轨面的相邻卫星进行通信。同时，卫星可通过馈电链路和用户链路分别与地面关口站和用户站进行信息交互，从而构成了一个具有多种链路的复杂天地通信系统。多层星座系统的空间段由不同轨道高度的卫星组成，不同的系统可能会有不同的组合，如多层LEO、LEO/GEO、GEO/MEO/LEO混合星座等。

1.2 国内外卫星互联网发展情况

国外已发展多年，其中“星链”卫星系统规模最大。20世纪80年代至2000年前后，以摩托罗拉公司“铱星”计划为代表的多个卫星计划（全球星、轨道通信、泰利迪斯、天空之桥）提出，“铱星”计划通过发射66颗低轨卫星构建一个覆盖全球的卫星通信网，此阶段主要以语音、低速数据、短消息等业务为主，后因技术不成熟等原因项目宣告终止。在2000年至2014年，以新铱星、全球星、轨道通信系统公司的卫星互联网为主，在极端条件下向航空、航海等用户提供移动通信服务，作为地面通信手段的补充。2014年至今，多家公司相继推出OneWeb、Starlink、O3b等星座计划。其中SpaceX公司实施的Starlink星座计划是全球迄今为止部署在轨卫星最多的成功案例，累计已发射超过3000颗星链卫星；O3b星座系统是全球唯一一个成功投入商业运营的中轨卫星计划。

我国高度重视卫星互联网，已上升至国家战略性工程地位。“十三五”期间，以中国航天科技、中国航天科工为主的两大央企集团分别提出了“鸿雁星座”和“虹云工程”低轨卫星互联网计划，并发射了试验卫星。2020年4月，卫星互联网被列入新型基础设施范围并上升为国家战略性工程，是我国天地一体化信息系统的重要组成部分。由于空间卫星运行轨道和频谱资源有限，当前采取“先申报就可优先使用”的抢占方式，很多国家和组织出于自身利益考虑，先占领轨道位置及频率而后发射卫星，空间卫星频率与轨道资源日益成为各国抢占对象，因此卫星互联网对外层空间主动权具有重要战略意义。

支持政策频出，发展力度加大。近年来我国频频出台众多针对性政策和指导意见，积极推进卫星应用产业和商业卫星发展。2022年7月12日，上海市人民政府办公厅发布《上海市数字经济发展“十四五”规划》。《规划》中提到，将建设空天一体的卫星互联网，瞄准中低轨路线，完善卫星制造、卫星发射、卫星运营及服务产业链，探索天地一体化商业运营新模式。上海将在“十四五”期间启动多媒体低轨卫星系统初始组网，分阶段建设全球覆盖、技术先进、高效运行的卫星互联网。

2.“星链”计划与卫星互联网

2.1“星链”计划是什么？

“星链”是马斯克的SpaceX公司制定的4.2万颗卫星发射计划，目前已发射超3000颗。“星链”（Starlink）是美国太空探索技术公司（SpaceX）的一个项目，2015年1月，公司创始人埃隆·马斯克宣布SpaceX计划将约1.2万颗通信卫星发射到轨道,其中1584颗将部署在地球上空550千米处的近地轨道，并从2020年开始工作，这一项目被命名为“星链”。2018年3月，SpaceX用猎鹰九号火箭搭载2颗试验用小卫星成功发射并开展对地通信测试；2019年5月23日，公司利用猎鹰9号运载火箭成功将“星链”首批60颗卫星送入轨道。据有关文件显示，SpaceX还准备再增加3万颗，使卫星总量达到约4.2万颗。截至2022年8月地日，该公司已累计发射超3000颗“星链”卫星。

“星链”分三步走建设加强版全球组网卫星系统。“星链”计划分为初步覆盖、全球组网和能力增强三步，第一步发射1600颗卫星到550km轨道(极低轨层)实现初步覆盖;第二步发射2825颗卫星到1110~1325km轨道(低轨层)实现全球组网;第三步发射37518颗卫星到328~580km轨道(极低轨层)增强“星链”星座的服务能力。

“星链”工作方式有透明转发信息和通过星间链路直接连接服务两种。“星链”系统是天基网，工作方式主要有两种：1）透明转发信息方式，即先在反向链路中实现用户终端→卫星→信关站，然后在前向链路中实现信关站→卫星→用户终端；2）通过星间链路直接连接服务和用户，交换模为用户1→卫星1→信关站→卫星1→卫星2→用户终端2（用户链路→馈电链路→馈电链路→用户链路）。

2.2卫星互联网产业链

卫星互联网产业链主要包含了卫星制造、卫星发射、地面设备、卫星运营及服务四大环节。其中卫星制造环节主要包括卫星平台和卫星载荷。卫星平台包含结构系统、供电系统、推进系统、遥感测控系统、姿轨控制系统、热控系统以及数据管理系统等;卫星载荷环节包括天线分系统、转发器分系统以及其它金属/非金属材料和电子元器件等。卫星发射环节包括火箭制造以及发射服务。

美国在轨卫星数量居首，产业链收入集中在地面设备制造和卫星运营服务环节。根据UCS数据，2021年全球在轨卫星数量4852颗，其中中国在轨卫星数量为499个，占所有在轨卫星比重的10.28%，为世界第二大在轨有效卫星的拥有国；而美国在轨卫星数量为2944个，是中国的5.9倍。根据SIA数据，2020年全球卫星产业收入主要来自于地面设备制造和卫星服务业，其中地面设备制造业2020年收入占比约为50%，主要包括大众消费设备和网络设备；卫星服务业收入约占比44%，主要包括卫星通信、卫星遥感、空间科学和国家安全；卫星发射和卫星制造业分别占比2%和5%。

2.3卫星互联网的用途

卫星互联网的四大用途：1）实现人口全覆盖。欧美发达国家人口密度相对较低，进行固定宽带尤其是光纤的铺设成本高昂且收回时间较长，此外信息通信基础设施同样不够完善的“一带一路”沿线国家同样有需求。2）实现区域全覆盖。传统地面通信服务很难覆盖的航海、航空、岛屿等区域也有较强的网络接入需求。3）与地面通信形成优势互补。早在2020年6月发布的5G标准R16中，就有卫星互联网的技术文档纳入其中，6G研发工作已经将卫星互联网纳入其中并作为重要组成部分，未来卫星互联网将与5G和6G等地面移动通信网络平滑切换。4）占领稀缺轨道资源，维护国家安全。按照卫星轨道资源先到先得的国际原则，先发国家发射的低轨道卫星将会抢占更多轨道资源。同时卫星在轨道运行难以受到有效监控和管理，与国家安全也密切相关。

卫星发射数量近年来增速加快。2012年，全球新发射卫星数量仅132颗，2021年全球新发射卫星达到1827颗，期间年复合增长率为33.9%，随着卫星互联网下游端的需求刺激，预计未来全球每年卫星发射数还将持续增长。

火箭回收技术和“一箭多星”是卫星高密度发射降本增效的有效途径，两种技术我国均自主掌握。作为目前世界上最便宜的猎鹰-9火箭总造价约为5000多万美元，如果能回收并可低成本重复使用猎鹰-9火箭的第一级，可降低火箭成本80%；如果第一二级火箭都能回收并低成本重复使用，则可降低火箭成本的99%。另一种降本增效的有效方式就是“一箭多星”，单次火箭发射携带多颗卫星的方式可以降低成本，大幅度提高研制效率、发射效率，满足高密度发射的任务需求。今年2月，长征八号遥二运载火箭搭载着22颗卫星成功发射，创造了我国单次发射卫星数量最多的纪录。卫星回收方面，今年8月26日，由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院自主研制的升力式亚轨道运载器重复使用飞行试验获得圆满成功。

3.中国卫星互联网发展前景

“虹云”系统和“鸿雁”系统为开启中国版“星链”打下基础。“虹云”系统是我国首个低轨星座卫星移动通信系统，由中国航天科工集团研制开发，计划发射156颗卫星，轨道高度为1000km。“虹云”系统计划分三步走，第一步计划在2018年前，发射第一颗技术验证星，实现单星关键技术验证；第二步到“十三五”末，发射4颗业务试验星，组建一个小星座，让用户进行初步业务体验；第三步到“十四五”末，实现全部156颗卫星组网运行，完成业务星座构建。

“鸿雁”系统是航天科技集团研发的集通信、导航增强于一体的低轨卫星星座。按照规划，“鸿雁”星座分为两步建设，一期工程将由60颗卫星组网，实现“一带一路”区域覆盖，二期工程将再发射300多颗鸿雁卫星，形成全球覆盖。2018年12月29日，“鸿雁”星座首星成功发射，计划到2023年，成功发射54颗主体卫星，为后续系统建设奠定基础。