2019年中国低轨宽带通信卫星行业发展背景、发射计划及行业优点分析[图]

    一、低轨通信卫星行业发展背景

    卫星按用途可分为通信卫星、遥感卫星、导航卫星、技术试验卫星等。截至2019年1月，全球在轨正常运行卫星数量为2062颗，其中通信卫星占比最大。2019年全球共发射卫星523颗，占比最大的为技术试验卫星，通信卫星次之。

全球在轨卫星种类占比（截至2019年1月）

数据来源：公开资料整理

2019年全球发射卫星种类占比

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    智研咨询发布的《2020-2026年中国低轨宽带道通信卫星系统行业发展动态及发展规模预测报告》数据显示：2018年，我国共发射卫星91颗，其中通信卫星4颗，占比4.4%。2019年我国共发射卫星54颗，其中通信卫星12颗，占比22.22%，比例快速提升。

2019年我国发射卫星种类占比

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    按照通信卫星运行的轨道不同，卫星通信（系统）可分为低轨道（LEO）卫星通信、中轨道（MEO）卫星通信和高轨道（GEO）同步卫星通信。

不同轨道通信卫星特点

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    低轨宽带通信卫星系统由大量（通常为数百或数千颗）低轨道小型通信卫星组成卫星系统/星座，通常使用Ku、Ka、Q/V等高频频段进行宽带通信。低轨卫星通信系统主要由空间段、用户段、地面段、公用及专用网络四部分等组成。在若干个轨道平面上布置多颗卫星，由通信链路将多个轨道平面上的卫星联结起来。整个星座如同结构上连成一体的大型平台，在地球表面形成蜂窝状服务小区，服务区内用户至少被一颗卫星覆盖，用户可以随时接入系统。低轨卫星通信可以在用户段直接与单一地面终端连接，也可以通过地面关口站与地面公共网络连接。

    国内航天科技和航天科工集团分别提出了“鸿雁”和“虹云”低轨卫星通信星座计划，“鸿雁”和“虹云”系统首期组网建设投资估计约为300亿元，卫星组网费用占整个卫星产业链产值的7.5%左右，根据组网费用300亿元÷占比7.5%=总体产业规模4000亿元，估计低轨卫星通信产业规模将达到约4000亿元，我国亦将进入低轨卫星通信时代。

2010-2018年全球卫星应用产业收入统计与增长情况

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中国卫星导航与位置服务产业总体产值与增长情况

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    二、低轨通信卫星发射计划

    由于低轨卫星在军事、物联网等领域的巨大应用价值，加之地球近空领域频率和轨道资源有限，而根据国际电联的规定，频谱与轨道归属采用“先发先得”原则。近年来，各国在全球低轨卫星星座领域展开了激烈的竞争。当前国际主要制造商大多位于美国，包括SpaceX、OneWeb、泰雷斯等，主要星座计划包含Starlink（星链）、OneWeb、铱星等。

当前国际主要低轨通信卫星计划

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    面对国外发展迅猛的低轨卫星通信系统，国内航天科技和航天科工集团分别提出了“鸿雁”和“虹云”低轨卫星通信星座计划，将分别发射300颗和156颗低轨通信卫星组建太空通信网，两个系统计划将于2023年建设完成，目前两个系统的首颗实验星都已于2018年底试射成功。虽然我国星座计划起步和建设进度落后于发达国家，但诸如“天象”等计划所使用的卫星数和成本都大幅优于国内其它方案，未来有望引领天基互联网的建设运营。

国内推出的低轨卫星计划

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    地轨轨道和频率资源是有限的，包括美国、中国在内的国家在全球低轨卫星星座领域已全面展开竞争。与美国相比，我国低轨卫星星座计划分散，规模小，中国未来有望进一步整合资源，加大投入，建设比当前更大规模的低轨卫星工程。

    三、低轨通信卫星行业优势

    1.制造成本低

    传统大卫星的研制周期一般为3-10年，项目周期长、投资高且项目风险大。小卫星的研制周期一般为2年左右，研制成本大大降低。

    2.发射成本低

    卫星体积小、重量轻，利用现代发射技术可以一箭双星/多星同时发射入轨，小卫星可以作为大卫星的附属物一起发射，也可以是几十甚至上百个微小卫星搭载同一个火箭一齐发射。

    3.接收效率高

    中轨、高轨卫星离地面较远，时延较长，中轨卫星双向通信时延为300ms量级，高轨卫星双向通信时延为500ms量级，而低轨卫星双向通信时延为50ms左右，传输时延短，路径损耗小，数据传输率提高。

    低轨小卫星一般指运行于距地面500-2000km的轨道上，重量在1000kg以下的现代卫星。虽然小卫星在工作功率、有效载荷、在轨功能等方面弱于大型卫星，但在低轨通信卫星系统中，小卫星较低的功率反而更加节能，加之小卫星较大卫星具有质量小、成本低、研制周期短、发射灵活、低时延、信号接收方便等特点，因而低轨通信系统中往往以小卫星为主。