人造衛(wèi)星：科技制高點，商業(yè)新邊疆。衛(wèi)星是航天應(yīng)用的主要載體，按照用途可以分為通信、導(dǎo)航、遙感、科學(xué)與技術(shù)試驗四類。近年來商業(yè)星座大規(guī)模建設(shè)驅(qū)動全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量快速增長。2021年全球發(fā)射衛(wèi)星1673顆，目前在軌衛(wèi)星數(shù)量已超五千顆。衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈自上而下包括衛(wèi)星制造與發(fā)射、衛(wèi)星運營以及應(yīng)用服務(wù)三個環(huán)節(jié)，根據(jù)SIA數(shù)據(jù)，2021年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模約2800億美元，蘊含廣闊的商業(yè)空間。

(資料圖)

制造與發(fā)射瓶頸突破，巨型星座時代來臨。小型衛(wèi)星具有研制生產(chǎn)靈活、單星成本較低等優(yōu)勢，大量小衛(wèi)星組網(wǎng)形成巨型星座已成為天基系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展趨勢。Euroconsult預(yù)測未來十年全球有望發(fā)射約18460顆小衛(wèi)星，其中81%為巨型星座的組網(wǎng)衛(wèi)星。我們認(rèn)為，星座巨型化是應(yīng)用需求、組網(wǎng)成本和國際太空政策等因素共同影響下的必然。一方面，火箭技術(shù)進(jìn)步降低發(fā)射成本，增強(qiáng)了星座發(fā)射組網(wǎng)的能力；另一方面，衛(wèi)星生產(chǎn)模式正發(fā)生變革，也提升了巨型星座建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性。

巨型星座有望加速衛(wèi)星應(yīng)用商業(yè)化進(jìn)程。依托龐大的衛(wèi)星數(shù)量，巨型星座能夠提升天基系統(tǒng)的彈性，可以實現(xiàn)全球覆蓋、高頻重訪、快速響應(yīng)等應(yīng)用需求，拓寬衛(wèi)星應(yīng)用的場景，加速衛(wèi)星應(yīng)用的商業(yè)化落地。1）通信：巨型通信星座可以實現(xiàn)全球覆蓋并提升通信容量，Starlink、OneWeb等星座規(guī)劃都超過數(shù)千量級；2）遙感：巨型遙感星座可以提升系統(tǒng)的覆蓋范圍和時間分辨率，PlanetLabs、Spire等企業(yè)均建成了超百顆的遙感衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。3）導(dǎo)航：巨型星座配備低軌衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)能夠提升衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的性能，為導(dǎo)航應(yīng)用帶來新的發(fā)展機(jī)遇。

國內(nèi)巨型星座建設(shè)進(jìn)度不及預(yù)期。

衛(wèi)星是航天應(yīng)用的主要載體，按照用途主要可以分為通信、導(dǎo)航、遙感、科學(xué)與技術(shù)試驗四類。人造衛(wèi)星是航天應(yīng)用的主要載體，按照用途主要可分為通信衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、科學(xué)與技術(shù)實驗衛(wèi)星，其中：1）通信衛(wèi)星作為太空中的中繼站起到傳輸微波信號的作用，主要代表有銥星、Starlink等；2）遙感衛(wèi)星利用傳感器獲取目標(biāo)地面物體的電磁波發(fā)射、反射和吸收特征，主要應(yīng)用于農(nóng)林、海洋、國土、氣象和特種領(lǐng)域的對地觀測活動，主要代表有Worldview系列、SPOT系列等衛(wèi)星；3）導(dǎo)航衛(wèi)星通過廣播信號的方式，為用戶提供定位和授時服務(wù)，典型代表為GPS、GLONASS、GALILEO和北斗四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；4）科學(xué)衛(wèi)星包括近地空間物理探測衛(wèi)星和天文衛(wèi)星，技術(shù)試驗衛(wèi)星是指對新技術(shù)及儀器設(shè)備或新型衛(wèi)星進(jìn)行先期試驗的衛(wèi)星。

圖表1：衛(wèi)星基本分類方式

資料來源：《航天器總體設(shè)計》（彭成榮，2011），中金公司研究部

衛(wèi)星由平臺和有效載荷兩部分構(gòu)成，分別約各占整星成本的50%。衛(wèi)星平臺：為衛(wèi)星載荷正常工作提供支持的部分，主要包括結(jié)構(gòu)、熱控、姿軌控、電源、遙感測控和數(shù)據(jù)管理等分系統(tǒng)，其中1）衛(wèi)星結(jié)構(gòu)組件、熱控分系統(tǒng)，保證衛(wèi)星功能、保證衛(wèi)星工作的溫度環(huán)境，成本占比在整星的5%-10%；2）姿軌控制系統(tǒng)保證衛(wèi)星的姿態(tài)、方位，包括星敏感器、太陽敏感器、磁強(qiáng)計、動量輪、推進(jìn)器等，價值占比在30%-40%左右。3）其他輔助系統(tǒng)保證地面測控、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽瑑r值占比在10%-15%左右。有效載荷：直接執(zhí)行特定任務(wù)的儀器和設(shè)備，根據(jù)衛(wèi)星任務(wù)不同可以是通信、導(dǎo)航與遙感或科學(xué)研究載荷。

圖表2：衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)組成及價值量分布

資料來源：《衛(wèi)星成本預(yù)測方法的比較分析》（盧波等，2005），中金公司研究部

按照運行軌道的不同，衛(wèi)星可分為低軌道（LEO）衛(wèi)星、中軌道（MEO）衛(wèi)星和地球同步軌道（GSO）衛(wèi)星、地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星等。LEO衛(wèi)星在高度小于1000公里的軌道飛行，MEO衛(wèi)星飛行高度約在1000-36000公里，地球同步軌道高度約為3.6萬公里，其中軌道傾角為0、在赤道正上方的地球同步軌道又稱為地球靜止軌道。不同軌道的運行周期和覆蓋范圍不同，最終影響衛(wèi)星所能開展的任務(wù)類型，例如：LEO衛(wèi)星軌道運行周期短、飛行高度低，發(fā)射入軌成本以及與數(shù)據(jù)傳輸時延、鏈路損耗均較低，大多數(shù)遙感衛(wèi)星、新型的通信衛(wèi)星采用LEO軌道；GSO軌道運行周期與地球自轉(zhuǎn)周期一致，能夠?qū)Φ乇砟骋惶囟▍^(qū)域進(jìn)行連續(xù)覆蓋，適用于通信、氣象、預(yù)警等類型的衛(wèi)星。

圖表3：常見衛(wèi)星軌道類型及特征

資料來源：歐洲宇航局官網(wǎng)，《衛(wèi)星設(shè)計學(xué)》（王希冀等，2014），《新興低軌衛(wèi)星通信星座發(fā)展前景研究》（鄒明等，2020），中金公司研究部

全球衛(wèi)星發(fā)射按下“快進(jìn)鍵”，商業(yè)星座部署成為主要推動力

全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量大幅增長，低軌通信衛(wèi)星貢獻(xiàn)主要增量

受益于商業(yè)星座大規(guī)模建設(shè)，全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量從2017年開始快速增長。2013年全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量首次超過100顆，此后全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量總體呈現(xiàn)上升趨勢。得益于以“星鏈”為代表的商業(yè)衛(wèi)星星座大規(guī)模建設(shè)，2017年以來全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量快速增長，2021年全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量已達(dá)到1673顆。近年來，電子信息、材料、制造技術(shù)快速進(jìn)步，衛(wèi)星集成度和技術(shù)先進(jìn)性不斷提高，衛(wèi)星小型化的趨勢不斷加速。此外，航天發(fā)射、宇航制造、新型傳感器以及圖像梳理、通信傳輸技術(shù)的快速進(jìn)步，共同為商業(yè)小衛(wèi)星星座的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。我們認(rèn)為，隨著各國商業(yè)星座建設(shè)的進(jìn)一步加速，全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量仍將保持較快增長的態(tài)勢。

圖表4：全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量自2017年以來大幅增長

資料來源：UCS，中金公司研究部

全球在軌衛(wèi)星數(shù)量超五千顆，低軌道通信衛(wèi)星已成為最主要的衛(wèi)星類別。根據(jù)UCS數(shù)據(jù)，截止2022年5月全球在軌衛(wèi)星數(shù)量達(dá)5465顆，其中：1）按國家劃分，美國在軌衛(wèi)星數(shù)量占全球衛(wèi)星數(shù)量的63%，位列其后的中國和英國在軌衛(wèi)星數(shù)量分別為10%/9%；2）按衛(wèi)星用途劃分，通信及遙感領(lǐng)域在軌衛(wèi)星數(shù)量分別為66%/21%，隨著以Starlink為代表的低軌通信星座大規(guī)模組網(wǎng)，在軌通信衛(wèi)星數(shù)量占比顯著提升；3）按軌道劃分，全球在軌衛(wèi)星中86%運行于低軌道，地球同步軌道、中軌道、橢圓軌道分別占10%/3%/1%。4）按用戶類型劃分，商業(yè)衛(wèi)星占總數(shù)的73%，政府衛(wèi)星和特種領(lǐng)域衛(wèi)星分別占在總數(shù)的13%/10%。

圖表5：全球在軌衛(wèi)星按國家劃分

資料來源：UCS，中金公司研究部? 注：數(shù)據(jù)時點為2022年5月

圖表6：全球在軌衛(wèi)星按用途劃分

資料來源：UCS，中金公司研究部? 注：數(shù)據(jù)時點為2022年5月

圖表7：全球在軌衛(wèi)星按軌道劃分

資料來源：UCS，中金公司研究部? 注：數(shù)據(jù)時點為2022年5月

圖表8：全球在軌衛(wèi)星按用戶類型劃分

資料來源：UCS，中金公司研究部? 注：數(shù)據(jù)時點為2022年5月

中國衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)程加快，空間基礎(chǔ)設(shè)施持續(xù)完善

2018年以來中國衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量明顯增加，空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)趨于完備。十三五期間，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、高分辨率對地觀測系統(tǒng)等重大專項密集實施，在政策的驅(qū)動下國內(nèi)商業(yè)航天蓬勃發(fā)展。2017-2021年中國共發(fā)射衛(wèi)星387顆，相比2012-2016年發(fā)射數(shù)量增加241顆，中國衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量呈現(xiàn)出較快增長趨勢。截至2022年5月，中國共有541顆衛(wèi)星在軌運行，其中通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星和遙感衛(wèi)星合計約占在軌衛(wèi)星總數(shù)的79%。我們認(rèn)為，未來我國衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量有望保持在較高水平，服務(wù)于特種領(lǐng)域和國民經(jīng)濟(jì)的空間基礎(chǔ)設(shè)施將日益完善。

圖表9：2012-2021年中國衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量

資料來源：UCS，中金公司研究部

圖表10：中國在軌運行衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域分布

資料來源：UCS，中金公司研究部 注：數(shù)據(jù)時點為2022年5月

衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈包括衛(wèi)星制造與發(fā)射、衛(wèi)星運營以及應(yīng)用服務(wù)三個環(huán)節(jié)。1）上游衛(wèi)星制造與發(fā)射：包括衛(wèi)星平臺研制和總裝、衛(wèi)星載荷研制、火箭制造與發(fā)射服務(wù)；2）中游衛(wèi)星運營：包括衛(wèi)星測控、星座管理、衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務(wù)等業(yè)務(wù)和相關(guān)地面系統(tǒng)建設(shè)；3）下游衛(wèi)星應(yīng)用：包括衛(wèi)星通信、導(dǎo)航、遙感相關(guān)的各類應(yīng)用服務(wù)、應(yīng)用軟件和終端硬件等，例如衛(wèi)星移動通信業(yè)務(wù)、衛(wèi)星廣播電視業(yè)務(wù)、在地面站點間進(jìn)行衛(wèi)星通信的衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)、遙感圖像處理軟件、遙感影像數(shù)據(jù)服務(wù)、個人導(dǎo)航設(shè)備、高精度定位設(shè)備等。

2021年全球衛(wèi)星行業(yè)市場規(guī)模約2800億美元。根據(jù)SIA數(shù)據(jù)，2021年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模2790億美元。1）產(chǎn)業(yè)鏈上游衛(wèi)星制造的市場規(guī)模約為140億美元，發(fā)射服務(wù)市場規(guī)模約60億美元，約占行業(yè)市場規(guī)模的7.17%。2）產(chǎn)業(yè)鏈中下游，與衛(wèi)星運營和應(yīng)用相關(guān)的地面設(shè)備市場規(guī)模約為1420億美元，其中地面導(dǎo)航設(shè)備市場空間約為1100億美元，其余主要為各類衛(wèi)通終端和地面網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；3）衛(wèi)星服務(wù)市場規(guī)模約1180億美元，其中消費級市場規(guī)模約984億美元，主要為衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)、衛(wèi)星電視業(yè)務(wù)和個人衛(wèi)星寬帶業(yè)務(wù)。

圖表11：2021年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)市場規(guī)模（億美元）

資料來源：SIA，中金公司研究部

小型衛(wèi)星契合商業(yè)航天發(fā)展模式，近年來發(fā)射數(shù)量快速提升

按重量劃分，衛(wèi)星可分為大衛(wèi)星和小衛(wèi)星等類型。衛(wèi)星按重量區(qū)分，可分為大衛(wèi)星和小衛(wèi)星等類型，1000kg是大衛(wèi)星和小衛(wèi)星的劃分的依據(jù)。大衛(wèi)星是指重量在1000kg以上的衛(wèi)星，相比于小衛(wèi)星具有更高的可靠性、更長的設(shè)計壽命、更高的控制精度，常用于高軌通信衛(wèi)星、大型遙感衛(wèi)星以及科學(xué)試驗衛(wèi)星等場景。廣義上的小衛(wèi)星是指1000kg以內(nèi)的人造衛(wèi)星，其中10-100千克的又稱為微小衛(wèi)星（Microsatellites），1-10千克的稱為納衛(wèi)星（Nanosatellites），0.1-1千克的稱為皮衛(wèi)星（Picosatellites）。

圖表12：衛(wèi)星按重量分類

資料來源：《Why satellites are scaling down.》（Sweeting, M. N.，1991），《現(xiàn)代小衛(wèi)星發(fā)展現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)》（陳國鑫等，2017），中金公司研究部

小衛(wèi)星研制生產(chǎn)靈活、單星成本較低，技術(shù)進(jìn)步拓寬了小衛(wèi)星的任務(wù)場景。1）大衛(wèi)星的研制周期通常在30個月以上，設(shè)計與生產(chǎn)過程高度定制化，而小衛(wèi)星廣泛采用一體化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的設(shè)計思路和批量生產(chǎn)的模式，具有研制周期短、成本低、可批量生產(chǎn)、發(fā)射方式靈活等優(yōu)點。2）伴隨衛(wèi)星平臺與載荷技術(shù)的發(fā)展，小衛(wèi)星的數(shù)據(jù)處理、姿態(tài)控制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)饶芰Χ加辛孙@著提升，能夠適用于對衛(wèi)星能力要求更高的復(fù)雜性任務(wù)。3）小衛(wèi)星大多以多星組網(wǎng)的衛(wèi)星形式運行，同時可以通過增加、替換衛(wèi)星來實現(xiàn)星座的快速擴(kuò)容與升級，系統(tǒng)的安全冗余度也比單顆大衛(wèi)星更高。上述優(yōu)勢使小衛(wèi)星在通信、導(dǎo)航、遙感、科研試驗等領(lǐng)域的應(yīng)用迅速拓展。

圖表13：大衛(wèi)星與小衛(wèi)星研制模式的差異

資料來源：《低軌大規(guī)模星座的機(jī)遇與挑戰(zhàn)》（趙秋艷等，2020），《現(xiàn)代小衛(wèi)星技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展》（張艷娥等，2006），《小衛(wèi)星的現(xiàn)狀、特點及發(fā)展方向》（張祥根，2000），中金公司研究部

衛(wèi)星平均重量持續(xù)下降，衛(wèi)星小型化已成為行業(yè)主要發(fā)展趨勢。從上世紀(jì)80年代以來，以高技術(shù)為主要特征的小衛(wèi)星成為行業(yè)發(fā)展熱點。隨著技術(shù)的不斷成熟，小衛(wèi)星開始為遙感、導(dǎo)航、通信等領(lǐng)域提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)和服務(wù)，逐漸成為衛(wèi)星發(fā)展的主要方向。根據(jù)UCS數(shù)據(jù)，從2016年到2021年全球1000千克以下衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量由61顆增加到1605顆。SpaceX公司在2021年發(fā)射952顆重量260kg的Starlink衛(wèi)星，即使將Starlink發(fā)射數(shù)據(jù)剔除，2021年全球小衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量占比依然達(dá)到93%的水平。從衛(wèi)星平均重量來看，全球發(fā)射衛(wèi)星平均質(zhì)量已經(jīng)從2016年的1798千克下降到300千克，衛(wèi)星小型化成為行業(yè)趨勢。

圖表14：全球發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量分布（按衛(wèi)星質(zhì)量大小）

資料來源：UCS，中金公司研究部? 注：“小衛(wèi)星”指質(zhì)量小于1000千克的衛(wèi)星

圖表15：全球發(fā)射衛(wèi)星平均質(zhì)量（kg）

資料來源：UCS，中金公司研究部

巨型星座已成為行業(yè)發(fā)展趨勢，是全球天基系統(tǒng)發(fā)展的熱點

大量小衛(wèi)星組網(wǎng)形成巨型星座，已成為天基系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展趨勢。小衛(wèi)星以其成本低、研制與生產(chǎn)周期短、適合大規(guī)模組網(wǎng)應(yīng)用等特點，成為當(dāng)前各國宇航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點方向。根據(jù)Euroconsult預(yù)測數(shù)據(jù)，2022-2031年間全球有望發(fā)射約18460顆小衛(wèi)星，數(shù)量相比2012-2021年增加超過三倍，其中商業(yè)衛(wèi)星、科研衛(wèi)星、政府衛(wèi)星和特種領(lǐng)域衛(wèi)星分別占比69%/8%/19%/4%，未來十年小衛(wèi)星制造與發(fā)射市場空間有望達(dá)到年均84億美元。小衛(wèi)星的龐大需求主要來自于巨型星座組網(wǎng)及補(bǔ)網(wǎng)活動，根據(jù)Euroconsult預(yù)計，未來十年全球所發(fā)射的小衛(wèi)星中的81%為巨型星座的組網(wǎng)衛(wèi)星。

星座巨型化是應(yīng)用需求、組網(wǎng)成本和國際太空政策等因素共同影響下的必然結(jié)果。我們認(rèn)為，1）巨型星座的發(fā)展是未來業(yè)務(wù)需求的必然選擇：巨型通信星座可以實現(xiàn)全球覆蓋并提升通信容量，Starlink、Oneweb、Kuiper等通信星座規(guī)劃都超過數(shù)千量級；巨型遙感星座可以提升系統(tǒng)的覆蓋范圍和時間分辨率，PlanetLabs、Spire等企業(yè)均建成了超過百顆的遙感衛(wèi)星觀測網(wǎng)絡(luò)。2）小衛(wèi)星的批量化制造和不斷下降的火箭發(fā)射成本，也提升了巨型星座的經(jīng)濟(jì)可行性，大幅降低了巨型星座的組網(wǎng)成本。3）星座巨型化趨勢亦是太空空間頻率、軌道資源競爭的結(jié)果：國際電信聯(lián)盟（ITU）對衛(wèi)星軌道位置和頻率的分配采用“先到先得”原則，出于搶占稀缺的衛(wèi)星軌道和頻率資源，申報巨型星座成為各航天大國的必然選擇。

圖表16：海外小衛(wèi)星星座建設(shè)計劃

資料來源：NSR（美國衛(wèi)星與航天市場研究與咨詢公司Northern Sky Research，下同），各公司官網(wǎng)，中金公司研究部??注：數(shù)據(jù)時點為2022年5月

商業(yè)火箭已成為全球航天發(fā)射市場主力

全球火箭發(fā)射市場格局穩(wěn)定，運載能力不足是我國航天領(lǐng)域的長期痛點之一。1）從發(fā)射次數(shù)來看，2020-2021年全球火箭發(fā)射市場整體格局基本穩(wěn)定，中、美兩國合計占全球火箭發(fā)射次數(shù)70%以上。2）從載荷發(fā)射數(shù)量來看，2021年美國載荷發(fā)射數(shù)量占全球比例超60%，我國載荷發(fā)射數(shù)量占比約6%位列第三。3）從入軌重量來看，2021年美國發(fā)射入軌重量約422噸，占全球入軌質(zhì)量的54.8%，我國火箭發(fā)射入軌重量186噸。我國運載火箭在發(fā)射入軌重量上相比美國仍有一定差距，火箭運力不足是我國衛(wèi)星大規(guī)模建設(shè)的主要制約因素之一。

圖表17：2020~2021全球各國航天發(fā)射次數(shù)統(tǒng)計

資料來源：《2021中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》（中關(guān)村領(lǐng)創(chuàng)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟），中金公司研究部 ?

圖表18：2020~2021全球各國載荷發(fā)射數(shù)量統(tǒng)計

資料來源：《2021中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》（中關(guān)村領(lǐng)創(chuàng)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟），中金公司研究部

SpaceX已成為美國商業(yè)發(fā)射任務(wù)主力，我國商業(yè)發(fā)射主要靠“國家隊”火箭完成。美國在2020-2021年間共計95次的火箭發(fā)射任務(wù)均由私營企業(yè)完成，其中SpaceX發(fā)射次數(shù)占總發(fā)射次數(shù)的59%。相比之下，2020-2021年我國運載火箭發(fā)射次數(shù)共計94次，其中航天科技集團(tuán)和航天科工集團(tuán)承擔(dān)發(fā)射任務(wù)90次，約占總發(fā)射次數(shù)96%。在運載火箭發(fā)射格局上，“國家隊”承擔(dān)我國航天運輸任務(wù)的中堅力量，美國的航天發(fā)射主要依賴以SpaceX為代表的民營企業(yè)。

相比美國等成熟商業(yè)發(fā)射市場，國內(nèi)發(fā)射成本仍有優(yōu)化空間。根據(jù)SpaceX公司公布的數(shù)據(jù)，獵鷹9號發(fā)射任務(wù)成本由火箭成本、發(fā)射成本、測控成本以及保險費用構(gòu)成，其中火箭占總成本70%，測控成本約占總成本13%。測控成本、發(fā)射成本和保險費用主要取決于任務(wù)規(guī)模、發(fā)射成功率等因素，成本可控制性較低，運載火箭是各項成本中最主要的可控成本。SpaceX公司的獵鷹9號作為最成功的商業(yè)運載火箭之一，LEO軌道發(fā)射服務(wù)公開報價大幅降低至約3000美元/千克，低于世界上其他同等運載能力的一次性運載火箭。據(jù)央廣網(wǎng)報道，國內(nèi)快舟1號運載火箭，LEO軌道發(fā)射服務(wù)價格約為2萬美元/千克，發(fā)射成本仍有較大優(yōu)化空間。

圖表19：航天發(fā)射成本構(gòu)成情況

資料來源：SpaceX，中金公司研究部

圖表20：獵鷹9號火箭成本構(gòu)成

資料來源：SpaceX，中金公司研究部??注：2021年數(shù)據(jù)

圖表21：國內(nèi)外商業(yè)火箭發(fā)射價格及運載能力

資料來源：FAA，各公司官網(wǎng)，中金公司研究部??注：2021年數(shù)據(jù)

三大路徑推動火箭技術(shù)升級，衛(wèi)星發(fā)射成本有望持續(xù)降低

提升運力、可重復(fù)使用、通用化設(shè)計是降低發(fā)射成本的主要技術(shù)路徑。我們認(rèn)為，實現(xiàn)低成本發(fā)射服務(wù)的關(guān)鍵在于：1）通過采用新技術(shù)路徑、提高發(fā)動機(jī)比沖、結(jié)構(gòu)輕量化等方式提升火箭運載能力，攤薄火箭單位重量發(fā)射成本。例如，SpaceX官網(wǎng)披露，其正在研發(fā)的“星艦”的LEO軌道運載能力將達(dá)到150噸，SpaceX預(yù)計這有望使發(fā)射成本下降到約10美元/千克。2）突破高精度制導(dǎo)與控制、發(fā)動機(jī)推力控制、著落緩沖等技術(shù)，實現(xiàn)火箭回收重復(fù)利用。例如，SpaceX的獵鷹9火箭通過一子級的垂直返回和重復(fù)利用，大幅降低了火箭使用成本。3）廣泛采用模塊化設(shè)計、商業(yè)貨架產(chǎn)品，有效降低火箭關(guān)鍵系統(tǒng)的研制成本。

圖表22：降低火箭發(fā)射成本的技術(shù)路徑

資料來源：FAA，各公司官網(wǎng)，中金公司研究部

圖表23：Falcon9發(fā)射報價拆分（萬美元）

資料來源：《獵鷹_9火箭一子級海上回收試驗成功及成本分析》（劉博，2016），中金公司研究部??注：2021年數(shù)據(jù)

圖表24：復(fù)用10次火箭成本降幅測算（萬美元）

資料來源：《獵鷹_9火箭一子級海上回收試驗成功及成本分析》（劉博，2016），中金公司研究部??注：2021年數(shù)據(jù)

我國商業(yè)火箭公司蓬勃發(fā)展，有望有效降低國內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射成本。在上世紀(jì)90年底末，我國逐步退出全球商業(yè)發(fā)射市場。面對未來大規(guī)模火箭發(fā)射的需求，國內(nèi)火箭有效運力不足、發(fā)射成本較高的矛盾愈發(fā)明顯。近年來，在全球商業(yè)發(fā)射市場快速發(fā)展、國內(nèi)政策環(huán)境支持以及產(chǎn)業(yè)資本的推動下，國內(nèi)商業(yè)發(fā)射領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，涌現(xiàn)出了一批如科工火箭、中國火箭、藍(lán)箭航天、星河動力、星際榮耀、天兵科技等代表性商業(yè)火箭企業(yè)。國內(nèi)商業(yè)火箭公司已初步具備商業(yè)載荷入軌發(fā)射能力，并正積極探索實現(xiàn)低成本商業(yè)發(fā)射的可行路徑，我們認(rèn)為國內(nèi)商業(yè)發(fā)射能力的快速發(fā)展，有望有效降低衛(wèi)星發(fā)射成本。

衛(wèi)星生產(chǎn)模式正發(fā)生變革，提升巨型星座建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性

傳統(tǒng)衛(wèi)星科研生產(chǎn)模式效率較低，難以實現(xiàn)衛(wèi)星的大規(guī)模低成本制造。傳統(tǒng)的衛(wèi)星研制具有高度定制化特點，設(shè)計、制造、發(fā)射周期理論上通常在26~32個月，其中：衛(wèi)星的論證階段大約需要8~10個月，時間占比30%；研制、生產(chǎn)及測試需要16~20個月，交付與發(fā)射時間大約需要兩個月。我國體制內(nèi)衛(wèi)星規(guī)劃周期在3~5年，通常由總體部門牽頭組織隊伍論證，需經(jīng)歷模樣設(shè)計、初樣設(shè)計、正樣設(shè)計、在軌驗證等環(huán)節(jié)，研制流程通常為串行模式，需要消耗大量的時間、空間和人力資源，生產(chǎn)成本遠(yuǎn)高于規(guī)模化生產(chǎn)的通用工業(yè)產(chǎn)品。

圖表25：傳統(tǒng)衛(wèi)星研制模式時間周期通常在26~32個月

資料來源：《國際大型商業(yè)通信衛(wèi)星生產(chǎn)周期研究》（劉豪，2013），中金公司研究部

衛(wèi)星小型化、星座巨型化背景下，衛(wèi)星制造進(jìn)入“工業(yè)化”大規(guī)模生產(chǎn)時代。在衛(wèi)星小型化、星座巨型化背景之下，組網(wǎng)衛(wèi)星數(shù)量大幅增加對衛(wèi)星的設(shè)計理念、生產(chǎn)方式等都帶來了挑戰(zhàn)，衛(wèi)星逐漸從傳統(tǒng)的“定制化”研制模式，走向“工業(yè)化”大規(guī)模生產(chǎn)模式。通過模塊化設(shè)計、柔性生產(chǎn)、智能制造等技術(shù)，采用流水線并行生產(chǎn)等方式，可以把衛(wèi)星的設(shè)計生產(chǎn)周期壓縮到數(shù)周甚至數(shù)天，同時大幅降低衛(wèi)星的制造成本。例如，Oneweb衛(wèi)星生產(chǎn)能力可以達(dá)到每天1~3顆，而Starlink衛(wèi)星的生產(chǎn)速度可以達(dá)到每周45顆左右。我們認(rèn)為巨型星座的組網(wǎng)建設(shè)，有望成為推動我國衛(wèi)星科研生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型的主要因素。

通過設(shè)計優(yōu)化、規(guī)模化生產(chǎn)和采用商用器件，能夠有效降低衛(wèi)星制造成本。我們認(rèn)為，衛(wèi)星低成本規(guī)模化生產(chǎn)主要得益于三方面的變革：1）采用新設(shè)計理念、新技術(shù)、新工藝等，以提升衛(wèi)星的經(jīng)濟(jì)性；2）通過流水線實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，縮短生產(chǎn)周期，降低人工和制造成本；3）供應(yīng)鏈重塑，采用商用貨架產(chǎn)品替換宇航級元器件，能夠顯著降低衛(wèi)星生產(chǎn)成本。

圖表26：采用可堆疊衛(wèi)星構(gòu)型可提高發(fā)射效率

資料來源：Starlink，OneWeb，中金公司研究部

圖表27：采用電推進(jìn)技術(shù)可以實現(xiàn)更高的承載效率

資料來源：《國外全電推進(jìn)衛(wèi)星平臺的發(fā)展及啟示》（胡照等，2015），中金公司研究部 ?
注：承載效率=有效載荷重量/發(fā)射重量

圖表28：OneWeb衛(wèi)星工廠采用模塊化的生產(chǎn)方式

資料來源：OneWeb，中金公司研究部

衛(wèi)星應(yīng)用服務(wù)是衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈上市場空間最大、盈利能力最強(qiáng)的環(huán)節(jié)。衛(wèi)星應(yīng)用服務(wù)處于衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈下游，包括衛(wèi)星通信、導(dǎo)航、遙感相關(guān)的各類應(yīng)用服務(wù)、應(yīng)用軟件和終端硬件等。根據(jù)美國衛(wèi)星工業(yè)協(xié)會（SIA）2022年發(fā)布的《2021年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)報告》，2021年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為2790億美元，其中應(yīng)用服務(wù)以及與應(yīng)用服務(wù)密切相關(guān)的地面設(shè)備分別占行業(yè)總產(chǎn)值42%和51%，上游衛(wèi)星制造與發(fā)射服務(wù)占5%/2%。從盈利能力的角度看，衛(wèi)星制造環(huán)節(jié)凈利潤率通常低于10%，中下游運營/應(yīng)用服務(wù)提供環(huán)節(jié)的凈利潤率在15%~50%之間，是產(chǎn)業(yè)鏈上盈利能力最強(qiáng)的環(huán)節(jié)。

圖表29：應(yīng)用服務(wù)占衛(wèi)星行業(yè)總產(chǎn)值42%

資料來源：SIA，中金公司研究部 注：數(shù)據(jù)時點為2021年

圖表30：產(chǎn)業(yè)鏈中應(yīng)用服務(wù)環(huán)節(jié)盈利能力最強(qiáng)

資料來源：Wind，中金公司研究部

巨型星座可提升天基系統(tǒng)的彈性和應(yīng)用服務(wù)能力。相比傳統(tǒng)的衛(wèi)星，巨型星座對于衛(wèi)星應(yīng)用環(huán)節(jié)的提升主要體現(xiàn)在：1）增強(qiáng)系統(tǒng)的彈性。小衛(wèi)星具有快速響應(yīng)、使用靈活、分散部署等優(yōu)勢，大規(guī)模組網(wǎng)后與中大型衛(wèi)星優(yōu)勢互補(bǔ)、協(xié)同工作，能夠增強(qiáng)系統(tǒng)的重構(gòu)性、冗余性，提升空間體系的彈性。2）提升服務(wù)能力，拓展應(yīng)用場景。巨型星座依托龐大的衛(wèi)星數(shù)量，可以實現(xiàn)全球覆蓋、高頻重訪、指令及時響應(yīng)等應(yīng)用需求，拓寬衛(wèi)星應(yīng)用的場景。通過融合多顆衛(wèi)星的計算、存儲、載荷資源，還能夠提升星座系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)處理和應(yīng)用服務(wù)能力。

全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)加速，衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)迎來變革

傳統(tǒng)衛(wèi)星通信主要應(yīng)用于特定場景，2021年全球衛(wèi)星通信相關(guān)市場規(guī)模接近1500億美元。衛(wèi)星通信系統(tǒng)能夠滿足廣播、電話、數(shù)據(jù)通信等基本通信業(yè)務(wù)需求，在航海、應(yīng)急、特種等領(lǐng)域應(yīng)用。根據(jù)SIA數(shù)據(jù)，2021年與衛(wèi)星通信相關(guān)的服務(wù)和設(shè)備市場規(guī)模合計達(dá)1476億美元：1）衛(wèi)星電視直播、無線電廣播、衛(wèi)星寬帶等通信業(yè)務(wù)占衛(wèi)星服務(wù)環(huán)節(jié)收入比重98%是衛(wèi)星服務(wù)業(yè)收入的最主要來源，其中包含電視、廣播和寬帶的全球衛(wèi)星通信消費者服務(wù)市場規(guī)模984億美元，包含轉(zhuǎn)發(fā)器協(xié)議和衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)的衛(wèi)星通信企業(yè)服務(wù)市場規(guī)模172億美元。2）在地面設(shè)備環(huán)節(jié)，衛(wèi)星電視機(jī)頂盒等的地面衛(wèi)星通信消費者設(shè)備市場規(guī)模173億美元，地面網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場規(guī)模147億美元。

低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有傳輸時延低、損耗小、系統(tǒng)容量高等優(yōu)勢，是衛(wèi)星通信重要的發(fā)展方向。低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)與傳統(tǒng)的地球靜止軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要有以下幾點不同：1）傳輸時延：高軌通信衛(wèi)星通信傳輸時延約為270毫秒，目前主流的低軌星座其通信傳輸時延約7毫秒，考慮其他影響因素也可以做到50毫秒以內(nèi)；2）傳輸損耗：LEO衛(wèi)星信號自由空間損耗比GSO衛(wèi)星少，有利于終端的小型化和數(shù)據(jù)的高速傳輸。3）星下點移動速度：低軌衛(wèi)星相對地球表面運動更快，帶來多普勒頻移、地面終端天線指向跟蹤、波束間切換等技術(shù)問題。4）波束覆蓋：低軌通信衛(wèi)星對地視場小，須通過多星組網(wǎng)才能實現(xiàn)全球覆蓋。5）衛(wèi)星容量：低軌通信衛(wèi)星體積小、重量輕，處理能力弱，依靠整個系統(tǒng)實現(xiàn)高通信容量。6）系統(tǒng)可靠性：低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)量龐大，且分布于多個軌道面，任意一顆或幾顆衛(wèi)星損壞不會影響系統(tǒng)可靠性。此外，低軌小衛(wèi)星造價低，應(yīng)急補(bǔ)網(wǎng)發(fā)射成本低。

圖表31：低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)和傳統(tǒng)的高軌衛(wèi)星通信的技術(shù)特點比較

資料來源：《我國空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略研究》（周志成等，2021），中金公司研究部

衛(wèi)星通信系統(tǒng)可分為窄帶和寬帶兩類系統(tǒng)，全球巨型低軌寬帶星座建設(shè)發(fā)展迅速。低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)可分為窄帶移動通信和寬帶互聯(lián)網(wǎng)通信兩個方向。隨著衛(wèi)星制造、發(fā)射成本的下降以及通信載荷技術(shù)的發(fā)展，全球巨型低軌寬帶互聯(lián)網(wǎng)星座建設(shè)開始加速。從2014年開始， SpaceX、亞馬遜、三星、波音等公司紛紛披露星座計劃，星座規(guī)模遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)衛(wèi)星系統(tǒng)，根據(jù)SpaceX公司官方數(shù)據(jù)，截止2022年11月該公司已完成60余次發(fā)射任務(wù)，成功發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量超過3500顆。

圖表32：低軌寬帶、低軌窄帶、高軌通信衛(wèi)星星座比較

資料來源：各公司官網(wǎng)，中金公司研究部 注：表中在軌衛(wèi)星數(shù)量不同于衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量 注：數(shù)據(jù)時點為2022年5月

圖表33：全球前十大通信星座在軌衛(wèi)星數(shù)量

資料來源：UCS，中金公司研究部? 注：數(shù)據(jù)時點為2022年5月

巨型星座提升觀測能力，衛(wèi)星遙感應(yīng)用場景加速延展

衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)蘊含豐富商業(yè)價值，遙感應(yīng)用市場成長空間廣闊。衛(wèi)星遙感能夠及時獲取地球表層較大范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)資料，獲取的數(shù)據(jù)具有廣域性、多源性、周期性、綜合性和數(shù)量化的特點，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于特種、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、氣象、海洋、自然資源、應(yīng)急管理等眾多行業(yè)。根據(jù)Euroconsult數(shù)據(jù)，2019年全球衛(wèi)星遙感市場規(guī)模約46億歐元，至2028年有望達(dá)到約113億歐元，CAGR為9.4%。2019年中國遙感應(yīng)用市場規(guī)模為155億元，同比增長18.6%，遠(yuǎn)高于全球市場總體增速。

圖表34：全球衛(wèi)星遙感市場規(guī)模及預(yù)測

資料來源：Euroconsult，中金公司研究部

圖表35：2019年國內(nèi)衛(wèi)星遙感市場規(guī)模為155億元

資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，中金公司研究部

衛(wèi)星遙感拓展現(xiàn)有空間信息感知能力，應(yīng)用邊界的拓展將帶動行業(yè)快速發(fā)展。相比于攝像頭、激光雷達(dá)、探地雷達(dá)等地面監(jiān)測手段，以及遙感飛機(jī)、無人機(jī)等航空探測手段，衛(wèi)星遙感具有覆蓋面積廣、探測手段多樣、數(shù)據(jù)成本低等優(yōu)點。衛(wèi)星遙感與地面、空中監(jiān)測體系融合，形成“天-空-地”一體的立體感知體系，將拓展現(xiàn)有對地理空間信息、地表動態(tài)信息等信息的感知能力，能夠有效改善監(jiān)管效率、促進(jìn)生產(chǎn)力的提高。我們認(rèn)為隨著遙感影像空間/時間分辨率提高，影像處理技術(shù)、定量遙感技術(shù)的進(jìn)步，衛(wèi)星遙感的應(yīng)用邊界將不斷拓展，帶動行業(yè)的市場規(guī)模持續(xù)快速擴(kuò)張。

衛(wèi)星遙感應(yīng)用場景持續(xù)拓寬，企業(yè)和大眾市場有望打開市場空間。隨著遙感衛(wèi)星數(shù)量和質(zhì)量的提升以及地面應(yīng)用系統(tǒng)的持續(xù)完善，遙感的應(yīng)用場景逐步政府及特種領(lǐng)域，拓展至企業(yè)和大眾服務(wù)市場，面向金融、石油、電力、水利、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域用戶提供信息服務(wù)。我們認(rèn)為隨著遙感衛(wèi)星覆蓋區(qū)域、覆蓋頻次、成像精度的提升，以及下游用戶對衛(wèi)星遙感認(rèn)知的提高，面向企業(yè)和大眾市場有望為行業(yè)打開更大成長空間。

巨型遙感星座豐富遙感影像數(shù)據(jù)，加速遙感應(yīng)用商業(yè)化發(fā)展。1）遙感影像數(shù)據(jù)源持續(xù)豐富、價格持續(xù)下降，降低遙感應(yīng)用數(shù)據(jù)的成本：大型商業(yè)遙感星座的快速發(fā)展，有助于豐富衛(wèi)星遙感應(yīng)用的數(shù)據(jù)來源，能夠驅(qū)動遙感影像數(shù)據(jù)價格持續(xù)下降，從而降低下游遙感應(yīng)用企業(yè)數(shù)據(jù)成本，進(jìn)一步加速遙感應(yīng)用的商業(yè)化進(jìn)程。以50cm分辨率單片存檔影像為例，其國內(nèi)市場價格已從2019年的100元/平方公里下降至2021年的40元/平方公里。2）巨型星座能夠提高重訪頻率，豐富下游遙感應(yīng)用場景：巨型星座擁有更多的衛(wèi)星數(shù)量，能夠有效提高重訪頻率，使衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)獲取能力大幅提升，進(jìn)一步豐富了下游的應(yīng)用場景。3）大型星座提供更多觀測角度，提升對地觀測性能：巨型星座可提供甚長測量基線，從而提升星載干涉儀、全球遙感、同步目標(biāo)跟蹤觀測等應(yīng)用的能力。

圖表36：50cm分辨率衛(wèi)星遙感影像價格

資料來源：高景1號官網(wǎng)，MAXAR官網(wǎng)，中金公司研究部

圖表37：大型遙感衛(wèi)星星座可以執(zhí)行高時間分辨率任務(wù)

資料來源：歐比特官網(wǎng)，中金公司研究部

圖表38：全球前十大遙感星座在軌衛(wèi)星數(shù)量

資料來源：UCS，中金公司研究部? 注：數(shù)據(jù)時點為2022年5月

高精度衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用泛化，智能駕駛等新場景快速發(fā)展

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是重要的時空基礎(chǔ)設(shè)施，2019年全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位市場規(guī)模約1500億歐元。全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)的重要時空基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)GSA數(shù)據(jù)，2019年全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位（GNSS）市場規(guī)模為1507億歐元，2029年全球市場預(yù)計將達(dá)到3244億歐元，未來十年復(fù)合增速約為8.0%。

? 從地域分布來看：2019年北美和歐盟分別占據(jù)GNSS全球市場規(guī)模的26.7%和25.5%，亞太地區(qū)占比30.5%，GSA預(yù)計2029年將提升至32.7%，是未來GNSS市場增長的重要引擎。

? 從下游應(yīng)用來看：GSA預(yù)計2019-2029年手機(jī)、可穿戴設(shè)備等消費電子和汽車合計貢獻(xiàn)93%的市場需求，其余為無人機(jī)、船舶導(dǎo)航模組以及建筑、地信、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、航天、導(dǎo)航授時等領(lǐng)域的高精度GNSS接收機(jī)。

圖表39：2019-2029年期間全球GNSS市場總收入各應(yīng)用領(lǐng)域占比

資料來源：GSA，中金公司研究部

衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用場景持續(xù)拓展，自動駕駛需求推動乘用車導(dǎo)航進(jìn)入高精度時代。我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展階段，導(dǎo)航應(yīng)用在氣象、民政、電力、交通、海事等領(lǐng)域持續(xù)滲透。近年來，L3以上自動駕駛所要求的乘用車高精度定位需求，推動了多星座、多頻、RTK/PPP增強(qiáng)等高精度GNSS技術(shù)棧逐漸被引入汽車行業(yè)，傳統(tǒng)主機(jī)廠和造車新勢力陸續(xù)推出了支持車道級定位的車型。我們認(rèn)為，在新能源汽車快速發(fā)展的背景下，“上車”有望成為高精度GNSS從行業(yè)應(yīng)用走向大眾應(yīng)用的重要突破口。

巨型星座配備低軌衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)能夠提升衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的性能，提升導(dǎo)航應(yīng)用效果。低軌衛(wèi)星具有信號功率高、幾何動態(tài)大、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢，既可以播發(fā)衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)信號，作為GNSS的有效提升與補(bǔ)充，也可以通過通信系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)融合，播發(fā)獨立測距信號，形成備份的定位導(dǎo)航能力，提升衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度、完好性、連續(xù)性和可用性。根據(jù)鴻雁星座的首發(fā)星導(dǎo)航增強(qiáng)試驗結(jié)果，其導(dǎo)航信息增強(qiáng)服務(wù)可以使得用戶單點定位解算收斂時間從30分鐘縮短到1分鐘以內(nèi)。低軌導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)建成后，用戶可獲得準(zhǔn)確、可靠的高精度定位服務(wù)，為高精度位置服務(wù)在更多領(lǐng)域推廣應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。

圖表40：低軌導(dǎo)航精度增強(qiáng)與其他增強(qiáng)手段比較

資料來源：《基于低軌通信星座的導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)發(fā)展概述》（田潤等，2021），中金公司研究部

通導(dǎo)遙一體化成為趨勢，“星盾”為融合應(yīng)用提供最新范例

衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展為通導(dǎo)遙融合應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，集成多種功能的衛(wèi)星系統(tǒng)有望成為趨勢。隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星正向著具備“通導(dǎo)遙一體化”的能力方向發(fā)展。在硬件層面，技術(shù)進(jìn)步驅(qū)動單個任務(wù)載荷重量降低，因此現(xiàn)在衛(wèi)星平臺上可以集成更多種類的任務(wù)載荷；在軟件層面，“軟件定義”衛(wèi)星逐漸成熟，解決了不同模塊之間的兼容問題，可以實現(xiàn)多功能系統(tǒng)的統(tǒng)一架構(gòu)，通過軟件定義和重構(gòu)實現(xiàn)不同功能。

國內(nèi)外已有多個衛(wèi)星系統(tǒng)采用“通導(dǎo)遙一體化”設(shè)計，SpaceX公司“星盾”是最新案例。我國于2020年8月發(fā)射了多功能試驗衛(wèi)星，吉利未來出行星座也于2022年6月完成了首批9顆衛(wèi)星部署，實現(xiàn)通導(dǎo)遙技術(shù)的融合應(yīng)用。國外方面，2022年12月2日，SpaceX公司正式發(fā)布了專門用于特種領(lǐng)域的“星盾”衛(wèi)星項目。“星盾”衛(wèi)星將利用“星鏈”通信衛(wèi)星的現(xiàn)有技術(shù)，并融合遙感觀測能力，未來將主要應(yīng)用于三個領(lǐng)域：1）遙感：發(fā)射具有對地觀測載荷的衛(wèi)星，直接向用戶提供處理后的遙感數(shù)據(jù)。2）通信：向特種領(lǐng)域終端用戶提供安全可靠的全球通信。3）載荷托管：通過“星盾”衛(wèi)星平臺托管各種特種載荷，提供供電、通訊、熱控、總線等一條龍服務(wù)。

圖表41：“星盾”三大應(yīng)用領(lǐng)域：遙感、通信、載荷托管

資料來源：SpaceX官網(wǎng)，中金公司研究部

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)被納入新基建范疇，國內(nèi)低軌通信星座有望加快部署。2016年以來，中國航天科技集團(tuán)、中國航天科工集團(tuán)、銀河航天等企業(yè)陸續(xù)提出通信衛(wèi)星星座建設(shè)計劃，重點發(fā)展基于低軌衛(wèi)星星座的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，并發(fā)射了試驗衛(wèi)星。2020年4月20日，國家發(fā)改委首次將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)列入“新基建”范疇，2021年4月，中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司掛牌成立，負(fù)責(zé)牽頭組織國內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)與運營。我們認(rèn)為，國內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域已具備較好發(fā)展基礎(chǔ)，我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)空間段建設(shè)有望持續(xù)加速。

遙感衛(wèi)星星座建設(shè)計劃密集落地，商業(yè)遙感星座建設(shè)有望迎來高峰。遙感衛(wèi)星方面，1）高分專項遙感衛(wèi)星系統(tǒng)已在2020年完成建設(shè)，建成了具有全天時、全天候和全球范圍觀測能力的高分辨率對地觀測系統(tǒng)。2）目前吉林、海南、深圳、寧夏、珠海、四川等地方政府紛紛以光學(xué)遙感或雷達(dá)遙感為主，提出遙感衛(wèi)星星座建設(shè)計劃。3）民營資本投資的商業(yè)遙感星座快速發(fā)展，天儀研究院、國星宇航、千乘探索、天輔高分等企業(yè)也提出了以特定區(qū)域、特定目標(biāo)、特定載荷或高時間分辨率主要特點的遙感星座建設(shè)計劃。

國內(nèi)巨型星座建設(shè)進(jìn)度不及預(yù)期。2016年以來，中國航天科技集團(tuán)、中國航天科工集團(tuán)、銀河航天等企業(yè)陸續(xù)提出通信衛(wèi)星星座建設(shè)計劃，2021年4月，中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司掛牌成立，負(fù)責(zé)牽頭組織國內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)與運營。上述單位組織實施的星座建設(shè)計劃存在取消、延遲等可能性，可能會造成國內(nèi)巨型星座建設(shè)進(jìn)度不及預(yù)期。