通信行业+公司首次覆盖：政策助推、产业驱动， 我国卫星互联网步入发展快车道

卫星互联网战略地位凸显，各国加快战略部署：卫星互联网通过大量低轨通信卫星组成的通讯网络，可以实现全球通信无缝覆盖，弥补现有地面互联网网络的覆盖盲点。由于中高轨道提供的通信能力有限，仅能提供基本语音和低容量的数据业务，主要作为地面通信的补充和延伸，同时轨道和频段是不可再生的战略资源，各国在低轨卫星竞争趋于白热化，随着全球低轨卫星发射数量逐渐增加，空间轨道和频段作为能够满足通信卫星正常运行的先决条件，已经成为各国卫星企业争相抢占的重点资源，中国、美国、欧洲、俄罗斯、日本等加快推进低轨星座计划。 星网公司助推国内卫星互联网进入发展快车道，空天地一体化网络建设助推卫星互联网建设：中国星网的成立，将加速整合航天、通信、信息等产业优质资源推动中国卫星互联网建设，促进中国航天产业结构性升级，引领新一轮产业变革；同时政策频出强调要集中力量加速建成覆盖全球的空天地一体化信息网络，并且也明确指出加快高轨和低轨宽带卫星研发和部署，积极开展卫星空间组网示范，构建覆盖全球的天基信息网络。同时国家发改委首次将卫星互联网和5G、工业互联网等一起列入信息基础设施，明确建设卫星互联网在新一代信息技术演进上的重大战略意义。因此，我们认为，随着政策推进，星网公司加快资源整合，将带动我国卫星互联网步入发展快车道。 卫星互联网应用不断深入，带动市场需求稳步提升：国家已出台多项政策措施鼓励推动卫星在各行业的规模化应用、商业化服务及国际化拓展，行业面临很好发展机遇。首先卫星通信应用落地早，规模大，据统计2020年我国卫星通信市场规模约为723亿元。其次卫星导航方面，高精度是中国北斗的特色服务，受到大气误差、卫星钟差等影响，因此随着北斗应用逐步深化，也将带动国内导航市场快速发展；最后卫星遥感产业的市场潜力可期，商业遥感蓄势待发，住建、环保等领域是增值服务应用较多的细分市场，预计到2025年将达到279亿美元，全球卫星遥感应用市场规模快速增长。 投资建议：我们持续看好卫星互联网产业大发展带动各产业链环节需求稳步提升，重点推荐标的海格通信、万通发展；海格通信综合实力卓越，技术、产品等领先优势显著，抢抓行业先机，万通发展战略转型，城市更新以及数字经济业务带动整体业绩稳步向上。 风险提示：政策支持力度不及预期；卫星互联网产业进度不及预期；北斗应用推进进度不及预期。 1.卫星通信互联网 1.1.卫星通信互联网简介 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，本质就是传统航天和通信领域的技术拓展融合。 按照工作轨道划分，可以分为低轨道卫星通信系统（LEO）、中轨道卫星系统（MEO）、地球同步轨道（地球静止轨道卫星系统（GEO/高轨道卫星系统）、太阳同步轨道卫星系统（SSO）、倾斜地球同步轨道卫星系统（IGSO））以及倾斜同步转移轨道（GTO）。 表1：卫星通信系统分类 LEO（低地球轨道）：单星覆盖面较小，但是传输时延低、链路损耗小，因此当前多用于对地观测、测地以及新的通信卫星系统。 MEO（中地轨卫星）：主要有Odyssey（奥德赛）、MAGSS-14、以及北斗定位系统部分卫星等，MEO兼具GEO以及LEO的优点，可实现全球覆盖和更有效额频率复用，但是需要大量部署，组网技术和控制切换等比较复杂。 地球同步轨道卫星：卫星的运行方与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，在地球同步轨道上布设3颗通讯卫星，即可实现除两极外的全球通讯。其中，GEO与卫星轨道面的倾角为零度，IGSO的倾角不为零，轨迹是一个跨南北半球的“8”字，SSO的轨道平面始终和太阳保持相对固定的取向，轨道倾角接近90度。 SSO和IGSO从地球上看是移动的，但却每天可以经过特定的地区，因此，通常用于科研、气象或军事情报的搜集，以及两极地区和高纬度地区的通信。 4/26 图1：从北斗系列卫星看MEO/GEO/IGSO GTO（地球同步转移轨道）为霍曼转移轨道之一，经加速之后可达到GEO，轨道倾角与发射场纬度相同的同步转移轨道。有时候，狭义的GTO就是指标准GTO，这条轨道也最省火箭燃料。 表2：GEO卫星与LEO卫星的对比 高轨道卫星通信成熟，高通量是技术发展的重要趋势：高通量卫星（HTS）也称高 5/26 吞吐量通信卫星，是相对于使用相同频率资源的传统通信卫星可提供高出数倍甚至数十倍的容量，主要技术特征包括多点波束、频率复用、高波束增益等。一颗HTS卫星的总容量超过100Gbit/s，但卫星建造、火箭发射、发射保险的费用与传统卫星持平，每Gbit/s的投资已经降到400万美元～500万美元（1美元=6.69元人民币，2022年5月22日），仅是一颗传统固定卫星业务（FSS）的1/50。 自20世纪90年代，微小卫星技术迅猛发展，性价比提升，通信与导航卫星在低轨（LEO）的应用和潜能逐步被发掘。 卫星互联网通过大量低轨通信卫星组成的通讯网络，实现全球通信无缝覆盖，弥补现有地面互联网网络的覆盖盲点，解决边远、分散地区以及空中、海上用户的联网需求。 1.2.卫星系统的发展历程 卫星互联网主要分为三个发展阶段，第一阶段（20世纪80年代-2000年）、第二阶段（2000-2014年）、第三阶段（2014年-至今）。 图2：卫星互联网的发展阶段 第一阶段（20世纪80年代-2000年），与地面通信网络正面竞争阶段： 低轨卫星通信星座主要分为三类，大型LEO卫星移动电话系统、中小型LEO卫星移动数据传输系统、宽带多媒体通信系统（Ka波段）。其中小LEO系统是非语音非静止轨道卫星，在轨道高度较宽的范围内提供低速业务，大LEO系统主要提供语音、传真、数据和寻呼业务以及低速业务。当时的主要代表星座有轨道通、铱星、全球星、泰利迪斯、天桥系统等。 6/26 表3：主要代表星座 1、轨道通（ORBCOMM） ORBCOMM是在全球范围内提供双向、窄带的数据传送、数据通信以及定位业务的卫星通信系统，主要分布在7个轨道面（A/B/C/D/E/F/G），其中A-D轨道倾角为45°，高度800km；E为赤道轨道，高度975km，F、G轨道倾角分别为70°和108°，高度820km。ORBCOMM每颗卫星不足50kg，是典型的低成本微小卫星。 2、铱星星座（Iridium） 铱星是美国摩托罗拉1987年提出的利用低轨道星座实现全球个人卫星移动通信系统的系统，1990年对外发布，1996年开始部署，1999年宣布破产，2001年完成重组。 区别于其他卫星通信系统，铱星是卫星之间有星间通信链路，不依赖地面转接为地球上任意位置的终端提供连接，同时轨道低、传输速度快、损耗小。是全球第一个提供无缝实时语音通信、在卫星上用相控阵天线、单星四向星间通信卫星系统。 但是铱星系统仍然存在一定的缺陷，建筑物内无法接受信号、铱星电话过于笨重（摩托罗拉双模式手机约454g，京瓷铱星单/双模式均400g）、使用需要经过一定的培训； 同时相对于地面通信，成本更高（双模情况下为了与当地的蜂窝电话网络相连，需要更换适合当地区域传输标准的通话卡，每个卡的价格大约为660-900美元（1美元=6.69元人民币，2022年5月22日），。通话质量及速率远低于蜂窝电话，铱星所采用的MF-TDMA（多频时分多址）通信体制的话音质量不如CDMA（码分多址）。另外，铱星系统的数据传输速率仅有2.4kbps（GSM系统数据传输速率可达到64kbps），除通话外，只能传送简短的电子邮件或慢速的传真，无法满足互联网的需求。 3、全球星系统（GlobalStar） “全球星”系统是美国Loral和Qualcomm（高通）公司发起的，是唯一正式商业运 7/26 行的语音移动通信系统。 卫星系统与地面网联合组网，星上没有复杂的交换和处理能力，不需星际交叉链路，由星体中继转接至地面网关交换局，利用地面设施完成呼叫建立、处理和选路，系统成本大大降低。 2000年1月正式使用，由48颗低轨卫星分布于8个非极地轨道平面，轨道高度为1400km。多址技术采用CDMA/FDD方式，手机至卫星工作于L频段，卫星至手机工作于S频段，卫星与地面网关局的连接工作于C频段，这些频段和我国正在发展的北斗系统都有部分的频率重叠。 但是由于跟铱星系统一样存在商业运营成本过高的原因，2002年申请破产保护。 4、泰利迪斯（Teledesic） 泰利迪斯卫星通信系统为全世界提供宽带数字传输电信服务。1997年，由于市场需求持续下降，缩减卫星数量，提高轨道高度，减少复杂性、卫星数量和成本。星座被缩减到288颗在轨卫星（原设计有840颗，位于21个轨道平面，原运行奥都在695-705km），运行在1400千米的高度。 在任何辐射圆形区域内，“泰利迪斯”网络的用户终端可以支持多个500Mbps数据，同时支持数百万用户，使用标准的用户设备。为大多数用户提供双向链接，下行链路64Mbps和上行链路2Mbps。速度更高的终端将提供双向64Mbps或更高通信。在需要的时候，网络支持对带宽的需求，允许用户请求和扩大能力。 综上来看，随着地面移动通信网络的迅猛发展，铱星、泰利迪斯、全球星因为商业运营成本过高，相继破产，部分由于军方需求仍在使用中。 第二阶段（2000-2014年），作为地面通信的备份和填隙： 21世纪后，计算机、微机电、先进制造等行业的快速发展推动了通信技术和微小卫星技术升级换代，使得卫星通信成本的下降，低轨卫星通信星座凸显出广泛的应用前景，这一阶段主要代表为新铱星（Iridium）、全球星（Globalstar）、轨道通（Orbcomm）。其中，铱星通信公司于2010年6月宣布了其下一代卫星星座Iridium NEXT的筹建资金，建设和部署计划，以取代超期服务的铱星星座。 第三阶段（2014年至今），与地面通信融合发展，拓展覆盖范围： 2015年前后，国内外先后提出多个大规模低轨卫星通信系统，主要代表为星链计划（Starlink）、一网（OneWeb）、鸿雁、虹云、Iridium Next等。 1、铱星二代（Iridium Next） 2016年铱星公司与SpaceX签订4.92亿美元（1美元=6.69元人民币，2022年5月22日）的发射合同，一次10星一共七次将70颗铱星二代系统发射到LEO轨道。随 8/26 后，双方补签了第八次5星发射合同。2019年1月11号，随着SpaceX成功将最后10星发射入轨，标志着铱星二代完成组网工作。铱星二代由81颗功能相同的卫星组成天基移动通信系统，其中66颗工作星呈δ-Walker星座均匀分布在6个轨道面上，辅以6颗天基备份星和9颗地基备份星。 图3：铱星二代星座三维构型示意图（66颗工作星） 2、星链（Starlink） 星链（Starlink）天基互联网项目始于2015年，隶属于马斯克的太空探索技术公司（SpaceX），2018年发射第一颗原型卫星于入轨测试。星链总共规划三期系统，总规模接近4.2万颗卫星。 表4：Starlink三阶段部署 截至2022年3月，SpaceX已累计发射2000多颗“星链”卫星，为美国、英国、加拿大、澳大利亚、新西兰和墨西哥等国的25万名用户提供互联网接入服务。 3、OneWeb OneWeb建立于2012年，“一网”卫星星座放弃了星间链路的设计，在全球(如英国、北欧、格陵兰、冰岛、北冰洋、加拿大、非洲、东南亚、美国主要地区以及我国中部)布 9/26 设共44个关口站使卫星联网，星座采用Ku波段进行用户通信，Ka波段进行关口站通信。 由于一网公司资金能力不足，同时受新冠肺炎疫情影响，导致其资金链断裂，公司在2020年3月递交破产保护申请。随后，英国政府和印度巴帝全球公司(Bharti Global)最终与英国一网公司达成收购协议，分别注资5亿美元（1美元=6.69元人民币，202