北交所行业主题报告：卫星互联网已成潮流，航天测控&仿真需求高增将孕育新星

低空经济中航天仿真&测控重要性日益增强，长期政策环境利于行业发展 目前各国间太空竞争趋于白热化，航天测控管理已成为太空资产降本增效的关键手段&太空竞争的战略高地。航天数字仿真可低成本、高效率地验证与优化航天任务方案，由于航天领域具备高技术、高成本和高风险的特征，仿真重要性日益增强。国家及地方层面已推出一系列航天产业扶持政策，航天测控管理、航天数字仿真将从航天产业快速发展中受益。 地面段服务市场规模持续扩张，航天发射次数创新高国内发展前景持续向好地面段是航天系统的地面组成部分，主要由地面站、任务控制中心和地面网络构成。根据欧洲航天局统计，截至2024年8月15日，约13,030颗卫星处于在轨状态，太空碎片已达35,940个，通过地面站实现高精度、低成本的航天测控需求增长迅速。地面设备在全球航天产业规模中占比约50%，根据欧洲咨询公司数据，2020-2030年非静地轨道地面站数量预计由不足2000个增长到5000个以上，2026-2030年期间地面段服务规模将达到350亿美元规模。我国航天发射实力不断提升，航天器研发周期不断缩短，航天发射次数与航天器发射个数均创新高。 2023年，我国航天器发射次数为67次，发射个数为221个。2023年我国商业航天领域新增企业数量为113万家。 特种&民商领域加速发展，卫星互联网已成定局 1）国防信息化支出增加，推动特种领域航天数字仿真市场快速扩张：根据中国产业信息网数据，预计到2025年，中国国防信息化开支将增长至2513亿元，超过国防装备总费用的40%。根据智研咨询数据，我国军用计算机仿真（软件）行业市场规模2025年将达280.4亿；2）民商领域处于快速发展阶段，带动航天数字仿真&测控管理需求增长：根据艾媒咨询数据，我国商业航天市场规模自2017年起年增长率保持在20%以上，预计2024年将达23,382亿元；3）世界各国加紧布局卫星互联网，航天数字仿真&测控管理市场需求有望持续增长：根据NSR数据，预计2024年全球在轨卫星将达到8000颗体量。2022年国内卫星互联网产业市场规模为314亿元，预计2025年将达447亿，2021-2025年CAGR达到11%。特种领域与民商领域技术要求存在差异：1）前者前瞻性预研需求较多，后者对商业化具体应用需求较多；2）前者应用场景更为多元，后者应用场景更为聚焦；3）前者更为注重服务方案的稳定性及响应速度，后者对投入产出要求较高；4）前者存在特种领域准入门槛，后者具备行业通用资质即可开展。 国外航天仿真&测控较为成熟，国内尚处于起步阶段上市企业或更受益 航天测控管理代表企业：SSC、KSAT、星图测控、航天驭星等；航天数字仿真代表企业：AGI、华如科技、星图测控。其中星图测控（920016.BJ）作为同时从事航天数字仿真&测控管理业务上市公司，业务由特种领域拓展至民商领域，其地面站建设&仿真软件业务或有望充分受益于行业市场规模持续扩张。 风险提示：行业竞争风险、政策落地不及预期风险、技术研发不足风险 1、技术介绍：航天数字仿真&测控管理重要性日益增强 航天测控管理和航天数字仿真行业属航天产业范畴。航天又称空间飞行、太空飞行、宇宙航行或航天飞行，是指进入、探索、开发和利用太空（即地球大气层以外的宇宙空间，又称外层空间）以及地球以外天体各种活动的总称。航天产业是以航天技术为主导、多种学科专业集成的综合产业，应用领域广泛，涵盖通信、导航、遥感等，产业链包括卫星研制、火箭研制与发射、卫星运管及应用等上中下多个环节。航天产业包括空间技术、空间应用、空间科学三大领域，涵盖利用火箭发动机推进的跨大气层和在太空飞行的飞行器及其所载设备、地面设备的制造业、发射服务业和应用产业。 1.1、航天测控管理：降本增效关键手段，未来将成太空竞争战略高地 航天测控作为“航天器的生命线”，在太空竞争趋于白热化背景下重要性日益提升。航天测控是航天器升空后天地通信的关键链路，发挥天地之间信息传输的“高速路”作用，是航天产业高度专业化的细分领域。航天测控的主要功能是对航天器进行跟踪测量、接收星上遥测数据、发送遥控指令进行航天器的姿态控制与轨道控制等。在各国争夺太空资产趋于白热化的背景下，航天测控已成为航天器应对复杂太空环境、恶劣太空安全形势的关键，是航天器发挥性能、维持寿命的决定性因素。 航天测控基础工作包括三部分：跟踪，遥测和遥控。其中1）跟踪：跟踪测量航天器，确定其运行轨道；2）遥测：对相隔一定距离的被测对象的待测参数进行检测，并把测得结果传送到接收地点进行记录、显示和处理的活动；3）遥控：依据航天器的工作状态和任务，控制航天器的姿态、运行轨道。 图1：航天测控系统可获取位置运动参数，以确定轨道 图2：遥测对被测对象待测参数进行检验 航天测控网是完成运载火箭、航天器跟踪测轨、遥测信号接收与处理、遥控信号发送任务的综合电子系统。航天测控网由多个测控站、测控中心和通信系统构成。 测控站直接对运载火箭、航天器实施跟踪测轨、遥测信号接收、发送遥控指令和注入数据。测控中心对各测控站进行任务管理；将测量数据汇集连接，进行分析处理和信息生成；向各测控站发送时间统一勤务信号，即时统信号。通信系统完成测控中心与各测控站发射控制中心，航天器回收场指挥站之间的数据、图像和语音传输。 通信系统采用有线、无线和卫星通信等多种手段，专用于测控网。测控中心从发射指挥中心获取发射进程信息，接受发射控制中心的统一任务调度。 图3：航天测控网由多个测控站、测控中心和通信系统构成 航天测控网依据其分布地点可分为地基测控网和天基测控网。在地基测控网中，各测控站设在陆地、海上测量船和飞机上，用有线、无线和卫星通信手段实现通信连接。天基测控网以跟踪与数据中继卫星和全球卫星定位系统为依托，各个地面测控网功能由卫星上的设备去实现，由卫星通信完成通信连接。地基网中的每个测控网的覆盖范围极为有限，布局和维护困难，测控费用高。天基测控网能实现对运载火箭及中、低轨道航天器的测控任务，覆盖率高，使用方便。 表1：航天测控网依据其分布地点可分为地基测控网和天基测控网 航天测控网依据其测控任务可分为运载火箭测控网、航天器测控网、载人航天测控网和深空测控网。运载火箭发射时，要求对发射段全航程测控覆盖，目标具有高加速性和高动态。航天器运行时，则只要求每天进行数次定时测控。载人航天要求对发射入轨、返回着陆进行全航程测控覆盖，对空间运行段进行不低于15%的轨道测控覆盖，并要求有话音、电视、图像和双向数据传输信道。深空测控网无线电波传输距离很远，要求有30-100米大口径跟踪天线。 表2：依据任务可分运载火箭测控网、航天器测控网、载人航天测控网和深空测控网 航天测控管理为航天测控提供基础设施与技术支持，已成为太空资产降本增效的关键手段&太空竞争的战略高地。航天测控管理，主要通过提供航天任务全生命周期各阶段的测控管理服务，如卫星测控、轨道确定与控制、碰撞预警与规避，协助航天器运营方提升卫星运行效益、降低运管环节的资源投入，提高航天任务经济效益。 航天测控管理呈现如下未来发展趋势： 1）测控要求更加“远高精低”：人类探索太空的脚步永无止境，未来一定会走向更远的深空，对测控系统的测控距离要求更高；随着卫星应用的发展，各类卫星，尤其是遥感卫星对地观测产生了海量数据，测控网需要高速率的数据传输能力，测控通信业务传输速率逐渐从百兆、发展到千兆，未来采用激光链路和更高频段的无线电链路，对测控系统信号传输速率要求更高；深空探测的发展对轨道测量提出了极高的要求，越来越远的航天器需要更高的位置精度以及航天器间的相对位置精度，对测控系统的测量精度要求更高；随着航天测控网材料费用以及后期维护费用逐渐增加，在商业航天追求经济效益的大背景下，如何降低建设和运营成本，进而降低整个航天任务的成本，是实现商业闭环的重要保证，也是航天测控管理要解决的问题。 2）测控管理趋于智能化：随着航天技术的发展，卫星应用领域不断扩展，尤其是小卫星项目快速布局，未来一段时间内将有大量卫星发射入轨，对测控系统的智能化水平提出了更高要求。在单颗卫星的测控任务外，对多星的同时测控支持、多星及星座在轨运行管理等增加了航天测控网的负担和操作复杂性。针对巨型星座的测控管理需要更智能的资源筹划和调度。 3）商业航天测控标准走向统一化：在商业航天日益兴盛的航天领域，标准缺失的问题正日渐凸显。标准不统一会阻碍商业航天合作和资源共享、增加商业成本。 通过建立统一的商业航天测控标准，如发掘CCSDS标准的扩展性，将在现有框架下实现更高的传输速率；在数据存储与管理系统的模式上，发展云平台空间数据服务系统，并通过标准的信息交换协议，向各类用户提供卫星接收数据的深加工、共享、分发等服务，将大幅压缩航天任务成本、提升商业航天效益。 图4：智能天地一体化测控网络体系架构 1.2、航天数字仿真：业内航天任务优化工具，太空竞争突围必然选择 航天仿真是基于物理效应模型或采用按飞行器运动学、空气动力学及轨道动力学有关原理建立的数学模型进行模拟试验与分析的研究工作。航天仿真最早应用于导弹飞行仿真利用仿真对复杂的导弹系统进行辅助设计的典型例子是澳大利亚和英国联合研制的警犬导弹。近年来随着仿真技术的不断发展和航天领域的扩展航天仿真逐渐涉及到地地弹、地空弹、飞航导弹、卫星、运载火箭等运用背景应用到型号的可行性论证、方案论证、系统设计、飞行试验、故障分析、统计打靶、定型仿真、训练仿真等各个阶段。 图5：航天数字仿真可应用于航天器系统工程中的设计、测试以及运维等环节 航天数字仿真作为业内优化航天任务方案的必备工具，已成为各国赢得太空战略的必然选择。航天数字仿真是航天产业在数字仿真方向上的细分领域，基于物理效应模型和（或）采用按飞行器运动学、空气动力学及轨道动力学有关原理建立的数学模型，进行航天任务模拟试验与分析，模拟创建航天器发射入轨、在轨运行及退役离轨等各环节高度仿真的太空环境，为航天任务规划、航天器入轨及在轨运行方案提供验证平台。 航天任务仿真是进行航天任务分析与设计的重要手段。由于航天领域高技术、高成本和高风险的特征使得航天任务设计方案的选取相当慎重，而仿真是验证航天任务设计方案的主要途径。航天任务仿真可采用美国AGI公司开发的STK(Systems ToolKit)完成，也可根据实际需要自行开发。完善的航天任务系统包括：航天发射场、火箭与运载系统、决策机构、测量系统、通信系统和航天器及其有效载荷等。在进行航天任务仿真时主要关注任务飞行器及其与任务相关的信息收集和控制决策等因素。 根据任务对象不同，航天数字仿真可分为火箭基地发射仿真、卫星轨道运行解决方案以及飞机飞行仿真解决方案。1）火箭发射仿真方案：集转运、检测、点火发射、进入大气层、二级脱离等所有流程于一身，可提供完整的基于火箭发射的仿真方案和流程仿真，同时支持基地、车载等不同方式的发射仿真；2）卫星轨道运行解决方案：可进行多态势下的卫星工作状态模拟。星箭分离后，卫星进入预定轨道运行，并进入稳定的运行周期。在周期内，完成对卫星的各项管理；根据卫星各项参数、实验数据的采集分析，选定卫星轨道运行的数学模型。根据生成的数学模型和二维/三维可视化的结合，展示卫星在轨运行状态；3）飞机飞行仿真解决方案：构建包括飞机出库、起飞、飞行、降落等全流程的仿真方案，并叠加三维可视化技术，清晰展示出飞机航线、运行速度等信息，并完成整个飞机飞行流程的仿真。 图6：火箭发射仿真方案包括转运、检测、点火发射、进入大气层、二级脱离等主要流程 图7：卫星轨道解决方案可模拟卫星各种工作状态 全球航天系统复杂度不断增加，航天数字仿真技术精准度&计算效率不断提高。 伴随世界各国航天产业不断发展，超大规模星座不断涌现，由于星间链路的引入，星座内以及星座间业务与信息交互也更加复杂；同时随着航天系统在特种领域、民用领域以及商用领域的通信、导航、遥感应用逐步走向成熟，航天系统与各应用行业的业务交互更加复杂。传统仿真软件无法支持超大仿真规模，业务方