卫星互联网：低空经济下的通感解决方案

卫星互联网 ——低空经济下的通感解决方案 证券分析师：李景星S0370522090001 行业评级：增持 目录 一、卫星互联网与低空经济天然契合 二、卫星互联网产业链：我国初步具备全产业链能力 三、产业发展趋势：低轨组网成为全球竞赛必争之地 四、从国际比较看国内的发展现状与未来机遇 五、相关上市公司 风险提示：卫星研制及火箭发射进度不及预期，发射效率不及预期导致资源被占用，下游应用发展不及预期，中美贸易摩擦加剧，之下国产化不及预期 一、卫星互联网与低空经济天然契合 1.1卫星互联网与低空经济天然契合 卫星互联网：基于卫星通信的互联网，通过一定数量的卫星形成规模组网，从而辐射全球，构建具备实时信息处理的大卫星系统，是一种能够完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络。其特点在于广覆盖、低延时、低成本、全天候。 目前，卫星互联网主要作用于通信、导航和遥感领域，与低空经济天然契合，两者在技术层面的高度互补与协同。传统地面移动网络在垂直覆盖上的局限性使得低空飞行器的通信需求难以得到充分满足，而卫星互联网的广域覆盖特性恰好填补了这一空白，为低空经济发展提供了坚实的技术底座。2024年，商业航天与低空经济同时被写入政府工作报告，定位新增长引擎。 通感一体与星地协同：通感一体化是指通过共享频谱资源、硬件设备和信号处理流程，使通信系统兼具环境感知能力，以此提升网络资源的利用效率。卫星导航系统则可以为通感一体化提供精准的时空基准。通过5GNTN(非地面网络)技术，卫星互联网与地面5G/6G网络深度融合，突破了传统地面二维通信的局限，构建了地面—低空—空天无缝覆盖的三维网。 精准定位与导航：北斗卫星导航系统与低轨卫星互联网的导航增强系统相结合，为低空飞行器提供厘米级高精度定位服务。中国移动的“双频通感立体网络”结合北斗地基增强系统，实现了低空飞行器的精准起降和航线跟踪，为无人机物流、城市空中交通等场景提供了关键技术保障。在卫星信号受遮挡的环境下，通感一体化系统可通过激光雷达、摄像头等多传感器融合实现辅助导航，形成卫星与地面感知的互补机制。 遥感与动态三维航图：卫星互联网结合地面基站和传感器，实现对地球表面的环境、气候、灾害等的感知与监测，生成动态三维航图，为低空飞行器和地面用户提供实时信息。 差异化互补：地面5G-A(尤其是毫米波频段)具有更大通信带宽和更精确的位置感知能力，适合城市人口稠密区域的细颗粒度空域管理；而低轨卫星互联网则凭借广域覆盖优势，在城际、山河湖海等地区实现快速覆盖 1.2卫星互联网的发展历史 卫星互联网发展史可分为三个阶段 •第一阶段(20世纪80年代～2000年)：与地面移动通信网络展开正面竞争；多个卫星星座计划提出，以摩托罗拉公司“铱星”星座为代表、通过66颗低轨卫星构建一个全球覆盖的卫星通信网。这个阶段主要以提供语音、低速数据、物联网等服务为主。随着地面通信系统快速发展，在通信质量、资费价格等方面全面占优，卫星通信在竞争中宣告失败。 •第二阶段(2000~2018年)：作为地面通信网络补充和备份；以新铱星、全球星和轨道通信公司为代表，主要定位为对地面通信系统的补充和延伸。 •第三阶段(2018年至今)：与地面通信网络融合发展。以太空探索公司(SpaceX)、一网公司(OneWeb)等为代表的企业开始主导新型卫星互联网星座建设。卫星互联网与地面通信系统进行更多的互补合作、融合发展。卫星工作频段进一步提高，向着高通量方向持续发展，卫星互联网建设逐渐步入宽带互联网时期。 数据来源：《卫星互联网若干关键技术研究》，SpaceX官网，金元证券研究所 1.3卫星互联网的组成 卫星互联网一般可分为空间段、地面段和用户段三部分： •空间段：以通信卫星为主体，由收发信号的中继卫星和进行信息处理的计算卫星组成星座，承载用户间信息交互。排除用于深空探测或特殊技术验证的高于地球同步轨道的试验卫星，商用的空间段卫星按轨道高度可大致分为低轨、中轨和地球同步(Geostationary)三大类。其中，低轨卫星拥有传输时延小、链路损耗低、发射灵活等优势，更适合支持卫星互联网业务 地面段：通过系统控制中心及在其调度下的卫星测控中心与信关站（Gateway）等组成的卫星测控网络，提供馈电电路，发挥连接地面核心网的作用，实现卫星互联网与公共通信网的业务交互 •用户段：手持设备、便携站、机（船、车）载站等各种陆海空天通信终端，应用于各类场景的支持 1.4卫星的工作模式 作为NTN（Non Terrestrial Network，非地面网络）的重要组成部分，卫星根据组网方式和星上载荷功能的不同，工作模式可分为“透明载荷”的透明转发和“可再生载荷”的星上处理转发两种： •透明转发：搭载“透明载荷”，卫星实质上仅作链路上信号的中继。用户终端只通过卫星一跳与信关站建立连接，再经信关站连接到地面互联网，要求系统中设置非常多的信关站。透明载荷架构可利用已有卫星，技术上实现起来较为容易，成本低，各信关站亦可独立工作；但卫星和基站之间的路径长，时延大，不支持星间协作，且需部署大量信关站，没有信关站覆盖的地方，用户终端无法接入互联网。 •处理转发：又称作基站上星。卫星所搭载“可再生载荷”具备星间通信能力及星上处理、交换能力（如解调/解码、调制/编码等），用户终端经卫星多跳（多颗卫星的中继与处理）建立与信关站的连接进而访问地面互联网，系统中不需部署很多信关站。由于有星间链路的存在，终端和卫星基站之间的时延短，且可以减少信关站的部署量；但这种架构必须改造并新发射卫星，技术复杂，成本高。 透明转发工作模式时的组网方式 处理转发工作模式时的组网方式 1.5卫星互联网为低空经济多维度赋能 •控制链路保障 在超视距飞行时，卫星互联网能突破传统通信距离限制，确保无人机与地面控制站间稳定通信，如“星链”系统可让无人机在全球范围接收指令。 为无人机集群作战提供可靠通信支持，实现多架无人机协同作业，如在军事侦察、搜索救援等场景中，保障无人机间数据共享与指令传输。 •数据传输支持 支持无人机实时传输高清视频、图像等大量数据，使地面控制站及时准确掌握现场情况，如卫星通信的宽频带特性可满足无人机在环境监测、测绘等任务中的数据传输需求。对于长航时无人机，卫星互联网能持续稳定传输飞行状态、传感器数据等，确保飞行安全与任务执行效率。 •导航定位增强 北斗卫星导航系统等卫星互联网资源可提高无人机定位精度与可靠性，实现精准导航与定位，保障无人机在复杂环境下按预定航线飞行，在农业植保、物流配送等领域发挥重要作用。 •拓展飞行范围 使无人机在无地面网络覆盖的偏远地区、海上等执行任务成为可能，如在海洋监测中，无人机可借助卫星互联网将采集的数据实时传输回地面站。支持无人机在军事领域的远程作战与侦察，扩大作战半径与侦察范围，如乌克兰将星链技术应用于无人机，提升了其作战效能。 •提升飞行安全性 卫星链路覆盖范围大、电波传播稳定，不受自然环境和人为因素影响，为无人机在恶劣环境下飞行提供稳定通信保障，降低通信中断风险。可实现对无人机的远程监控与管理，及时发现并处理故障隐患，提高飞行安全性。 数据来源：《2024年卫星互联网安全年度报告》，金元证券研究所 二、卫星互联网产业链：我国初步具备全产业链能力 2.1卫星互联网产业链组成概览 卫星发射 地面设备 上游（9.3%） 应用场景 中游（45.1%） 下游（45.1%） 卫星互联网中游产业作为连接太空资产与地面应用的关键纽带，承担着将卫星信号转化为可用服务的重要职能，其技术水平和商业模式直接影响终端用户体验和整个产业的经济效益。随着卫星互联网应用场景的不断拓展，中游产业正迎来快速增长期，呈现出设备多元化、运营差异化的发展态势。 技术门槛高、资金投入大，呈现出国家队主导、民营企业逐步渗透的市场格局。上游产业的技术进步和成本控制直接决定了整个卫星互联网网络的建设速度和运营效益，是推动产业发展的关键引擎。 2.2（1）上游：卫星平台——卫星的躯干 卫星平台作为卫星的“躯干”，为整个卫星提供支撑结构和服务功能，包含结构系统、供电系统、推进系统等。具备标准化、模块化设计，长寿命高可靠性的特征。 我国卫星平台制造业已形成以航天科技集团、航天科工集团等国家队为主导，民营商业航天企业为补充的多元化格局，在标准化、模块化设计方面取得长足进步，正推动卫星制造从传统单件定制向批量生产模式转变。 国家队： •中国航天科技集团下属的中国卫星（600118.SH）是我国卫星平台制造的核心力量，承担了多数国家重大航天工程的卫星总体设计和制造任务。•航天科技五院和八院作为两大总体单位，具备完整的卫星平台研制能力和丰富的在轨经验。•东方红海特卫星公司则专注于小型卫星平台开发，其产品在遥感、通信等领域广泛应用 民营企业：•银河航天凭借柔性太阳翼和堆叠分离技术，成 功降低了卫星平台的重量和成本，其研发的灵犀03星验证了低轨通信卫星平台的批量化生产能力。•长光卫星依托“吉林一号”星座项目，形成了从卫星平台设计到制造测试的完整能力。 数据来源：《中国卫星互联网产业发展研究白皮书》，金元证券研究所 2.2（2）上游：卫星载荷——卫星的大脑 有效载荷则是卫星的“大脑”，根据任务需求配备通信天线、转发器、遥感器等专用设备，直接决定卫星的功能和性能，通常可分为通信载荷、遥感载荷、导航载荷等多种类型。载荷的技术复杂度和价值占比通常在整星中处于核心地位，在定制卫星中，平台和载荷的价值量相近，而随着批量化生产，载荷占比提升，凸显了核心技术的高附加值。我国卫星载荷产业已形成科研院所主导、军民融合发展的格局，在相控阵天线、激光通信、星上处理等前沿技术领域取得系列突破。 通信卫星载荷：主要包括天线分系统和转发器分系统两大核心部分。 遥感卫星载荷：根据探测手段不同可分为光学载荷和雷达载荷两大类。 卫星导航载荷：主要负责导航信号的生成、处理和转发。 •中国空间技术研究院西安分院在星载SAR（合成孔径雷达）和光学载荷领域具有传统优势，为高分系列卫星提供核心载荷。•长光卫星自主开发的多光谱相机和宽幅相机，已成功应用于“吉林一号”星座，分辨率达到国际先进水平。 •北斗星通（002151）是北斗产业链核心企业，提供导航芯片、终端及系统解决方案，民用芯片市占率达70%•航天电子（600878）提供卫星导航子系统、遥测遥控设备等，参与北斗卫星导航系统建设，技术覆盖星载计算机、激光通信终端等 •国博电子（688375.SH）在射频微波组件方面技术实力雄厚，其产品是星载通信系统的关键部件。 •信科移动（688387.SH）开发了星载基站和星地融合核心网设备，推动5G NTN(非地面网络)标准落地 2.3（1）中游：地面设备——神经末梢 地面设备构成了卫星互联网的"神经末梢"，包括固定地面站、移动式地面站和用户终端 地面设备 地面设备领域正经历着深刻的技术变革：相控阵天线技术取代传统抛物面天线，实现了电子波束扫描，大幅提升了设备可靠性和使用便捷性。 芯片化设计使终端体积缩小、成本下降，高通量卫星技术提升了频谱利用效率，支持更大带宽的服务。技术进步使得地面设备从专业专用向大众普及转 变，为卫星互联网的规模化应用创造了条件。 •海格通信（002465.SZ）：天通卫星终端及芯片，覆盖军用和民用市场，是中国卫通的重要合作伙伴。 •华力创通（300045.SZ）：专注于卫星导航和通信终端，其基带芯片支持北斗和天通双模通信。 •振芯科技（300101.SZ）提供卫星通信终端及芯片，广泛应用于国防、应急通信等领域。 •创意信息（300366.SZ）：参与低轨卫星星座地面设备研制，包括卫星载荷和地面基站。 2.3（2）中游：卫星运营及服务——价值实现者 卫星运营及服务 卫星运营服务是产业链中的“价值实现者”，主要包括卫星移动通信服务、宽带广播服务和卫星固定服务等。我国卫星