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宽带互联网是人类文明进步和社会发展的最有力平台。建设天基宽带互联网，与 地面宽带网络等互联融合，进一步满足人们对全球无缝覆盖的宽带网络需求，是 互联网技术未来发展的一个重要设想。建立天基信息网络的概念由来已久，美国 早在 19 世纪 90 年代就提出了天基综合信息网的基本概念，欧洲也提出了构建“面 向全球通信的综合空间基础设施（ISICOM）”的设想，但此前多年由于技术和成本 的限制并未付诸实施。
近年来，随着卫星制造和航天发射技术的进步，天基互联网的发展正在从梦想照 进现实。以美国 SpaceX 公司为代表的技术先驱已全面启动天基互联网建设。
“Starlink”是美国 SpaceX 公司旗下的低轨宽带通信卫星系统计划。公司计划利 用公司自主研发的猎鹰 9 号可回收火箭，将 Starlink 卫星送入轨道，组成小卫星 互联网星座，并在全球范围内提供互联网接入服务，整个计划（目前已规划 11943 颗卫星）预计需要约 100 亿美元。
2018 年 4 月 1 日，SpaceX 申请的 4425 颗 Starlink 卫星获得美国联邦通讯委员会 （FCC）批准；2018 年 11 月 16 日，SpaceX 申请的 7518 颗 Starlink 卫星获得 FCC 批准，累计获批卫星数量 11943 颗。按照 FCC 的规则，SpaceX 必须在 6 年内发射 申请数量50%的卫星入轨，并在9年内发射所有卫星入轨，因此SpaceX必须在2024 年 11 月前发射约至少 5971 颗卫星，2027 年 11 月发射 11943 颗卫星。据网易新 闻（2019 年 10 月 16 日），SpaceX 公司日前通过 FCC 向国际通讯联盟（ITU）提交 申请（ITU 审核并分配轨道和频率资源给 FCC，FCC 根据自己的标准向美国机构发 放指标），计划后续增加 3 万颗 Starlink 卫星。若该申请获批，则“Starlink” 星座最终卫星数量将扩充为 4.2 万颗。公司计划 2020 年在北美地区提供天基互联 网服务），并于 2021 年快速拓展至全球。
目前进度
2019 年 10 月 22 日，SpaceX 首席执行官埃隆·马斯克成功通过 Starlink 发送推 特，并表示 Starlink 已能提供天基互联网服务。据 SpaceNews，SpaceX 使用猎鹰 9 号可回收火箭，分别于 2020 年 1 月 6 日和 1 月 29 日各发射了 60 颗 Starlink 低轨道宽带卫星。截至 2020 年 1 月底，SpaceX 共计发射 242 颗 Starlink 卫星， 是目前全球卫星在轨数量最多的商业卫星系统。
2019 年 11 月 11 日至今发射的 Starlink1.0 卫星均未装备星间激光通信装置，仍 需地面设施通信组网。SpaceX 计划将在 2020 年下半年开始发射装备有星间激光 通信链路的卫星，逐渐摆脱对地面设施的依赖。据经济日报，SpaceX 将在 2020 年发射超过 100 次火箭，其中发射 24 次 Starlink 卫星，共计 1440 颗。
卫星按照用途大致可分为：通信卫星、遥感卫星（狭义指民用地球观测卫星，广 义还包含军事侦查卫星）、导航卫星（提供位置服务）、技术试验卫星等。根据 SIA （美国卫星产业协会）数据显示，截至 2018 年底，全球共有在轨卫星 2092 颗， 其中通信卫星、遥感卫星、导航卫星的占比分别为 40%、26%、6%。2019 年，全球 共发射 505 颗卫星，其中通信卫星、遥感卫星、导航卫星的占比分别为 33%、22%、 3%。
根据 SIA 数据，2013-2018 年全球在轨卫星中，通信卫星占比最高，基本保持在 50%左右（除 2017 年因遥感卫星占比大幅增加外），遥感卫星占比小幅增加。从全 球卫星发射情况来看，遥感卫星 2014 年起成为发射数量占比最高的卫星类别，通 信卫星发射数量占比受遥感卫星发射数量大幅增加的影响，2014 年起发射数量占 比在 18%-26%之间波动。
值得注意的是，SpaceX 于 2019 年开始使用“一箭 60 星”的方式发射 Starlink 通信卫星，或将显著提升此后全球在轨卫星中通信卫星的占比。
卫星产业链可大致分为卫星制造业、发射服务业、地面设备制造业、卫星服务业。
上游的卫星制造和发射服务是卫星产业的基石，但市场规模相对较小，2018 年全 球卫星制造和发射收入为257亿美元，同比增长27.86%，占卫星产业收入的9.26%。
全球卫星地面设备制造业 2018 年收入达到 1252 亿美元，同比增长 5%，占卫星产 业收入的 45.13%。
卫星服务是全球卫星产业的支柱，2018年全球收入达1265亿美元，同比减少1.7%， 占卫星产业收入的 45.6%，主要包括卫星宽带通信、地球观测、位置信息、科学 研究等服务。
3.1、低轨宽带通信卫星系统定义及工作原理
3.1.1、低轨宽带通信卫星系统定义
低轨宽带道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。部分低轨宽 带道通信卫星系统中包含少量中高轨卫星，其多作为节点/中转星，大部分通信数 据链仍在低轨卫星和地面之间完成。
由于地球曲率的影响，高轨道卫星能够以更少的数量实现全球覆盖，而低轨道卫 星则需要成百甚至上千颗卫星组成星座才能实现全球覆盖，即“站得高，看得远”。 在卫星制造成本和发射成本高居不下的时代，低轨道卫星系统由于组网复杂、所 需发射量大，并不具备经济可行性。近年来，伴随技术的进步，卫星的体积、质 量、成本逐步下降、可靠性、集成度不断提升，同时伴随火箭发射成本的显著下 降，低轨道小型卫星系统的大规模部署已逐渐具备条件。
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：LEO 卫星较小，运行于距地面 500-2000km 的轨道上， 具有传输时延（Starlink 双向通信时延为 50-70ms）、覆盖范围、链路损耗、功耗 较小等特征。典型系统为美国铱星通讯公司(IRDM)的第二代铱星系统。
中轨道（MEO）卫星通信：MEO 卫星运行于距地面 2000-20000km 的轨道上，其传 输时延（MEO 卫星系统 O3b 双向通信时延约为 300ms）、覆盖范围、链路损耗、功 耗大于 LEO 但小于 GEO。典型系统为英国 Inmarsat 公司的国际海事卫星系统。
高轨道（GEO）同步卫星通信：GEO 卫星运行于距地面 35800km 的地球同步静止轨 道上。传统的 GEO 通信系统的技术最为成熟，但由于存在较长的传播时延（双向 通信时延 500ms 以上）和较大的链路损耗，在实时通信中存在显著的延迟。
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，具有通信、导航、遥感等一种或多种功能。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（低轨道离地面距离较近，信号传输所需功率相对较小），且 其有限的功能可以通过庞大的卫星数量来弥补。加之小卫星较大卫星具有成本低、 研制周期短、发射灵活等特点，因而低轨通信系统中往往以小卫星为主。
低轨宽带通信卫星系统的优势
1）轻小型化：与传统通信卫星系统中重达几吨的卫星相比，低轨通信卫星系统中 使用的小卫星重量通常在 1 吨以下。轻型复合材料技术以及集成化应用是小卫星 轻型化发展的重要前提。卫星的重量下降使得单次发射所能搭载的卫星数量进一 步提升，从而降低了平均发射成本。
2）制造成本低：传统大卫星的研制周期一般需要 5 年左右，且项目投资大、发射 费用高、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。 此外，低轨通信卫星系统所需卫星数量庞大，有望极大地降低卫星制造边际成本。
3）灵活发射：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。运载和发射工具包括火箭、导弹、空间飞 行器等，发射地点可以为地面、大气层或太空平台。
4）冗余组网：小卫星网络的快速部署能力和抗毁能力强。利用大量小卫星组成冗 余备份，当某颗卫星失效或摧毁时，附近卫星可以快速补位。虽然单颗小卫星功 能有限，但通过多颗微小卫星组成卫星系统或编队进行网络部署，呈现出空间拓 展优势。
5）信号接收方便：地球同步轨道（高轨道）卫星对用户终端接收机性能要求较高， 其需要采用 12 米以上的星载天线(L 波段)对准卫星进行通信以保证通信速率，而 手持机难以直接通过卫星进行高速通信。低轨通信卫星对用户终端的要求低，可 以采用微型/小型手持用户终端，如 Starlink 系统可通过大小为 6-9 寸便携式地 面设备（带有支撑杆的圆盘结构，装有可自动追踪卫星的相控阵天线，插入插座 并保持露天即可工作）实现高速通信，较高轨道卫星接收信号更加方便。
6）低时延：传统卫星通信系统多采用中轨或高轨卫星，以减少卫星部署数量。然 而中轨、高轨卫星离地面较远，导致其双向通信时延分别为 300ms 和 500ms 量级； 而低轨卫星双向通信时延为 50ms 左右，具有天然的时延优势。
3.1.2、低轨宽带通信卫星系统工作原理
低轨通信卫星系统与传统通信卫星系统工作原理较为相似：以个人通信为例，卫 星通信系统通过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，对应的卫星在处理语音与数据等多种信息的同时，与陆地无线移动通信网 相互协调配合，使用户通过所持的便携式移动终端将信号直接发向最近的卫星，再经卫星之间的转发，把信号传送到地面电话网中的接收用户，从而完成在全球 范围内的个人通信。尽管每颗低轨道卫星所能覆盖的地域比同步卫星小得多，但 由于离地表近，其信号强度、可使用频率、数据带宽等都远强于同步卫星。
根据应用方向和支持的业务，低轨通信卫星系统可以划分为移动和宽带两类。其 中低轨移动通信卫星系统采用 L、S 低频段工作，以中低带宽业务为主，支持面向 手持移动通信和低功耗小型化物联网服务，如 Iridrum（铱星系统）、Globalstar （全球星系统）；低轨宽带通信卫星系统又称为低轨高通量卫星系统，采用 Ku、 Ka、Q/V 等高频段工作，卫星数量多，以中高速业务为主（几十兆比特每秒到吉 比特每秒量级），支持互联网接入、网络节点互联以及基站回程等服务，如 OneWeb 计划、Starlink（星链）计划等。此外，低带宽的移动通信星座接收器较为简单， 可为手持机、船载/车载站、一体化终端等；而低轨宽带通信卫星一般无法直接与 用户终端通信，需要地面设备中转信号，如 Starlink 计划使用大小为 6-9 寸地面 设备中转信号，但仍较高轨通信卫星系统接收信号更方便。
3.1.3、低轨通信卫星系统发展趋势：高频、高通量（即高速或宽带）是未来主 流发展方向
自 20 世纪 90 年代以来，低轨宽带通信卫星系统开始受到各国广泛关注，但由于 发射成本、建设成本高，推进缓慢。近年来，随着卫星小型化、轻量化、低轨道 发射成本的大幅下降，以及物联网、移动互联网的发展，低轨通信星座迎来了新 的发展高潮。以 L、S、VHF 等低频段为主的 Iridrum、“全球星”（Globalstar）、 “轨道通信”（Orbcomm）系统等传统低轨移动通信星座已经完成升级换代，并向 高频高速、多功能综合、物联网方向发展；以 Ku、Ka 频段甚至 Q/V 等更高频段的 宽带互联网星座计划呈现爆发式增长，如 OneWeb 公司、SpaceX 公司、低轨卫星 公司（LEOSat）、加拿大电信卫星公司（TeleSat）相关计划。高频高速已成为低 轨道通信卫星未来主流发展方向。
3.2、我国建设低轨宽带通信卫星系统的必要性
（一）国外天基互联网生态系统可能对我国通信与互联网安全产生较大威胁
随着物联网业态的蓬勃发展，未来覆盖广泛的天基卫星互联网大概率将成为社会 经济生活“万物互联”赖以依托的空间基础设施。通信基础设施对任何一个国家 都既是经济命脉又是是战略安全命脉，自主可控的必要性毋庸赘言，受制于人危害之大不可想象；在网络安全领域，天基卫星互联网可以向各个国家的手持终端 用户跨境提供直接访问境外互联网的服务，规避现有的网络管控措施，带来新的 监管空白区域，从而威胁我国网络主权。根据国际电联《无线电规则》，除卫星广 播业务外，我国并不能向其他国家提出该国卫星网络不可覆盖我国领土的要求。 若我国境内的低轨卫星通信业务被国外公司垄断，一旦天基互联网与地面应用形 成生态系统，则可能给我国互联网带来更大的监管风险和安全隐患。
此外，若我国境内的低轨宽带通信卫星产业被外国公司垄断，则可能威胁我国卫 星产业关键技术的自主可控性。从产业链角度来看，抓住卫星互联网的发展契机， 突破低成本卫星发射技术、一箭多星技术、星间链路技术、高低轨网络协同组网 核心技术，有利于加快推动全产业链的技术创新发展，保障我国卫星产业安全。
（二）抢占有限的地球近空领域轨道和频段资源
卫星通信业界常将特高频以上频段大致划分为 L（1-2GHz）、S（2-4GHz）、C（4-7GHz）、 X（7-12GHz）、 Ku（12-18GHz）、 Ka（20-40GHz）等频段，其中低于 2.5GHz 的 L 和 S 频段主要用于卫星移动通信、卫星无线电测定、卫星测控链路等应用；C 和 Ku 频段主要用于卫星固定业务通信且已近饱和，Ka 频段正在被大量投入使用。虽 然目前各国已着手开发 Q（36-46GHz）、 V（46-56GHz）等更高频段资源，但轨道 和频段作为“不可再生资源”，仍是各国争夺的重点。
据搜狐网，截至 2019 年，国际电联已收到 200 余个大型卫星系统计划申请，而其 中大部分申请人都不具备部署完整星座的能力，提交申请的主要目的是抢占频段 资源。为此，国际电联于 2019 年就修改申请条件达成初步共识，即让申请人（运 营商）在 1 年或者 3 年内完成第一个里程碑阶段，并且需要发射更多的卫星来保 住所申请的频段。因此，各国抢占轨道和频段资源的关键或将从“写申报”变为 “发卫星”。
（三）提升我军全球宽带通信能力
现代战争对于军事通信卫星的依赖程度越来越高，低轨宽带卫星系统可以为军机、 舰船、导弹、战车等移动作战平台及各种军用车辆、单兵提供全天时全天候全球覆盖的卫星通信系统，极大的提升全球范围内的作战能力。铱星通讯公司的第一 代铱星系统已被美军用于野战通信。
（四）解决偏远地区的网络通信
虽然通信信号已经覆盖大部分人类常住区域，但在发展较为落后地区，以及海洋、 荒漠及山区等偏远地区，依靠“光纤+基站”的通信服务由于经济性不足仍难以抵 达。而低轨通信卫星系统可作为现有光纤和基站为物理基础的移动通信网络的补 充，用于海洋、偏远地区、民用航空和应急领域。
（五）有效解决高轨卫星系统时延和损耗的问题
与高轨卫星通信系统相比，低轨卫星具有路径衰耗小、传输时延短、研制周期短、 发射成本低等优点。高轨卫星通信系统分布在地球上空两万公里以上，向偏远地 区提供互联网接入时经常出现时延。而低轨卫星系统可在距地球 2000 公里以内的 轨道高度上，用连续接力的星间链路方式（通过大量低轨卫星组成星链或星座的 方式解决无法达到高轨卫星的覆盖面积的问题），实现低时延、低损耗的全球覆盖。
3.3、发展低轨宽带通信卫星系统需要的关键技术
近年来，卫星通信的新技术加速发展，卫星系统实际部署效率进一步提高。然而， 低轨带宽通信卫星系统是否能实现商业盈利，仍有赖于一系列关键技术的发展。
（一）卫星低成本制造技术
小卫星的轻型化、微型化、多功能化将减少卫星的制造和发射成本。例如卫星部 件模块化将进一步提供卫星制造速度和成本，并使得不同供应商的卫星部件之间 能够互联互通。3D 打印技术、轻型复合材料技术、微电子技术、微型计算机、微 型机械及高精尖加工等高新技术的发展为卫星的轻小型化提供了技术基础。此外， 传统通信卫星数量稀少，而低轨小卫星系统所需卫星数量庞大，有望极大地降低 卫星制造边际成本。
（二）卫星低成本发射技术
一箭多星技术指通过一次火箭发射多颗卫星，如长征十一号商用火箭以一箭多星 的方式完成多次发射，大幅提高了卫星商业发射的效率。异轨多星技术在火箭快 速灵活进入空间、空间机动和空间利用等方面具有广阔应用前景，如搭载着远征 三号的长征二号丁运载火箭，经过 4 次精确变轨，将两组 7 颗卫星分别送入高度 相差数百公里的预定轨道上。
重型火箭技术则通过利用大推力高性能液氧煤油发动机获得更大有效载荷，降低 单位发射成本。如美国 SpaceX 公司的猎鹰重型火箭成功打破现役火箭运载能力纪 录，其近地轨道运载能力达到 63.8 吨（地球同步轨道运载能力为 26.7 吨）。
火箭回收技术大幅提高了火箭的重复利用率。如中型可回收火箭——猎鹰 9 号，利用火箭垂直回收制导控制技术，以及可重复使用垂直起降平台，使一级火箭由 一次性使用向重复使用，从而降低发射成本。
目前，随着一箭多星、重型火箭和火箭回收技术的革新，卫星发射成本有望不断 下降。如新一代小型火箭发射成本已降至百万美元级，猎鹰 9 号的单次发射费用 为 6200 万美元，而传统中型火箭发射费用接近 1 亿美元。此外，新型运载火箭型 谱也聚焦于模块化、组合化、系列化发展，将逐步满足各类市场的个性化发射需 求。
（三）星座与编队技术
小卫星系统主要通过蜂窝 IP 技术与编队几何组网实现多颗卫星协同工作，以提升 通信效率。例如小卫星系统通过优化卫星与地面的几何关系，可实现卫星系统的 连续覆盖或多重覆盖，提高对目标观测的访问频度和时间分辨率。
（四）波束成形、抗干扰、抗衰减等通信技术
波束成形、抗干扰、抗衰减等通信技术的进步将大幅提升卫星通信的稳定性；Ku/Ka 等高频段的使用，极大地拓展了卫星通信下游应用场景。此外，低功耗宽带化的 小型卫星地面接收终端也是卫星通信商用化的重要前提。
3.4、低轨宽带通信卫星系统下游应用需求
目前低轨宽带通信卫星系统正处在发展初期，我们参考 2009-2018 年全球通信卫 星入轨情况，其下游应用主要分为民用/商用领域和政府/军用领域，其中民用/ 商用市场更为广阔。
3.4.1、军用领域
以美国为例，21 世纪初，美国国防部（DoD）正式授权国防信息系统局（DISA） 开始以合同方式采购商业服务。历经近 20 年的发展，美国国防部也已成为美国商 业卫星通信市场中最大的单一用户。据《美军利用商业低轨通信星座的新动向分 析》，美军租用的商业卫星容量占国防部卫星通信总容量的比例在 2010 财年达到 了 80%，在伊拉克战场上则一度超过 90%。2003-2012 年，美国国防部在商业固定 通信卫星容量租用上的总投入超过 50 亿美元。
以美国 SpaceX 公司的 Starlink（星链）计划为例，该低轨宽带通信卫星系统计 划虽然是商业卫星系统计划，但是其军事应用潜力巨大。
（一）大幅增强美军宽带通信能力
2019 年初，美国国防部新组建的航天发展局明确表示将从 OneWeb、SpaceX 公司 等实施低轨道星座计划的企业采购服务。而截至 2018 年底，仅美国国防信息系统 局辖下就有 91 个正在执行的、有效的商业卫星通信服务采购合同，价值高达 45 亿美元。低轨卫星系统的低延迟、高通量特性将大幅提升部队的通信能力：
低延迟：由于采用低轨道卫星、减少路由站等关键设计，“Starlink”宽带能够为 全球用户提供只有 25 毫秒的低延迟传输，比目前最尖端卫星通信 250 毫秒的延迟 传输，整整提升了一个数量级，可作为战区外远程发射的末端导航控制平台，或 未来机器人部队与无人作战飞机的数据交换平台和节点。
高通量： “Starlink”已经进行了早期的低轨技术验证试验，其中包括卫星和美国 空军战斗机的天线阵列进行直接互联的试验。据新浪网，“Starlink”项目为美军 C-12 运输机提供了高达 610Mbps 带宽的网络服务，相比目前大多数飞机联网所购 买的海事卫星的 5-50Mbps 带宽的上网服务，整整提高了一个数量级。
（二）全天候无缝监视侦察
“Starlink”卫星后续可同时搭载光学观测模块，利用其重访率高的优势，对主 要地区可实现 24 小时不间断光学监控分析。据新浪网，美国空军准备终止 GEO SBIRS 早期预警卫星项目，未来将发展高生存能力的低轨卫星群，不排除将预警 模块部署在“星链”卫星上的可能性。
（三）天基目标探测能力
“星链”卫星可搭载发射全向波束的模块，可对航天器进行遥测、跟踪和控制， 进而转变成为运载火箭/卫星的监测控制系统，或者大型导弹的高精度预警系统， 为后续的拦截工作提供信息支撑。
3.4.2、民用/商用领域
卫星通信行业从 20 世纪 80 年代以来经历了三个发展阶段，其定位由“全面代替 地面通信”转变为“与地面通信形成互补”。建立低轨宽带通信卫星系统，构建天 地一体的国家信息基础设施，将对传统电信服务、物联网、抢险救灾等方面将产 生显著的效益。
（一）传统电信领域
据观察者网（2020 年 1 月 15 日），我国传统移动通信网目前仅能覆盖约 30%的国 土面积，其余偏远地区及领海很难采用传统通信方式覆盖。低轨宽带通信卫星系 统可以作为传统地面通信的有效补充。
（二）物联网
1）在经济物流中的应用 物联网在零售、公共事业管理、水利等多个行业的现代经济物流方面有着广泛的 应用前景。据中国信息通信研究院，2018 年我国物联网总体产业规模达到 1.2 万 亿元，完成了工信部 2016 年提出的十三五物联网产业规模 1.5 万亿元的 80%，发 展迅速。而实现物联网的前提之一是实现全地域、低成本的信息互联互通，低轨 道卫星对终端发射功率要去较中高轨道卫星更低，且覆盖面积比地面基站更广， 优势明显。
2）在交通运输中的应用
汽车、火车、飞机、远洋船、游艇、工程机械车等贵重资产的跟踪和通信还是物 联网的重要形式之一。截至 2018 年底，全国机动车保有量约为 3.27 亿辆，随着 未来汽车向智能化、自动化发展，车载传感器需要并网的比例也在提升。
（三）防灾减灾
我国自然环境监测正迈向立体监测时代，即通过将遍布于国土和领海的多种功能传感器感知的数据信息，及时、准确地搜集送达指定的地面控制台进行数据融合 处理，并用于森林火灾、洪灾、泥石流、干旱、水质、大气质量、海洋环境、土 地荒漠化及辐射环境等灾害预警预报。以陆地、海洋资源监测为例，我国河流总 长度 42 万千米，平均每 10km 一个传感器，共需 4.2 万个；淡水湖泊 3.6 万平方 千米，荒漠化土地 264 万平方千米，水土流失面积 356 万平方千米，森林总面积 175 万平方千米，平均每 10 平方千米一个传感器，共需 80 万个；海洋面积 300 万平方千米，平均每百平方千米一个传感器共需3万个；共需约90万个传感节点。 这些数据节点数量众多、分布面积广泛，采用低轨卫星数据传输可以实现低成本 的全地域覆盖。
除“Starlink”外，国外低轨通信卫星系统主要还有美国铱星通讯公司的第二代 铱星系统、劳拉高通卫星服务公司的第二代全球星系统、美国轨道科学公司和加 拿大全球通信公司（TeleSat）共同组建的 Orbcomm 系统、OneWeb 公司的 OneWeb 星座、美国 SES 公司的 O3b 计划（中轨道星座）等。其中，第二代铱星系统、第 二代全球星系统、Orbcomm 系统是低轨移动通信卫星系统（带宽相对较低），且已 组建完成；Starlink、OneWeb 星座、O3b 计划（第二代）为低轨宽带通信卫星系 统，尚在组建中。
4.1、第二代铱星系统（Iridium Next）
摩托罗拉公司于 1987 年发布第一代铱星（Iridium）计划，由 66 个低轨道通信卫 星组成，于 1998 年 11 月 1 日开始服务，是世界上第一个全球卫星数字通信系统， 可为手持机用户提供全球个人移动通信服务。但由于当时卫星技术和全球通信需 求并不成熟，第一代铱星系统无法和同时兴起的低成本地面移动通信系统竞争， 其可征服的市场过于狭小，从而导致其于 2000 年正式破产。2000 年底，铱星通 讯公司利用原铱星破产的时机，以 2500 万美元的象征性价格买下耗资 50 多亿美 元建成的铱星系统，并将所有债权全部剥离。2001 年 6 月，铱星通讯公司面向全 球商业用户开始提供速度为 2.4kbps 的互联网连接服务，并向美军提供野战通信 服务。
此后，铱星通讯公司开发了第二代铱星系统，命名为 Iridium Next，同样由 66 颗卫星组成，此外还有 9 颗在轨备用卫星和 6 颗地面备用卫星，共 81 颗（75 颗 在轨）。第二代铱星系统保持了与第一代同样的星座构型，但卫星通信带宽得到大 幅升级（将提供 L 频段 1.5Mbit/s 和 Ka 频段 8Mbit/s 的高速服务）。第二代铱星 系统采用 48 个 L 频段相控阵天线，单颗星的地球表面覆盖半径达 2300km，可提 供蜂窝模式卫星通信。
据俄罗斯卫星通讯社2019年1月11日报道，搭载10颗第二代铱星系统卫星的“猎 鹰 9”号运载火箭已从美国加利福尼亚州范登堡空军基地发射升空。本次发射后， 铱星通讯公司在轨卫星数量将达到 75 颗（均使用“猎鹰 9”号运载火箭发射）， 第二代铱星系统组建完成。
4.2、全球星系统（Globalstar-2）
第二代全球星系统（Globalstar-2）是由美国劳拉高通卫星服务公司 LQSS（Loral Qualcomm Satellite Service）运营的低轨移动通信卫星系统。
Globalstar-2 于 2010 年开始建设，2013 年 2 月完成全部 24 颗低轨卫星系统的部 署，并计划持续提供服务至 2025 年以后。Globalstar-2 卫星系统除南北极以外 在全球范围内可实现无缝覆盖，提供低价的卫星移动通信业务，包括话音、传真、 数据、短信息、定位等。
Globalstar-2 系统还推出了基于卫星的 WiFi 服务——Sat-Fi。Sat-Fi 接收终端 与卫星相连形成热点，并充当 WiFi 路由器，提供 WiFi 接入服务。
4.3、Orbcomm 轨道通讯系统
Orbcomm 卫星通信系统是由美国轨道科学公司和加拿大全球通信公司（TeleSat） 共同组建的全球卫星通信星座，于 1998 年投入商用。整个 Orbcom 系统拥有 36 颗小卫星，其中包括 6 个轨道面内的 6 颗备用卫星。该系统的卫星不需要推进系 统，且用于低功率的通信服务，因此体积很小。Orbcom 系统数据传输速率只 2400bit/s，只能提供近实时的双向数据通信业务，而不能提供话音、视频等业务。
4.4、OneWeb 计划
OneWeb 是一家成立于 2012 年的卫星通信公司，致力于发展低轨通信卫星系统， 为地面用户提供高速宽带天基接入服务。OneWeb 计划打造一个名为“星座” (constellation)的卫星互联网络，每月发射一次卫星（每次 30+颗），共发射超 过 650 颗，并于 2021 年提供无缝的全球互联网覆盖。OneWeb 的卫星将使用 Ka 和Ku 频段与地球进行通信。Ka 频段将用于地面网络（连接 OneWeb 系统和互联网） 与卫星之间的通信；而 Ku 频段将用于卫星和用户终端之间的通信。
据美通社，2019 年 2 月 27 日，OneWeb 利用“联盟号”(Soyuz)运载火箭顺利发射 首批 6 颗互联网卫星。据 OneWeb 首席执行官 AdrianSteckel：“ OneWeb 将实现在 2021 年 648 颗卫星在轨的目标，基本将每月发射一次的频率，视情况每次发射 32 或 34 颗卫星，最终在 2021 年第四季度实现全球服务。”
据网易新闻，OneWeb 在伦敦和弗吉尼亚都设有工厂，目前正在佛罗里达建设一个 大型制造工厂。每颗卫星的制造成本约为 100 万美元。为了大规模制造卫星， OneWeb 还与空客公司成立了合资企业 OneWeb Satellites。
OneWeb 已经为其庞大的卫星网络筹集了超过 20 亿美元的资金。软银公司曾分别 于 2015 年、2016 年向 OneWeb 投资 5 亿美元和 8.5 亿美元，成为 OneWeb 的最大 股东。OneWeb 的投资方还包括国际通信卫星公司、可口可乐、休斯网络、高通、 空中客车、维珍银河等商业巨头。
4.5、O3b 计划
Other three Billion（O3b）星座系统是全球第一个成功投入商业运营的中地球 轨道（MEO）卫星通信网络，由通信卫星巨头 SES 公司主导，谷歌、汇丰等企业参 与。第一代 O3b 星座于 2019 年 4 月完成组网，轨道高度 7830 公里，采用 Ka 波段 频率，包含 20 颗重约 700kg 的小卫星（由法国泰雷兹阿莱尼亚宇航公司（TAS） 研制生产）， 主要向全球偏远地区（主要是非洲、亚洲和南美等）的 30 亿人口提 供高带宽、低成本、低延迟的卫星互联网接入服务。
2018 年 6 月，FCC 批准 O3b 利用 26 颗新增卫星（V 波段频率）在美销售卫星连通 服务的请求，O3b 公司累计可运营中轨道卫星数量达到 42 颗，并将 O3b 星座覆盖 范围从目前的北纬 50°至南纬 50°扩展到全球。
4.6、其他低轨通信卫星系统计划
LeoSat 卫星系统
LeoSat 卫星系统计划由 108 颗卫星组成，由 LeoSat 公司提出并实施。LeoSat 公 司计划为 3000 余家大型企业及机构用户提供全球高速数据接入服务。LeoSat 卫 星系统将部署在 1400 公里的 LEO 轨道上，采用 6 个轨道面，每个轨道面上部署 18 颗，共计 108 颗卫星。
据LeoSat公司估计，LeoSat星座至少需要融资25-30亿美元。2015年6月，LeoSat 与美国纽约一家投资公司签署了合作协议，由该公司负责帮助 LeoSat 开展首轮融 资用于卫星设计。LeoSat 计划从 2019 年开始发射高通量宽带卫星，并在 2022 年 发射 70-108 颗卫星并投入运行。
波音公司星座计划
2017 年，波音公司计划搭建一个由 3000 颗低轨道小卫星组成的星座，由 2956 颗 非静止卫星轨道（NGSO）卫星构成，为用户终端提供高速、低延迟的互联网连接。 在初期部署阶段，波音 NGSO 星座由运行于 1200km 高度的 1396 颗 LEO 卫星组成， 包括 35 个 45 度倾角的圆轨道面，另外还有 6 个 55 度倾角的圆轨道面作为补充。 波音 NGSO 系统最终部署后，卫星数量将增加到 2956 颗，增加 12 个 55 度倾角、 运行高度 1200km 的轨道面和 21 个 88 度倾角、运行高度 1000km 的轨道面。截至 2019 年底，波音公司尚未发射 NGSO 卫星。
亚马逊“柯伊伯”（Kuiper）项目
“柯伊伯”（Kuiper）项目是由亚马逊公司规划组建的低轨宽带通信卫星系统。“柯伊伯”项目初期计划向近地轨道发射 3236 颗通信卫星，从而在全球提供快速且低 延迟的互联网接入服务。“柯伊伯项目”将由三组运行在不同高度的近地卫星群组 成：首批计划发射 784 颗卫星，高度距地面 590km；第二批计划发射 1296 颗卫星， 距地面高度 610km；第三批计划发射 1156 颗卫星，距地面高度为 630km。据环球 网，2019 年 7 月，亚马逊公司已向 FCC 提交申请，目前仍在审核中。
我国低轨宽带通信卫星系统主要有航天科技集团的“鸿雁星座” 、航天科工集团的 “虹云工程”、中国电科集团的“天象”等。此前上述星座计划由三大集团各自主 导，未形成有效合力。我国上述三大低轨宽带通信卫星系统的建设进度落后于 Starlink，也落后于第二代铱星等一部分国外星座计划。卫星通信具有全球通用 的特性，不像传统互联网接入容易建立防火墙机制，实现“贸易保护”。龙头企业 或将利用先发优势和技术优势在全球范围快速抢占市场。
当然，基于中美国情的差异，我们认为 Starlink 庞大的卫星计划意在将天基互联 网系统构建成未来美国宽带互联网的骨干，且可凭借超级大国的经济、军事、科 技优势将该系统向其盟友乃至全球推广应用，因此其带宽需求巨大、所需卫星数 量众多；中国相关天基互联网计划更多是作为既有发达的地面宽带通信网络的补充，面向现有网络无法有效覆盖的领域并辐射“一带一路”等全球利益拓展方向， 因此其投资规模及星座规模也相对有限。
尽管如此，考虑到互联网安全及轨位频率资源稀缺等因素，打造拥有自主知识产 权的低轨宽带通信卫星系统仍迫在眉睫。据搜狐网，截至 2019 年，国际电联已收 到 200 余个大型卫星系统计划申请，而其中大部分申请人都不具备部署完整星座 的能力，提交申请的主要目的是抢占频段资源。为此，国际电联于 2019 就修改申 请条件达成初步共识，即让申请人（运营商）在 1 年或者 3 年内完成第一个里程 碑阶段，并且需要发射更多的卫星来保住所申请的频段。此外，建立我国自主的 低轨宽带通信卫星系统将为我国军用高速通信提供有力保障，为我军信息化建设 添砖加瓦。
5.1、航天科技集团“鸿雁星座”计划
“鸿雁星座”计划是由航天科技集团东方红卫星移动通信有限公司自主建设的低 轨宽带通信卫星系统。该星座将由 300+颗低轨道小卫星及全球数据业务处理中心 组成，具有全天候、全时段及在复杂地形条件下的实时双向通信能力，可为用户 提供全球实时数据通信和综合信息服务。
据新华网， “鸿雁星座”计划将分 2 期建设：一期预计投资 200 亿元，在 2022 年 建成由 60 颗核心骨干卫星组成的系统并投入运营，以实现全球移动通信、物联网、 导航增强、航空监视等功能；二期计划于 2025 年建成一套由 300+颗宽带通信卫 星组成的卫星系统，实现全球任意地点的互联网接入，构建我国“海、陆、空、 天”一体的卫星移动通信与空间互联网接入系统。
项目进展
据人民网，2018 年 12 月 29 日，“鸿雁”星座首发星发射成功并进入预定轨道， 标志着“鸿雁”星座的建设全面启动。鸿雁星座首发星是鸿雁星座的试验星，由中国卫星（600118.SH）控股子公司深圳航天东方红海特卫星有限公司抓总研制。 2018 年 3 月 7 日，航天科技集团旗下从事卫星运行服务业的核心专业子公司中国 卫通（601698.SH）拿到基础电信业务经营许可证，从而获准在全国范围内经营卫 星移动通信业务和卫星固定通信业务。同时工信部表示，希望中国卫通发挥资源 优势，提高卫星利用率，带动卫星通信产业链发展，为实现提升我国卫星通信的 国际竞争力发挥积极作用。
5.2、航天科工集团“虹云工程”
“虹云工程”是由航天科工集团二院牵头研制的低轨宽带通信卫星系统，其将以 天基互联网接入能力为基础，融合低轨导航增强、多样化遥感，实现通、导、遥 的信息一体化。该系统计划由 156 颗低轨小卫星在距离地面 1000 公里的轨道上组 网运行，构建星载宽带全球互联网络。“虹云工程”的建设将分为三步：1）在 2018 年前发射第一颗技术验证星，实现单星关键技术验证；2）2020 年之前发射 4 颗 业务实验星，组建一个小星座，让用户进行初步业务体验；3）2025 年实现 156 颗卫星组网运行，完成业务星座构建。
项目进展
据国资委网站，2018 年 12 月 22 日，虹云工程首颗技术验证卫星成功发射升空（我 国第一颗低轨宽带通信技术验证卫星） ，标志着我国低轨宽带通信卫星系统建设实 现零的突破，我国打造天基互联网也迈出了实质性的第一步。技术验证卫星入轨 后，先后完成了不同天气条件、不同业务场景等多种工况下的全部功能与性能测 试，成功实现了网页浏览、微信发送、视频聊天、高清视频点播等典型互联网业 务，无丢帧卡滞现象，在轨实测的所有功能与指标均满足要求。据新华网（2019 年 11 月 19 日），虹云工程应用示范系统（包含 1 套机动式信关站和多型用户站） 将于 2020 年初投入使用。
据国资委官网，航天科工二院专门成立了空间工程发展有限公司，并与湖北省政府达成了战略合作，目前已着手在武汉国家航天产业基地建设卫星产业园，预计 2020 年建成。该产业园将满足 2020 年“虹云工程”业务试验星的发射需求，支 撑 2022 年左右整个星座卫星的批量生产。据新华网（2019 年 11 月 19 日），航天 科工二院将通过低轨宽带通信互联网产品制造和星座建设，做大做强商业航天， 吸引卫星上下游配套单位聚集在以卫星产业园为中心的三公里区域，形成产品研 发、设计、生产、应用、服务等多维度良性运行的卫星产业链生态圈。
5.3、中国电科集团“天地一体化信息网络（天象）”
“天地一体化信息网络”项目由天基骨干网、天基接入网和地基节点网组成，并 与地面互联网和移动通信网互联互通，可实现“全球覆盖、随遇接入”。据人民日 报， “天地一体化信息网络”项目由中国电科集团牵头，是科技部“科技创新 2030” —重大项目之一。
“天地一体化信息网络”项目的天基骨干网由 GEO 轨道的 6 个节点联网而成，天 基接入网则以低轨节点为主，地基节点网由多个地面互联的地基节点（关口站及 信息港）组成。据中新网，该项目低轨接入网主要采用星座部署、空间组网的方 式，规划 60 颗综合星和 60 颗宽带星，采用星间链路和星间路由技术，实现极少 数地面关口站支持下的全球无缝窄带和宽带机动服务。此外，卫星通过搭载载荷 还可实现航空/航海监视、频谱监测、导航增强以及广域物联网服务等。
据安徽日报，天地一体化信息网络项目将在合肥落地实施，并由中国电科 38 所承建合肥中心。合肥中心主要定位于研发空间高速传输载荷，主导低轨通信卫星、 浮空平台通信系统建设，打造成为卫星及浮空平台装备制造及服务基地，并建设 地面核心信息港，发展大数据产业，辐射服务华东地区和长江经济带。据人民网， 2018 年 12 月 26 日，中国电科 38 所与中科院微小卫星创新研究院签署了“天地 一体化信息网络”先导试验网络天基骨干节点项目合作框架协议。
项目进展
据搜狐网，2019 年 6 月 5 日，“天地一体化信息网络”重大项目“天象”试验 1 星、2 星通过搭载发射，成功进入预定轨道，重大项目建设取得实质性进展。此 次发射的两颗卫星由中国电科牵头研制，是我国首个基于 Ka 频段星间链路的双星 组网小卫星系统，是我国首个实现传输组网（各种信息数据、语音、视频、图片 的高质量实时传输）、星间测量、导航增强、对地遥感等功能的综合性低轨卫星， 是未来低轨道星座系统建设的最简网络模型。卫星搭载了国内首个基于 SDN(软件 定义网络)的天基路由器，在国内首次实现了基于低轨星间链路的组网传输，并在 国内首次构建了基于软件重构功能的开放式验证平台。
5.4、建设低轨通信卫星系统潜在的风险分析
一方面，低轨卫星系统较传统通信卫星具有诸多优势：覆盖范围广，可实现全球 无缝通信；信号传输时延小，传输损耗小；卫星体积小、重量轻、制造成本低， 可实现一箭多星；研制周期短、发射成本低，可灵活补充等（详情请参考《商业 航天行业研究：SpaceX 及低轨道小卫星系统启示录》2018-08-15）。另一方面， 低轨卫星系统的建设目前仍面临着发射能力不足，前期资本投入大，商业应用不 明晰，轨道、频率冲突等风险。
5.4.1、巨额资本投入带来财务风险
第一代铱星系统（1998 年建成）建设共花费超过 50 亿美元（破产后以 2500 万美 元出售），全球星系统（2013 年建成）建设共花费 33 亿美元，即使目前卫星建造 成本和发射成本较当时有所下降，但仍然价格不菲。
据《卫星与网络》（2018 年 10 月 25 日），以国内目前的人力资源成本、卫星制造 水平和火箭发射技术，研制并部署一个全球实时覆盖、包含 60 颗卫星的通信卫星 系统（宽窄带结合，并拥有舰艇自动识别（AIS）和民用航空自动识别功能（ADS-B） 的星座），至少需要投资 200 亿元。虽然 AIS 和 ADS-B 服务并不需要星座完全部署 即可以开通，但正常的话音和宽带业务需要星座完全部署才能提供最佳用户体验。 而这对企业造成了较大的资金压力，特别是私有商业公司。此外，低轨道小卫星 的寿命一般较短，因而卫星的替换也将更为频繁（LEO 卫星的设计寿命一般是 5-8 年，GEO 卫星一般是 15 年），给星座后续的运营维护带来了更大的挑战。
在已经入轨运行的星座当中，第二代铱星系统较为成熟，且在规模上与国内企业 计划建设的低轨宽带星座较为接近，因此我们选取第二代铱星系统作为参照，考 察其经营状况。
铱星通讯公司于 2000 年底以低价获得了原铱星公司的资产（包括完整的低轨星座 和地面设施，以及成熟的用户终端设计和有关专利），但目前尚处于负债经营之中。 2014-2018 年，由于第二代铱星系统部署工作逐步推进，铱星通讯公司总收入从 4.09 亿美元增长至 5.23 亿美元，年均复合增速为 6.37%；净债务从 7.33 亿美元 增长至 15.8 亿美元，年均复合增速为 21.17%，高于营收增速；公司近年来资本 支出保持在 4 亿美元左右，资产负债率高企，近五年在 60%左右波动。公司不仅 需要在漫长的前期建设阶段投入大量资金，还需要在后续较长时期内持续投入， 以维持星座的运转。
据上文《卫星与网络》，假设建设一个包含 60 颗卫星的低轨卫星系统需要投资 200 亿元，其中贷款总额为 100 亿元，银行贷款利率在 4.35%-4.9%之间，则每年付息 总额将超过 4 亿元。
5.4.2 商业用户是营收主要支柱，政府用户占比低
铱星通讯公司在重组后的第一大客户为美国政府，但目前政府收入占公司总收入 比重保持在 15%-20%之间，商业领域的拓展才是决定公司盈利状况的关键。
值得注意的是，原铱星公司破产后，在美国政府支持下重组成功，而当时低轨通信卫星系统竞争相对不激烈。但目前包括美国和中国在内的国家纷纷提出了低轨 通信卫星系统计划，市场竞争日益激烈。
5.4.3、对火箭发射能力提升的挑战
低轨宽带通信卫星系统往往需要部署上百颗，甚至上千颗卫星（在轨卫星+备份卫 星）。2010 年以来，全球每年大约发射 200-400 颗卫星，现有的卫星发射能力不 能满足未来几年低轨卫星系统的建设需求。以 Starlink 计划为例，假设 SpaceX 能实现低成本发射，按照其计划，到 2020 年，其产能及发射全面铺开后，年发射 量将达到前所未有的 100-120 次（ 2019 年美国共发射 27 次，其中 SpaceX 发射 12 次）。 假设 SpaceX 公司每次发射 60 颗 Starlink 卫星（2019 年至今共发射四次， 每次均发射60颗卫星），为了满足FCC的要求在2027年完成发射约1.2万颗卫星， 则 SpaceX 共需要发射约 200 次，年均发射 28 次。因此，Starlink 计划最终能否 实现，其关键之一是在于猎鹰 9 号后续产能，以及大批量回收再利用进程是否顺 利。此外，还决定于已完成首飞但回收能力尚不成熟的重型猎鹰，或者运载能力 更为惊人的 BFR 重型火箭（计划 2020 年首飞）能否按计划低成本投入使用。未来 随着可回收火箭技术的进一步成熟，以及小型运载火箭供应商的日益增多，低轨 道运力有望大幅提升，低轨道发射成本有望降低。
除了客观产能之外，资金压力和安全事故也有可能成为限制发射能力的因素之一。 发射火箭需要大量资金投入，且火箭发射事故将对项目进度和公司业绩造成较大 冲击。据华尔街日报，2014 年，SpaceX 公司实现营业收入 10 亿美元，同比增长 47.06%，主要系该年 NASA 将近地轨道业务外包给了 SpaceX 公司。2015 年，公司 实现营收 9.45 亿美元，同比减少 5.5%，亏损 2.6 亿美元（四个季度均处于运营 亏损状态），主要系猎鹰九号火箭 2015 年 6 月发生爆炸事件，并暂停了几个月的 火箭发射所致。而这也导致公司 2015 年只发射了 6 次火箭（原计划发射 12 次以 上）。2016 年 9 月，猎鹰 9 号火箭再次发生爆炸事件，导致公司该年仅发射 8 次 火箭（原计划发射 20 次） 。
5.4.4、轨道、频率结合问题
低轨通信卫星系统所需在轨卫星数量庞大，参与竞争企业众多，给捉襟见肘的轨 道和频率资源分配提出了更大的挑战。小卫星系统将来需要通过更为先进的资源 动态调度技术和更广泛的通信频段（如 Q/V 频段），以改变如今卫星通信系统“平 时不想用、急时不好用”的问题。
卫星通信产业链涵盖卫星制造、发射服务、地面设备制造、运营与服务等环节。
6.1、全球低轨通信卫星市场
2018 年，全球卫星产业总收入为 2774 亿美元，同比增长 3%。其中卫星产业规模 主要来源于地面设备和卫星服务收入，卫星制造和发射服务产业规模较小。卫星 服务实现收入1265亿美元（其中卫星电视等卫星通信业务收入占比高达83.4%） ， 同比减少 1.7%，占卫星产业收入的 45.6%。
据《国际太空》，2018 年，全球共发射卫星 438 颗，其中通信卫星 77 颗，占比为 17.6%。据 SIA，2018 年，全球在轨运行的卫星达到 2092 颗，其中，通信卫星数 量约为 837 颗，占比为 40%。2019 年全球共发射卫星 505 颗，其中通信卫星 169 颗（SpaceX 发射了 120 颗 Starlink 卫星），占比为 33.47%。
由于通信小卫星多用于低轨，因此通信小卫星市场对低轨通信卫星市场有较大参 考意义。据欧洲咨询公司（Euroconsult）发布的《小卫星市场前景》报告，2018-2027 年，全球将发射超过 7000 颗卫星（2008-2017 年共发射约 1200 颗），其中通信小 卫星约 4350 颗（宽带通信卫星约 3500 颗），数量占比 62.14%（SpaceX 的 Starlink 卫星数量占比较高）。随着各大低轨通信小卫星系统的陆续组网，低轨通信小卫星 市场有望迎来广阔的市场。
6.2、中国低轨通信卫星市场
近年来，我国卫星产业蓬勃发展。2012-2018 年，我国卫星产业收入从 1209 亿元 增长至 3746 亿元，年均复合增速为 20.74%，高于全球增速 4.81%。2018 年，我 国卫星通信市场规模约为 610 亿元，占我国卫星产业市场规模的 16.3%（全球卫 星通信市场规模约占卫星产业总市场规模的 40%）。据《中国卫星通信产业发展白 皮书》，预计 2020 年我国卫星通信全产业链市场规模将超过 800 亿元，2018-2020 年的年均复合增速为 14.5%。
2018 年，我国共发射卫星 91 颗，其中通信卫星 4 颗，占比为 4.4%；2019 年我国 共发射卫星 54 颗，其中通信卫星 12 颗，占比为 22.22%，比例快速提升。
对于低轨通信卫星市场，仅“鸿雁星座”计划、“虹云工程”、“天象”便可为我国 带来超过580颗低轨通信卫星需求，但与SpaceX已获批的1.2万颗存在巨大差距。
目前我国通信卫星数量占比、卫星通信市场占比都低于全球平均水平，通信卫星 规划数量低于美国，未来提升空间巨大。随着低轨宽带通信卫星系统应用领域的 不断成熟，以及火箭发射能力逐步提升、成本不断下降，我国低轨宽带通信卫星 市场空间有望进入发展快车道。
低轨宽带通信卫星产业链主要由卫星制造、火箭发射服务（包括火箭研制）、地面 设备制造、卫星系统运营与服务四大环节组成。其中，卫星系统建设初期涉及卫星制造和发射服务两大环节，而地面设备制造和卫星系统运营环节处于产业链下 游，需求变化滞后于卫星制造和发射。
7.1、卫星制造相关公司
卫星制造包括卫星整体制造、部组件和分系统制造，当前我国通信卫星制造领域 已达国际先进水平。据《中国卫星通信产业发展白皮书》，2025 年我国卫星通信 设备行业产值将超过 500 亿元，相关设备制造市场空间巨大。我国通信卫星制造 相关单位包括航天五院（及旗下上市公司中国卫星）、 航天科工二院、中科院微小 卫星中心、航天科工四院、银河航天等，配套企业主要有航天九院（及旗下上市 公司航天电子）等。
7.1.1、航天五院
中国空间技术研究院（航天五院）隶属于航天科技集团，成立于 1968 年，首任院 长是著名科学家钱学森。经过 50 年的发展，五院已成为中国主要的空间技术及其 产品研制基地，是中国空间事业具备雄厚实力的骨干力量。五院主要从事空间技 术开发、航天器研制、空间领域对外技术交流与合作、航天技术应用等业务。
据五院官网，自 1970 年 4 月 24 日成功发射我国第一颗人造地球卫星以来，五院 共抓总研制和发射了 200 余颗航天器，目前百余颗航天器在轨运行；并形成了载 人航天、月球与深空探测、北斗卫星导航系统、对地观测、通信广播、空间科学 与技术试验六大系列航天器，实现了大、中、小、微型航天器的系列化、平台化 发展，铸就了东方红一号卫星、神舟五号载人飞船、嫦娥一号卫星中国航天发展 的三大里程碑。此外，五院先后与俄罗斯、法国、巴西、美国等 100 多个国家和地区的宇航公司及空间研究机构建立了广泛的联系与合作，出口产品覆盖通信卫 星、遥感卫星、卫星应用、航天器研制基础设施、宇航单机部组件和宇航元器件 等。截至 2017 年底，五院已向国际用户交付了 9 颗商业卫星。
通信卫星方面，五院通信卫星事业部拥有全面的卫星通信系统研制能力：从航天 器与有效载荷设计、制造与试验到整个的地面控制与通信基础设施、在轨运行与 服务。自 1984 年以来，五院作为主承包商已建造了约 20 颗地球静止轨道通信卫 星，包括东方红 2 号卫星、东方红 2a 卫星、东方红 3 号卫星、尼日利亚 1 号通信 卫星等。
中国卫星（600118.SH）是五院旗下上市平台，成立于 1997 年，是专业从事小卫 星及微小卫星研制、卫星地面应用系统集成、终端设备制造和卫星运营服务的航 天高新技术企业，拥有“小卫星及其应用国家工程研究中心”，并形成了航天东方 红、航天恒星、深圳东方红等一系列知名品牌。据公司公告，公司股东五院为了 避免与上市公司产生同业竞争，承诺不从事采用 CAST968 现代小卫星公用平台专 有技术，且质量在 1000 公斤以下的小卫星及微小型卫星的研制和应用。
中国卫星在卫星制造领域目前主要包括小卫星制造、微小卫星制造、部组件制造 三大板块。公司成功开发了 CAST10、CAST20、CAST2000、CAST3000、CAST4000 等多个具有国内领先、国际先进水平的小/微小卫星公用平台，覆盖 1kg-1000kg 级别。在部组件制造领域，公司主要产品包括星（船）载导航接收机、高速信息 网络产品、星间通信接收单元、太阳能电池片、高端紧固件等。
航天五院通信卫星事业部是我国卫星研制的国家队，是当之无愧的主力军。随着 卫星发射成本的逐步降低，以及我国低轨通信卫星系统计划的推进，有望极大地 受益于我国小卫星需求的快速提升。
7.1.2、航天科工二院
中国航天科工集团第二研究院（航天科工二院）创建于 1957 年 11 月 16 日，前身 是国防部第五研究院二分院。航天科工二院在武器系统总体、导弹总体、精确制 导、雷达探测、目标特性及目标识别、仿真技术、军用计算机及共性软件、地面 设备与发射技术和先进制造技术等领域处于国内领先水平，是一个具有雄厚技术 实力和整体优势的综合性研究院。
据环球网军事 2017 年 3 月 3 日报道，航天科工集团“天鲲一号”卫星发射成功， 拓展了我国小型低轨通用卫星平台型谱。“天鲲一号”于 2014 年 3 月开始研制， 由中国航天科工二院抓总，主要用于遥感、通信和高功能密度通用卫星平台技术 验证试验，是中国航天科工集团公司独立自主研制的具有完全自主知识产权的首 颗卫星。
空间工程发展有限公司（空间公司）隶属于航天科工二院，是航天科工集团拓展 空间领域的总体单位，主要从事空间工程技术研究、系统研发和产业化经营，是 一家集研发、制造、商业融资为一体的空间工程产业公司。据澎湃新闻，2018 年 4 月 26 日，空间公司举行成立大会，将“虹云工程”作为目前全力打造的最主要 商业航天项目，提出建立基于小卫星的低轨宽带互联网接入系统，为全球用户提 供通信、导航增强和遥感信息一体化综合服务。
7.1.3、中国科学院微小卫星创新研究院
中国科学院微小卫星创新研究院成立于 2017 年，依托于中科院与上海市共建的上 海微小卫星工程中心进行建设。上海微小卫星工程中心成立于 2003 年，前身是成 立于 1999 年的中国科学院小卫星工程部。微小卫星创新院拥有通信卫星、遥感卫 星、科学卫星三个总体部和卫星电子技术、卫星控制技术、卫星力热技术、卫星 软件技术四个研究所，为国家战略需求和重大科学突破提供有力支撑。
据中国科学院空间环境研究预报中心官网，微小卫星创新院是我国微小卫星及相 关技术领域的总体单位之一，从 1999 年开始自主开发研制我国首颗 100 公斤以下 的微小卫星——“创新一号”通信科学试验卫星，并于 2003 年 11 月 21 日发射成 功。据中科院官网，目前微小卫星研究院已成功发射包括暗物质粒子探测卫星、 量子科学实验卫星、天宫二号伴随卫星等 47 颗卫星。
据中科院上海分院官网，2019 年 10 月 12 日，中科院微小卫星创新研究院建设的 上海临港卫星研制基地北区正式启用、临港卫星研制基地南区（上海科技创新中 心协同创新交叉研究平台-微小卫星模块化智能制造与应用创新平台项目）开工建 设。临港卫星研制基地于 2015 年开始规划建设，总体规划占地 240 亩，总投资约 22 亿元，分四期建设。一期项目（北区）总投资 9.9 亿元，厂房共 3.6 万平米， 拥有 7 个卫星总装大厅和完善的力、热、噪声、微波暗室等环境试验条件，能够同时承担 30 到 50 颗吨级卫星的研制，并具备同时承担 100 颗以上微小卫星的研 制能力。一期项目主要承担通信、导航、遥感等国家装备型号任务的批生产制造 任务。二期项目（南区）总投资 3.4 亿元，计划 2021 年底竣工投产。二期项目将 建设卫星创新工厂，构建卫星全流程规划管理及云数据支撑平台、面向精益化智 慧化卫星 AIT 平台等 5 大卫星研制专用和共用平台，支撑未来十年内 600 余颗商 业微小卫星的批量生产。
7.1.4、航天科工四院
航天科工四院（中国航天科工运载技术研究院/中国航天三江集团公司）由原航天 科工集团四院、原航天科工集团九院整合重组而成。原航天四院是国防科技工业 的骨干研究院，是我国专业从事固体地地战略导弹武器系统、固体运载火箭等研 制生产的主体与技术抓总单位。
航天行云科技有限公司成立于 2017 年，是航天科工四院的卫星总体单位。公司定 位于高端小卫星研发、卫星应用设计和小卫星系统运营。公司的发展目标是构建 覆盖全球的低轨窄带卫星通信系统（“行云工程”项目），并开展商业化应用，为 全球用户提供任意位置、任意时刻的数据采集、信息传输、终端接入、数据挖掘 等综合物联网信息服务。据新华网（2019 年 11 月 19 日）、航天爱好者网，“行云 二号”01、02 星已完成组装，预计于 2020 年搭乘快舟一号甲运载火箭发射入轨， 并开展行业试点和应用测试。
7.1.5、银河航天
银河航天（北京）科技有限公司成立于 2018 年，由猎豹移动联合创始人、360 个 人软件事业部前技术总监徐鸣创立，致力于通过敏捷开发、快速迭代模式，规模 化研制低成本、高性能小卫星，打造全球领先的低轨宽带通信卫星系统，建立一 个覆盖全球的天地融合通信网络。2018 年，银河航天获得了顺为资本（小米董事 长雷军创办）、晨兴资本、IDG 资本、高榕资本、源码资本、君联资本等知名投资 机构支持，共融资 35 亿元。据公司官网（2019 年 9 月 16 日） ，公司已完成最新 一轮融资，由建投华科投资股份有限公司领投，顺为资本、IDG 资本、君联资本 和晨兴资本跟投，最新估值超过 50 亿元，成为国内商业航天赛道估值最高的创业 公司之一。
据公司官网，公司首要战略为将航天工业从原来的单件模式变成批量模式，公司 拥有一批具有丰富卫星研制经验的技术人员，具备自主设计研发高性能、低成本 通信载荷、卫星平台和地面通信系统的能力，技术委员会主席邓宗全为中国工程 院院士、教授博导，宇航空间机构及控制技术国防重点学科实验室主任、国防 973 项目首席科学家、国家“111”引智计划负责人。据公司官网，公司技术团队已研 制出我国第一套 Q/V 频段的低轨宽带通信卫星载荷、第一套 10Gbps 容量的低轨宽 带卫星通信系统，技术指标达到国际先进水平，并且在低成本、批量化模式等方面进行了初步验证。
“银河 Galaxy”是银河航天计划采用 5G 标准组建的低轨宽带卫星系统，计划由 上千颗自主研发的 5G 卫星在 500-1200km 的近地轨道组网，采用 Q/V 和 Ka 等通信 频段，具备 10Gbps 速率的透明转发通信能力，可通过卫星终端为用户提供宽带通 信服务。此外，该星座将面向全球用户提供 5G 上网服务，实现与地面 5G 网络透 明连接，可让用户无感切换天地 5G 网络；亦可为地面 5G 基站提供数据回传等服 务。据新华网，2020 年 1 月 16 日，快舟一号甲运载火箭成功将我国首颗通信能 力达 10Gbps 的低轨宽带通信卫星—银河航天首发星发射升空，卫星顺利进入预定 轨道。卫星入轨后，将在轨开展相关技术和业务验证。
7.1.6、航天九院
中国航天电子技术研究院（航天九院）在中国航天时代电子公司的基础上组建而 成，是航天电子专业大型科研生产联合体，隶属航天科技集团。航天时代电子公 司前身为成立于 1989 年的中国航天电子元器件公司。九院致力于惯性导航、遥测 遥控、航天计算机及软件、微电子、机电组件等传统优势专业技术的提升，同时 充分发挥型号系统与电子技术相结合的优势，推动技术融合与系统集成，开发系 统产品，是我国火箭、卫星的核心配套单位。
航天电子（600879.SH）是航天九院旗下从事航天电子测控、航天电子对抗、航天 制导、航天电子元器件专业的上市公司，是航天领域的重要配套商。公司主要产 品包括航天测控通信、航天专用机电组件、集成电路、惯性导航、系统化集成产 品以及其他航天技术应用产品等，主要应用于运载火箭、飞船、卫星等航天领域。 据公司公告，公司传统优势专业（航天测控通信、机电组件、集成电路、惯性导 航等）始终在行业内保持国内领先水平，并保持着较高的配套比例。
据公司官网报道，2018 年 3 月 30 日，2 颗北斗三号组网卫星成功发射并顺利进入 预定轨道。公司为长征三号乙运载火箭配套了惯性组件、速率陀螺、测量系统传 输设备、控制及测量系统电缆网、电连接器和继电器等产品；为远征一号配套了 惯性组件、箭上电缆网、配电器、天馈产品、中心程序器、远置单元、总线适配 器、振动传感器等产品；为北斗卫星配套了惯性组件、扩频应答机、星间链路终 端、遥测/遥控终端、上注处理机、导航信号生成基带模块、码模块等产品。公司 相关配套产品在发射任务中运行稳定，圆满完成了此次卫星发射保障任务。
未来低轨通信小卫星的陆续组网将带来卫星和火箭配套产品航天测控通信系统、 惯性导航产品、机电组件、集成电路等的巨大需求。航天电子作为我国卫星、运 载火箭和飞船领域的重要配套商，且在行业内保持着较高的配套比例，有望极大 的受益于低轨通信卫星系统的建设。
7.2、卫星发射服务相关单位
火箭发射服务主要包括发射场服务和火箭研制两部分。我国目前共有四个航天发 射场地：酒泉卫星发射中心、西昌卫星发射中心、太原卫星发射中心和海南文昌 航天发射中心，可以满足当前我国商业发射的需要。
火箭研制方面，航天科技集团和航天科工集团共同组成了我国运载火箭领域的国 家队。其中航天科技集团是当之无愧的主力军，旗下的长征系列火箭可以实现从 小型到重型、从固体到液体火箭发动机、从串并联式到串联式全谱系覆盖。航天 科工集团旗下的快舟火箭（一号、十一号等）是小型固体发动机火箭，主打近地 轨道发射任务。此外，近年来我国涌现出零壹空间、蓝箭航天、星际荣耀等一批 民营运载火箭企业，虽然都处于成长初期，但其成长速度极快，运载火箭研制周 期极短。
2015 年以来，我国航天进入高密集发射期，并呈现明显的一箭多星发射趋势。长 征系列火箭肩负北斗组网、嫦娥探月等重点项目以及遥感、通信卫星的发射任务， 任务量饱满。据航天爱好者网，快舟十一号火箭计划于 2020 年首飞；此外，一系 列民营火箭的发射有望给我国商业航天提供更多的选择，在提升低轨运载能力的 同时，进一步降低发射成本。低轨通信小卫星系统的建设有望拉动我国卫星发射 服务需求的增长。
7.2.1、航天科技集团
航天科技集团主要从事运载火箭、各类卫星、载人飞船、货运飞船、深空探测器、 空间站等宇航产品的研究、设计、生产、试验和发射服务，是我国运载火箭领域 的绝对主力。集团旗下拥有长征系列运载火箭长征一号、二号、三号、四号、五 号、七号、十一号等。
据航天科技集团，集团 2020 年宇航发射有望首次达到“40+”，将完成长征五号 B、 长征七号甲、长征八号三型运载火箭首飞，完成集团公司卫星互联网融合试验星 等商业卫星的发射。其中，长征五号 B 是我国现有低轨运载能力最大的运载火箭， 其首飞将开启我国载人航天空间站任务阶段的序幕。
长征十一号火箭是长征系列中唯一一型固体发动机运载火箭，低轨运载能力可达 700 公斤，具备“日发射”能力，可以很好的适应商业卫星体型小、响应快的发 射需求。2019 年 6 月 5 日，长征十一号火箭在黄海海域成功实施“一箭七星”发 射，填补了中国运载火箭海上发射空白，为中国快速进入太空提供了新型发射模 式。据中国新闻网，长征十一号 2020 年计划执行 5 次发射任务，包括 2 次陆上发射场商业发射和 3 次海上发射。
中国长征火箭有限公司推出商业运载火箭品牌“捷龙”固体商业运载火箭系列， 以满足国内外日益增长的商业载荷入轨需求。据中新社，2019 年 8 月 17 日，纯 商业小型固体运载火箭“捷龙一号”首飞成功，500km、700km 太阳同步轨道运载 能力分别不低于 200 千克、150 千克。此外，“捷龙”系列火箭履约周期短，签约 后 6 个月可出厂，运抵发射场后 24 小时内可发射。据新华网， “捷龙二号”拟于 2020 年完成首次飞行试验，未来将力争实现年均 8 到 10 发的发射能力； “捷龙三 号”拟于 2021 年完成首次飞行试验，未来将力争实现每年 5 到 8 发的发射能力。 “捷龙二号”和“捷龙三号”500 公里太阳同步轨道运载能力分别不低于 500 千 克、1.5 吨。“捷龙”系列运载火箭的陆续首飞有望进一步降低我国火箭发射成本。
7.2.2、航天科工集团
航天科工集团拥有完整的防空导弹武器系统、飞航导弹武器系统研制生产体系， 整体水平处于国内领先地位。2016 年，集团成立航天科工火箭技术有限公司，专 业从事火箭研发和应用，并致力于降低发射成本。公司于 2017 年 1 月实现了快舟 一号甲运载火箭的首飞，成功将“吉林一号”视频星及行云试验一号、凯盾一号 两颗立方体星送入太空。据航天爱好者网，快舟十一号计划于 2020 年首飞。
快舟系列火箭属于小型火箭，其主要竞争优势在于发射价格低廉。据新华社，传 统国际商业发射中，发射 1 公斤载荷到近地轨道价格为 2.5-3 万美元，快舟火箭 的标价为 1 万美元（猎鹰 9 号火箭为 0.27 万美元） 。
7.2.3、民用火箭公司
我国民营运载火箭代表企业包括零壹空间、蓝箭航天、星际荣耀等，其运载火箭 研制周期极短，与“国家队”航天科技集团和航天科工集团形成了互补互促的新 格局。未来有望为我国因低轨通信星座系统的陆续组网而增长的火箭发射需求提 供新的运力来源。据新华网，零壹空间 OS-M 系列火箭近地轨道发射成本将控制在 每公斤 1 万美元左右（传统火箭国际平均价格为 2-3 万美元，猎鹰 9 号火箭为 0.27 万美元），与航天科工集团快舟系列火箭相当。
7.3、卫星运营与服务相关公司
通信卫星运营服务一般分为空间段运营服务和地面段运营服务两部分，空间段运 营服务主要是通信卫星转发器租赁业务，地面段主要负责地面设备接入业务（如 VSAT 运营商/甚小天线地球站）。随着卫星运营企业的垂直延伸和整合，部分企业 同时拥有空间段和地面段运营业务（如中信卫星同时拥有卫星转发器出租出售经 营许可证和 VSAT 业务经营许可证）。我国卫星运营领域主要企业有航天科技集团 中国卫通、亚太卫星、中信集团中信卫星、亚洲卫星（中国香港）、中国电信集团 卫星通信公司等。
7.3.1、中国卫通
中国卫通集团股份有限公司（中国卫通，601698.SH）成立于 2001 年，是航天科技集团控股子公司。中国卫通主营业务为卫星空间段运营及相关应用服务，主要 应用于卫星通信广播，为用户提供广播电视、通信、视频、数据等传输服务。公 司是我国卫星资源实现全球覆盖的主要载体，已经发展成为亚洲第二大、世界第 六大固定通信卫星运营商。
公司拥有优质的通信广播卫星资源。截至 2019 年 6 月 30 日，公司运营管理着 16 颗商用通信广播卫星，其中，公司本部运营 10 颗中星系列卫星，公司参股 42.86% 的子公司亚太卫星国际有限公司运营 6 颗：亚太 5 号、亚太 6 号、亚太 7 号、亚 太 9 号、亚太 6C、亚太 5C。此外，公司拥有的丰富的卫星转发器资源，涵盖 C 频段、Ku 频段以及 Ka 频段等，其中 C 频段、Ku 频段的卫星转发器资源达到 540 余个，Ka 频段的点波束有 26 个，卫星通信广播信号覆盖包括中国全境、澳大利 亚、东南亚、南亚、中东、欧洲、非洲等地区，可以为我国“一带一路”倡议地 区提供服务。
7.3.2、亚太卫星
亚太卫星控股有限公司（亚太卫星，1045.HK）成立于 1996 年，第一大股东为亚 太卫星国际有限公司（中国卫通参股子公司）。实际控制人为航天科技集团。公司 主要为亚太地区、欧、美等地的广播及电讯商提供卫星转发器、卫星通信与卫星 电视广播服务。公司现运营 4 颗在轨卫星：亚太 5C、亚太 6C、亚太 7 号及亚太 9 号卫星，卫星转发器资源涵盖 C 频段、Ku 频段以及 Ka 频段等，合计达 210 个， 覆盖亚洲、欧洲、非洲和澳大利亚等全球约 75%地区。
7.3.3、中信卫星
中信数字媒体网络有限公司卫星通信分公司（简称“中信卫星”）成立于 2016 年， 是中国中信集团公司旗下从事卫星通信业务的专业公司，持有工业和信息化部颁 发的卫星转发器出租出售经营许可证和 VSAT 业务经营许可证。公司卫星资源为亚洲卫星系列：亚洲五号、六号、七号、八号、九号卫星，卫星转发器资源包括 C 频段和 Ku 频段。公司可提供的卫星服务包括：卫星转发器租赁服务、提供临时使 用平台、VAST 业务（建设中）、卫星服务与应用（电视广播、电信网络、宽带通 信、移动应用等），主要客户包括广大公众电信运营商、VSAT 网络运营商、国家 部委、大型国有企业等。
7.3.4、中国电信卫通公司
中国电信集团卫星通信有限公司成立于 2009 年，是中国电信集团从事卫星通信业 务的全资子公司，专业化运营中国电信的卫星通信业务，承担相应的应急通信保 障任务，是中国电信卫星通信业务的资源中心、产品集成中心和专业支撑中心。 公司主要经营卫星移动通信、甚小口径终端（VSAT）通信、卫星国际专线、卫星 宽带接入业务。
公司卫星宽带接入业务依托于 IPSTAR 卫星系统，该系统是美国劳拉公司研制的区 域通信卫星系统，覆盖亚洲地区 22 个国家，工作频段为 Ku/Ka 混合频段。公司通 信业务目前依托于英国的海事卫星、我国的天通一号卫星等。中国电信是独家承 担天通卫星业务运营的基础电信运营企业，而天通一号卫星的投入使用打破了我 国卫星移动通信长期依赖于英国海事卫星、舒拉亚/Thuraya（美国波音公司建造， 阿联酋 Thuraya 卫星通信公司运营） 、美国铱星等国外卫星提供服务的局面。
风险提示：低轨宽带通信卫星系统建设进度不及预期；卫星发射失败的风险；全 球通信卫星运营市场竞争加剧。
（报告来源：兴业证券）
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