信息技术产业已经走过主机时代、互联网时代、移动互联时代，现已进入空天信息时代。空天信息产业是迈入全互联时代涌现的前沿新兴信息产业形态，也是支撑产业和社会数字转型的重要产业，更是引领全球经济发展主线的重要基础设施。空天信息产业是移动互联时代之后的新阶段。

　　以卫星通信、卫星遥感、卫星导航为代表的太空领域是发展的重点领域，空天信息产业的政策环境也越来越友好。国家在顶层设计方面已为空天产业蓬勃发展奠定了良好的基础，同时结合航天任务的规划数量和航天技术及基础设施的不断完善可以预见，我国空天信息产业已进入了发展的黄金十年。

　　建设通导遥一体的空天信息网络成为我国迫切需求

　　近年来，我国地面和空间信息网络建设已取得瞩目发展。截至2018年12月底，中国网民规模达8.29亿人，互联网普及率达到59.6%，已经基本建成了覆盖全国的地面网络；航天技术发展也取得了巨大成就，以北斗卫星导航系统和高分辨率对地观测系统为代表的国家空间信息基础设施取得长足进步，截至2018年12月底，我国在轨卫星数量已超过200余颗，已经初步建成了通信中继、导航定位、对地观测等系统，通导遥融合发展态势基本形成；空天信息的全面性、灵活性、时效性和准确性大幅提升，定时、定位和遥感观测的综合应用服务日益丰富。

　　但随着国民经济飞速发展和各类新兴技术的普及，我国对空天信息也有了更高层次的需求。覆盖面上，我国对导航、遥感等天基信息的需求覆盖范围已从国内拓展到全球；在速度上，对空间信息的获取—传输—处理的响应速度趋向实时化，对海量天基信息的传输—处理—分发的时效性提出了新的要求。要实现天基信息全天时、全天候、全地域服务于每个人的目标，根本上解决现有天基信息系统覆盖能力有限、响应速度慢、体系协同能力弱的问题，亟需构建更为强大的卫星通信、导航、遥感一体天基信息实时服务系统。

　　空天地一体化信息网络逐渐形成

　　20世纪80年代至90年代，美国成功部署了跟踪数据中继卫星（Tracking and Data Relay Satellite，TDRS）系统，TDRS被称为“卫星的卫星”。而同步轨道卫星和地面通信有固定限制，低轨通信卫星更适合现代通信。同步轨道卫星（GEO）在地球赤道上空35786km的圆形轨道运行，卫星绕地球运行周期与地球自转同步，卫星与地球之间处于相对静止的状态。为保证卫星与地球同步运作，卫星只能被发射到赤道轨道面的特定高度，致使可容纳卫星数有限且信号不能覆盖极地地区。由于轨道高度过高，同步轨道卫星的波束覆盖区大，使频谱利用率低。同步轨道卫星通信延迟差达到250ms，和地面基站相比大大增加。

　　另外，地球同步轨道卫星的发射困难，技术复杂；由于许多发射卫星的国家没有赤道附近领土，不可能在赤道上建立卫星发射场，因此卫星要经过几次的轨道变换才能成功，难度大大增加。加上地球同步轨道卫星体积大，重量大，发射时间长，使发射成本高。

　　目前，困扰早期以“铱星”星座为代表的低轨卫星系统的技术壁垒逐渐消除。随着近二十年来通信技术、微电子技术的飞速发展，通信系统信号处理能力、通信带宽不断提升，从目前仍在运行的铱星二代、全球星等低轨卫星通信系统使用情况来看，困扰早期铱星系统的掉线率高等技术问题已经得到有效解决，为低轨卫星通信的普及应用扫清了障碍。

　　空天信息产业链迅速发展助力成本降低

　　在卫星制造成本和发射成本高居不下的时代，低轨道卫星星座不具备经济可行性。然而，随着技术的进步，卫星的体积、质量、成本逐年下降，可靠性、集成度逐年提升。加之近年来，越来越多的企业（包括民营企业）涌入中小型运载火箭行业，使得火箭发射供给快速提升，成本大幅下降。在此环境下，低轨道小卫星星座的大规模部署初步具备先决条件。

　　美国航天探索公司Space X，目前已经成功开发出可重复使用的猎鹰1号、猎鹰9号、重型猎鹰等可重复使用的运载火箭和拥有载人能力的龙飞船。公司可回收火箭近期发射屡获成功。2020年1月30日，SpaceX公司用“三手火箭”将第四批共60颗星链卫星送入轨道，随着公司技术的不断发展，猎鹰9号火箭单次发射成本大大降低，使更多低轨小卫星被送入太空成为可能。

　　未来，随着以SpaceX为代表的商业可重复使用运载火箭的开发，可使猎鹰9运载火箭的单次发射成本稳定在3000万美元左右；按照每次发射60颗近地小卫星计算，单颗星链卫星的发射成本将降低到每颗50万美元左右，成本大大降低。

　　另外，同步轨道卫星寿命一般在10~15年，而低轨小卫星寿命在5~8年，较短的寿命决定了小卫星较高的更换频率。随着卫星发射技术的进步，使以Space X为代表的商用卫星发射公司成为可能，而越来越多的企业进入航天领域，又进一步促进了卫星和发射技术的升级，从而形成了一种“技术进步降低成本→更多力量参与研发生产→技术进步进一步降低成本”的正向循环。

　　根据Wind数据，2019年中国4G用户规模为12.1亿户，目前中国境内4G平均网速是3.61Mb/s；截至2019年5月，全国共建成437万个4G基站，每个基站可供最多500终端接入；中国三大运营商在4G网络上的建设至少在8000亿规模。随着5G的应用，每个5G基站建设费用约是48万元；而由于5G基站覆盖范围仅为100~300米，远远小于4G基站的1~3km范围，建设成本会比4G更高。

　　2020年1月14日，欧洲咨询公司发布了最新的卫星制造与发射服务分析报告《2028年前卫星制造与发射》报告。报告预测，卫星市场将在卫星数量、价值和质量上发生根本性的变化，制造和发射的卫星数量将增加4.3倍，平均每年发射990颗卫星，而前十年平均每年发射230颗卫星。

　　未来十年，该市场将达到2920亿美元，比前十年增长28%，前十年的总收入为2280亿美元。未来十年在Starlink、OneWeb、Kuiper、Telesat LEO和O3b mPower等宽带项目的驱动下，预计LEO和MEO星座占总需求的77%；低轨卫星市场规模巨大，前景广阔。

　　天基互联网将成为5G的倍增器

　　2013~2018年我国在4G建设中三大运营商总投入超过8000亿元，而未来的5G建设花费将超万亿。5G基站覆盖范围小、能耗巨大的特点决定其在人口密集的城市、乡村才有必要铺设；而天基互联网系统能够实现全球覆盖且无视地形和环境要素。因此预测未来天基互联网和5G将形成一种相辅相成、互相融合的关系：以5G为代表的地面基站负责人口稠密的城市和乡村，而天基互联网负责人口稀少、建设基站困难的地区，如天空、海洋和极地；可以预见，天基互联网将成为以5G为代表的地面基站的倍增器；未来10年天基互联网将进入高速发展期，全球无缝覆盖WiFi即将成为现实。

　　北斗和高分系列的成功代表着我国空天信息化产业链的成熟。如高分一号是国家高分辨率对地观测系统重大专项天基系统中的首发星，其主要目的是突破高空间分辨率、多光谱与高时间分辨率结合的光学遥感技术，多载荷图像拼接融合技术，高精度高稳定度姿态控制技术，5~8年寿命高可靠低轨卫星技术，高分辨率数据处理与应用等关键技术，推动我国卫星工程水平的提升，提高我国高分辨率数据自给率。

　　高分一号卫星实现了我国民用高分辨率遥感数据国产化，其主要用户为国土资源部、农业部和环境保护部。该星的设计寿命为5~8年，2013年4月26日高分一号卫星精准入轨；2018年3月31日，发射的高分一号02、03、04卫星成为国家民用空间基础设施规划的首批业务化应用卫星，是我国首个民用高分辨率光学业务星座，用于国土资源调查、监测、监管与应急等主体业务，并可服务于环保、农业、林业、海洋、测绘等行业。特别是在公安执法、灾害环保、漂物监察、土地影像、国际救灾等方面都发挥了重要的作用。（来源：东兴证券，赵昕宇整理）