空天信息产业迎来黄金十年，通信卫星数量大幅增加

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军用和民用发展的重点领域，空天信息已广泛应用于国家安全、经济建设和大众民生的诸多领域，不仅具有军民共用的特点，也拥有巨大的市场价值。

在军事上空天信息网络甚至可以起到类似战略导弹的致命拦截作用。空天信息网络面向政府和公众可提供六项典型场景应用：应急救灾保障、信息普惠服务、移动通信服务、航空网络服务、海洋信息服务、天基中继服务。

1.空天信息产业迎来黄金十年

空天信息产业的政策环境越来越友好。从政策上看，我国鼓励空天信息产业的发展大致有两条主线：其一为相关政策从规划卫星制造到规划整体的空间基础设施建设；其二为鼓励商业航天大力发展，鼓励民营资本参与到建设。此外，航天法已经列入全国人大立法计划，力争在未来3-5年出台。从各类相关政策可知，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，我国空天信息产业已进入了发展的黄金十年。

表：我国近年来空天产业主要政策

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2、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。

国防方面，武器装备的飞速发展和作战模式的改变也为空天信息提出了更高层次的需求。从反导的角度来看，战争中反导的难度已越来越大。以超高音速导弹为例，提升防御超高音速的导弹的成功率需要在发展准备阶段就密切跟踪，这便需要防御方拥有足够强大的空天信息网络。我们可以从美国太空发展局（SDA）提交的预算草案可以窥见当前空天信息网络与军事需求之间存在的巨大差距。据美国航天新闻网10月7日报道，根据美国太空发展局计划2021～2025财年投资110亿美元，用以部署军用大型卫星星座：“国防太空架构”（NDSA）。110亿美元预算主要分为两大部分：5.82亿美元为基线预算，用于NDSA路线图开发以将国防部现有太空项目融入NDSA，同时用于导弹防御传输层传感器的研究和样机开发；106亿美元用于“卫星层”建设，用于研究、设计、开发与测试大型军用卫星星座。

表：NDSA卫星层建设

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3、全球航天产业规模为3600亿美元

根据美国卫星产业协会(SIA)2019年5月8日发布的2019年《卫星产业状况报告》。2018年卫星产业总收入2774亿美元，全球航天产业规模为3600亿美元，卫星产业总收入占全球航天产业规模的77%;2018年卫星产业总收入比2017年增长3%，增幅与2017年持平。

其中，2018年卫星服务业收入占据卫星产业最大份额，总收入为1265亿美元，较2017年下降1.7%。其中，卫星电视直播收入为942亿美元，比上年减少3%;卫星音频广播收入为58亿美元，较上年增长7%;卫星宽带业务收入为24亿美元，较上年增长14%;卫星固定通信业务收入为179亿美元，与上年持平;卫星移动通信收入为41亿美元，比上年增长3%;遥感领域收入为21亿美元，较上年减少5%。总体来看，卫星通信收入占卫星服务业收入比重高达98.34%。

4、高速发展十年，商用通信卫星数量大幅增加

而从发射情况来看，2018年共发射314颗卫星，商业通信卫星占22%，民用/军用通信卫星占4%，通信卫星合计占26%。此外，研究与开发(R&D)卫星占18%，遥感卫星占39%，科研卫星占4%，军事侦察卫星占6%，导航卫星占8%，其他卫星占1%。

回看通信卫星的发射历程，2009-2018年为通信卫星快速发展的10年。数据显示，这十年间全球共发射通信卫星491颗，这段时间发射的通信卫星数量已超过此前发射通信卫星数量的总和。

从用途来看，2009-2018年间，新增民用、政府与军用通信卫星数量基本维持不变，商用通信卫星数量大幅增加。

而从轨道类型来看，以LEO作为目标轨道的通信卫星数量迅猛增长。值得注意的是，以MEO作为目标轨道的卫星全部来自O3B公司。2018年美国Oneweb，SpaceX，中国虹云、鸿雁星座相继发射试验卫星，一旦前期技术验证完成，未来低轨通信卫星发射数量仍将持续增加。

5、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(TrackingandDataRelaySatellite，TDRS)系统，TDRS被称为“卫星的卫星"，其中，多址链路是TDRS的重要组成部分，美国的TDRS多址链路技术演变分为三个阶段：

第一代TDRSS系统的多址体制采用空分多址结合码分多址方式，星上采用一个S频段多址相控天线，具有30个阵元，全部用作接收阵列，发射阵列山其中的12个具有收发双工性能的阵元承担，在通信过程中，只需24个接收阵元、8个发射阵元即可达到TDRSS通信要求。系统采用空分多址和码分多址方式，在一个波束内的用户采用伪噪声码分多址技术，每个信道最大速率可达到50kb/s。其空分多址的波束形成是在地面完成的，各个人线单元接收到返向链路的信号，经过低噪放等处理过程送给星上处理器，并将信号频分复用（频点间隔设置为7.5MHz后形成中频信号，再通过上变频处理将信号从K频段传输下去送给地面基站，在地面接收到多个阵元的信号进行波束形成；

第二代TDRSS系统星上采用的多址天线为S频段六角形相控阵模式，并且因为星上形成波束，天线增益提高约6dB，返向链路为32条，前向链路为巧条，系统增强了多址业务返向能力，占用2.0G~2.3Ghz波段进行多址访问，前向链路的数据传输率为300Kbit/s，并能以传输速率3Mb/s同时接收五个用户星的信息；

空天信息网络第三代TDRSS完成了空间对接、高覆盖率和返回着陆等方面的卫星测控任务，并能够做到对于图像信号的实时传输，关于其多址链路技术，最近美国提出了按需接人的第三代中继卫星地面合成方案，第三代多波束合成方案采用地面接收DBF多波束合成技术，可以满足更多用户按需接址的通信要求。