中國低軌道衛星行業運行現狀,低軌道衛星系統將是未來6G技術基礎

2020-12-19 華經情報網

衛星按照用途大致可分為:通信衛星、遙感衛星(狹義指民用地球觀測衛星,廣 義還包含軍事偵查衛星)、導航衛星(提供位置服務)、技術試驗衛星等。根據SIA(美國衛星產業協會)數據顯示,截至2018年底,全球共有在軌衛星2092顆, 其中通信衛星、遙感衛星、導航衛星的佔比分別為40%、26%、6%。2019年,全球 共發射505顆衛星,其中通信衛星、遙感衛星、導航衛星的佔比分別為33%、22%、3%。

資料來源:SIA,華經產業研究院整理

按照通信衛星運行的軌道不同,衛星通信(系統)可分為低軌道(LEO)衛星通信、中軌道(MEO)衛星通信和高軌道(GEO)同步衛星通信。LEO衛星軌道高度500km~2000km,MEO衛星軌道高度2000km~36000km,GEO衛星軌道高度為36000km。

資料來源:公開資料整理

低軌道衛星通信系統由低軌道衛星和主控站,關口地球站,移動地球站(車載站、船載站、機載站等),手持機以及無線電定位終端等組成。低軌道衛星星座是指十幾顆至幾十顆低軌道運行的小型衛星,繞地球在經度上距離相等的若干個軌道面旋轉,作為移動通信中繼站,對地面形成無線蜂窩覆蓋,把整個地球表面都覆蓋在內,可提供電話、傳真、數據、尋呼及無線電定位等業務。

低軌道衛星一般距地面約1000km,空間傳輸損耗較小。衛星形成的覆蓋小區在地球表面很快移動,繞地球一周約需2小時。在低軌道上運行的衛星,距地面的高度是變化的,每顆衛星的覆蓋面積也在改變,所以在切換和覆蓋需要進行調整。

資料來源:華經產業研究院整理

自20世紀90年代以來,低軌寬帶通信衛星系統開始受到各國廣泛關注,但由於 發射成本、建設成本高,推進緩慢。近年來,隨著衛星小型化、輕量化、低軌道 發射成本的大幅下降,以及物聯網、移動網際網路的發展,低軌通信星座迎來了新 的發展高潮。2018年全球低軌通信衛星(LEO)入軌數量達53顆。

資料來源:UGS,華經產業研究院整理

目前,國外已經公布的低軌通信衛星方案中,衛星總數量約為23892顆,衛星軌道高度主要集中在1000~1500km之間,頻段主要集中在Ka、Ku和V頻段,在軌道高度十分範圍有限、頻段高度集中的情況下,衛星軌道和頻譜的競爭將愈加激烈。由於軌道和頻譜在國際電信聯盟的有效佔有時間有限,不如期發射衛星,原有軌道和頻譜將失效,因此,預計下一階段各家公司將搶先發射衛星,以實際佔有軌道和頻譜,軌道和頻譜的爭奪將愈演愈烈。

資料來源:公開資料整理

相關報告:華經產業研究院發布的《2020-2025年中國衛星應用行業市場調研分析及投資戰略諮詢報告》

我國疆域遼闊,自然地形複雜。在面對偏遠山區的自然村落時,與地面光纜相比,「從天上」解決成本更低,並且能夠同時解決海上通信問題。2016年12月的《十三五國家信息化規劃》中也明確提及「通過移動蜂窩、光纖、低軌衛星等多種方式,完善邊遠地區及貧困地區的網絡覆蓋。」在此背景下,據新浪網報導,中國航天科技和中國航天科工兩大集團都啟動了各自的低軌通信項目「鴻雁」和「虹雲」 星座計劃,航天兩大集團成為了我國低軌通信衛星領域的「國家隊」。

2018年,我國共發射衛星91顆,其中通信衛星4顆,佔比為4.4%;2019年我國 共發射衛星54顆,其中通信衛星12顆,佔比為22.22%,比例快速提升。

資料來源:SIA,華經產業研究院整理

從發展階段來看,目前低軌衛星網際網路處於起步階段,主要以星座等基礎設施建 設為主,上遊需求相對明確;未來隨著系統建設完成,產值佔比更大的應用服務 將快速增長。從行業未來競爭格局來看,低軌衛星網際網路資源壁壘高、前期投入 金額大、建設周期長,未來星座網際網路將成為一個寡頭壟斷的市場。

隨著5G時代的即將到來,國際通信組織以及業內人士已經開始對6G時代進行展望,當前得到的共識是,5G/6G時代將是衛星通信與地面通信網絡相融合從而真正實現全球通信,包括3GPP、ITU在內的國際標準化組織成立了專門工作組,我國科技部也開始著手開展衛星通信與5G/6G相融合的問題,衛星通信的時代即將開啟。

由於低軌道衛星一般只有幾百公斤重,研發迭代周期短,成本低廉。衛星用小型火箭就能發射,這也為及時更換有故障的衛星提供了便利,對保證通信系統的質量和高可靠性有利。低軌道衛星通信的優點在於:一方面衛星的軌道高度低,使得傳輸延時短。路徑損耗小,衛星數量大,覆蓋範圍廣,組成的星座可以實現真正的全球覆蓋,頻率復用更有效;小衛星多採用Ka/Ku頻段,系統容量大,如OneWeb公司的單星容量5.8Gbps,系統總容量超71Tbps;另一方面蜂窩通信、多址、點波束、頻率復用等技術也為低軌道衛星移動通信提供了技術保障,聚焦寬帶移動網際網路服務;接收終端小型化、智能化,可以有效的降低成本,快速實現普及。所以低軌道衛星系統也是未來6G通信的建立的重要技術基礎。

相關焦點

  • 衛星通信行業專題報告:北鬥、低軌道衛星、高通量衛星與5G
    按計劃,明年上半年還將發射 2 顆地球靜止軌道衛星,將比預定目標提前半年完成全部組網衛星發射,從而全面建成北鬥三號系統,為全球提供更優質服務。目前已發射入軌的 24 顆中圓地球軌道衛星中,14 顆由中國航 天科技集團有限公司所屬中國空間技術研究院研製,10 顆由中國科學院微小衛星 創新研究院研製。
  • 釋新聞|已有高軌道通信衛星,中國為何要打造低軌道衛星?
    隨著小衛星技術的發展,越來越多的國家或企業開始重視發展低軌道通信衛星。美國的「OneWeb」「Star Link」衛星,中國的「虹雲工程」、「鴻雁星座」等都是此類低軌道衛星通信星座。通過組網衛星在軌運行,它們將在距離地面1000公裡的軌道上組網運行,基本實現覆蓋全球的寬帶網際網路接入。組建完成後,可以實現網絡無差別的全球覆蓋,無論在海域還是無人島或者飛機,都能接上網際網路,和外界保持通信流暢。
  • 衛星物聯網行業深度研究:低軌道高頻衛星通信專題
    其中,全球導航衛星系統已經 隨著 GPS、北鬥等衛星系統的建成逐漸構築現代定位導航授時(PNT)系統的核心, 隨著北鬥三號基礎星座的建成,北鬥已經具備全球服務能力,預計 2020 年北鬥三號 完成建成,屆時將與 GPS 等 GNSS 系統構成主流具備全球 PNT 服務能力的定位導航 系統,成為物聯網等場景提供綜合時空信息能力基礎。
  • 太空低軌道爭奪日趨激烈 衛星網際網路競爭一觸即發
    不過,飛向「深空」只是中國航天的一面,對於習慣了「舉國體制」的中國航天而言,在世界範圍內,還有一個未來更激烈的競爭在那裡等待。這個領域,就是衛星網際網路。作為可以登記註冊低軌道衛星通信頻段、「星座」的國際組織,國際電信聯盟(以下簡稱「ITU」)正在成為很多企業的「去處」,它們通過申報「星座」位置、頻段等,佔有低軌道衛星資源,通常一家申報的衛星數量便以萬顆計。
  • 衛星移動通信現狀與未來發展
    摘要:衛星移動通信系統具有覆蓋範圍廣,對地面情況不敏感等優勢,已經成為地面移動通信領域重要的組成部分,尤其是在空中、海洋、荒漠戈壁等地面無線網絡難以覆蓋的地方。隨著科學技術的不斷進步,我國衛星通信技術也取得了較大成就,但是與其他發達國家相比還存在一定差距。本文簡介紹衛星通信技術,以及就目前衛星通信技術發展現狀進行描述,展望其未來發展趨勢。
  • 低軌通信衛星:開啟 6G 通信時代,帶動千億規模市場
    低軌衛星軌道和頻譜資源競爭將愈演愈烈。軌道和頻譜是通信衛星能夠正常運行的先決條件,國外公司紛紛推出規模龐大的低軌衛星系統方案以搶佔有限的低軌衛星軌道和頻譜資源,爭取在低軌衛星通信系統組網建設上佔得先機,「跑馬圈地」意圖明顯。
  • 亞太衛星深度報告(上):衛星這塊蛋糕有多大?
    導語:6G通信網絡,將在5G的基礎上,進一步融合衛星通信。衛星通信是現代通信技術與航天技術的結合,並用計算機對其進行控制的先進通信方式,是目前衛星技術最具產業化的應用方向,構成了衛星產業的最主要組成部分。在衛星通信系統中,衛星運行的軌道分為低軌、中軌和靜止軌道三類。低軌衛星的軌道高度範圍為500-1,500km,中軌衛星的軌道高度為10,000-20,000km,靜止軌道衛星的軌道高度為35,786km。
  • 衛星網際網路行業深度報告:戰火早已熊熊燃燒
    國際電信聯盟(ITU)規 定在軌道和頻段資源獲取上遵循「先佔永得」原則,先發國家具有顯著優勢;此外, 目前全球低軌衛星發射數量逐漸增加,預計到 2029 年,總計約有 57000 顆衛星將部 署於地球近地軌道,軌位空間十分緊缺。空間軌道和頻段作為能夠滿足通信衛星正常 運行的先決條件,已經成為各國衛星企業爭相搶佔的重點資源,行業競爭可能不僅僅 是商業上的競爭,還有國防戰略層面的競爭。
  • 未來5年中國衛星網際網路產業的預測分析
    廣覆蓋:實現全球寬帶無縫通信,作為地面網絡的補充和延伸,實現有線電話網和地面移動通信網均無法實現的廣域無縫隙覆蓋,有效解決通信基礎設施匱乏地區網際網路接入問題。低延時:實現延時與地面網絡相當,衛星網絡布置於近地軌道,數據信號在衛星與地面終端往返傳輸延時被大大降低,達到幾十毫秒級別的較低延時。
  • 衛星通信系統是什麼 衛星通信系統特點介紹【詳解】
    由於無源通信衛星只是反射電波,需要大功率的發射機,大尺寸的接收天線和高靈敏的放大接收設備,對發送和接收設備的技術要求較高,費用昂貴,因而難以實用;有源通信衛星則在衛星上裝備了電源和接收、放大、發送設備,使地面接收設備簡化,易於實現。目前運行的均為有源衛星。通信衛星多採用低軌、大橢圓或地球同步軌道。
  • 常用衛星軌道劃分
    這些高能粒子的輻射會破壞衛星的電子器件,因此衛星軌道應該避開兩個範 艾倫輻射帶。一般認為,內帶高度為距地面2000~ 8000 km,外帶高度為距地面15 000~20 000 km,根據此高度可以劃分衛星軌道。1.低軌道(LEO)LEO的典型軌道高度為500~2000 km,位於內層範●艾倫輻射帶之下。
  • 美日建立低軌道反導系統,欲針對中國?網友:能防得住東風快遞?
    據參考消息網報導:日本媒體對外宣稱,日本將與美國共同打造由多顆小衛星探測、追蹤飛彈的體制。這些小衛星將會在距離地面300到1000公裡的低軌道中運行,這個體制主要負責監視和攔截飛彈。日本將會加入這個計劃,美國預計耗資1萬億日元來完成這一計劃,在這次計劃中,日本將會在傳感器的研發和衛星小型化等方面給美國提供協助,並且還將承擔日本周邊的衛星組網工作和費用。不僅如此,這種低軌道飛彈防禦網絡還包含了一些搭載光學望遠鏡和定位系統的衛星,這些衛星不僅能追蹤飛彈,還能用來確定飛機、艦船以及地面部隊的行動。
  • 中山大學與中國空間技術研究院將聯合發射極地衛星
    12月3日,記者從在中山大學舉行的「全球變化天基觀測系統聯合研究中心成立儀式暨衛星遙感高峰論壇」了解到,中山大學與中國空間技術研究院將聯合研製並發射一顆極地衛星,這將是我國首顆北極航道監測科學試驗衛星,預計2022年發射升空。目前衛星平臺和載荷的設計已基本完成。
  • 我國成功發射北鬥三號系統首顆傾斜地球同步軌道衛星
    這是北鬥三號系統的首顆傾斜地球同步軌道衛星。據了解,衛星進入工作軌道並進行一系列在軌測試後,將與此前發射的18顆中圓地球軌道衛星和1顆地球同步軌道衛星進行組網。「這種包含3種不同類型軌道衛星的混合星座設計是北鬥系統獨有、國際首創,將有效增加亞太地區衛星可見數,為亞太地區提供更優質服務。」
  • SpaceX計劃發射1584顆低軌衛星 距地高度僅550公裡
    星鏈是SpaceX推出的一項構建低地球軌道衛星群計劃,提供覆蓋全球的高速網際網路接入服務。目前,其計劃在距離地球表面僅550公裡的軌道上放置1,584顆衛星,約佔該公司計劃發射的4,409顆衛星的三分之一。相比之下,許多通信衛星運行軌道的離地高度是其兩倍以上,而同步軌道衛星離地高度是星鏈的20倍以上(約36,000英裡)。
  • 全球首顆6G試驗衛星成功發射 6G有哪些新技術?
    【全球首顆6G試驗衛星成功發射,6G有哪些新技術】記者6日從電子科技大學獲悉,當日11時19分,全球首顆6G試驗衛星「電子科技大學號」(星時代-12/天雁05)搭載長徵六號遙三運載火箭在太原衛星發射中心成功升空並順利進入預定軌道。
  • 全球低軌衛星星座計劃與進展
    國內企業紛紛跟進,大力申請星座計劃,未來衛星網際網路星座的建設將帶來衛星通信商用的新氣象。當前政策催化、資本入局和技術突破是衛星行業主要驅動因素,未來主要跟蹤產業鏈上企業融資及技術突破情況。我國商業航天從2014年開放,2020年衛星網際網路被納入新基建範疇,衛星網際網路建設提速。當前我國衛星行業還處於初級階段,產業鏈上的公司大多成立在2015年之後,眾民營企業融資規模均不超過10億。
  • 衛星行業深度報告:低軌網際網路星座熱潮興起
    2019 年 6 月 5 日,「天地一體化信息網絡」重大項目「天象」試驗 1 星、2 星通過搭載發射,成功進入預 定軌道。這兩顆試驗衛星由中國電科五十四所牽頭研製,是我國首個實現傳輸組網、星間測量、導航增強、對 地遙感等功能的綜合性低軌衛星,是未來低軌道星座系統建設的最簡網絡模型。
  • 衛星通信這塊蛋糕,到底有多大?
    衛星通信發展概況可以說,衛星通信是目前衛星技術最具產業化的應用方向,構成了衛星產業的最主要組成部分。衛星通信是利用衛星中的轉發器作為中繼站,通過反射或轉發無線電信號,實現兩個或多個地球站之間的通信。在衛星通信系統中,衛星運行的軌道分為低軌、中軌和靜止軌道三類。
  • 北鬥三號系統首顆地球靜止軌道衛星發射成功
    IT之家11月2日消息 北京時間11月1日晚23時57分,我國在西昌衛星發射中心用長徵三號乙運載火箭成功發射第17顆北鬥三號全球組網衛星。據了解,本次發射的衛星屬於地球靜止軌道衛星。這顆衛星是整個北鬥衛星導航系統的第41顆,同時也是北鬥三號系統的首顆地球靜止軌道衛星。