低軌道商業衛星的夢想與現實:中國民營商業衛星公司跟美國同行相差...

歐盟伽利略衛星導航系統「掛」了

歐洲全球導航衛星系統局11日發布公告稱，從世界標準時間（UTC）7月11日1點開始，用戶將經歷「伽利略」衛星導航系統的服務中斷，信號將不可用，具體恢復時間待定，而歐盟的「伽利略」才剛剛具備全部導航功能。

截止到UTC時間7月12日8時，「伽利略」的服務仍舊未恢復。有監測數據顯示，本次服務中斷，與衛星導航信號的廣播星曆確實有關。導航衛星行業權威雜誌「Inside GNSS」12日援引歐洲全球導航衛星系統局內部消息稱，團隊正在全力恢復「伽利略」的服務，修復工作預計將在當地時間7月13-14日完成。v4XEETC-電子工程專輯

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目前在運行的全球衛星導航系統有美國的GPS、中國的北鬥、俄羅斯的GLONASS和歐盟的伽利略。要維護這樣龐大的衛星系統，無論從技術還是資金方面對一個國家都是很大的挑戰。這是以商業盈利為目的的私營公司所無法承擔的，但是最近幾年相繼出現多家商業衛星公司成功發射衛星的案例。由億萬富翁支持的美國商業衛星公司自不必說，就連中國也開始出現諸多民營航天公司。難道航空航天領域有足夠的潛力吸引商業公司和投資機構來冒險嗎？

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美國商業衛星公司的夢想：構建太空網際網路、送人進入太空旅行和定居

SpaceX星鏈計劃

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特斯拉創始人馬斯克的太空探索技術公司（SpaceX）於5月份發射獵鷹9號火箭，將60顆衛星送入太空，以打造「星鏈」（Starlink）網絡。Starlink是SpaceX最雄心勃勃的計劃，包括兩組衛星陣列，其中一組由4409顆衛星組成，將運行在550-1325公裡的高空。而另外一組將包括7518顆衛星，飛行高度更低一些，介於335公裡和346公裡之間。等這一萬多顆衛星全部升空運轉，就可以組成一個覆蓋地球的太空網絡，為地面上百萬計的終端用戶提供網絡連接服務。v4XEETC-電子工程專輯

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現有的很多衛星都是在高軌道(geostationary)太空飛行，距離地球3.6萬公裡。這些衛星發送的信號延遲時間長，SpaceX和OneWeb等商業衛星公司之所以提議低軌道衛星，除了衛星研發和發射成本因素外，信號延遲也是一個重要因素。然而，低軌道衛星的覆蓋範圍就大為縮小，難怪這些商業衛星公司的計劃都是成千上萬顆衛星。

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美國聯邦通信委員會(FCC)已經給SpaceX發放許可，為其1.2萬顆衛星的星群計劃開了綠燈。去年2月份已經發射2顆測試衛星，今年5月份又成功發射60顆，在接下來的6年時間裡要發射至少全部計劃的一半以充分利用FCC的許可。

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OneWeb太空網絡

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美國商業衛星初創公司OneWeb從多家投資機構和企業獲得34億美元投資，包括英國Virgin集團、日本軟銀、高通和歐洲Airbus等。今年2月份發射了6顆小衛星，雖然不能跟SpaceX的60顆相比，但OneWeb計劃從今年底開始，每個月發送30顆到太空，直到建成一個由648顆衛星組成的太空網絡。到2021年，OneWeb有望佔據全球衛星寬帶容量的25%，並最終達到2000顆衛星的規模。與空客(Airbus)的合作工廠將很快在美國佛羅裡達開工。 

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OneWeb的衛星計劃是構建一個覆蓋全球的太空網際網路，為那些無法訪問網際網路的國家和地區提供類似於4G的網絡服務，特別是貧困國家的學校。然而，每顆衛星的成本高達1百萬美元，從哪裡賺錢還不清楚，OneWeb創始人似乎並不擔心。隨著衛星網絡的逐漸擴大，他們相信可以融到足夠的資金支持公司運營。

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Blue Origin的Kuiper項目

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世界首富貝索斯的Blue Origin不必為資金髮愁，他每年出售價值10億美元的亞馬遜股票以支持其太空探索。Kuiper項目是其新的計劃，將發射一組低軌道衛星，為世界各地還沒有被網際網路覆蓋的地區提供低延時、高速度寬帶連接。 這一計劃是建立一個由3236顆衛星組成的網絡，建造、發射和運行這些衛星需要巨額資金，可能需要數十億美元。

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Blue Origin開發的第一個太空飛行器稱為New Shepard，是一種次軌道(距離地面大約100公裡)太空旅行船，有望今年底啟航。接下來的重型火箭稱為New Glenn，其使命是將人類送上月球，並最終移居到太陽系的各個角落。它將採用耗時8年開發的BE-4引擎，代表著衛星科技的最前沿，但卻簡單、安全低廉且可回收。 

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中國三家民營航天公司：細分服務尋機會

由北京未來宇航空間技術研究院發布的《2018中國商業航天產業投資報告》顯示，截至2018年底，國內已註冊的商業航天領域公司有141家，其中民營航天企業123家，佔比87.2%。去年中國商業航天領域年度投融資總額達35.71億元，主要集中在衛星應用和發射領域。2018年中國航天共執行39次發射任務，發射太空飛行器105個。在這39次發射任務中，與商業行為相關的發射約13次，並成功將36顆衛星送入太空。根據目前已公開的衛星星座計劃，該《報告》預計到2025年我國將發射約3100顆商業衛星。我國商業衛星製造產業的年均市場規模將達到136億元，商業衛星發射市場規模將達到170億元。v4XEETC-電子工程專輯

在商業航天領域，國有與民營衛星公司也有很大不同：一方面國內的衛星市場龐大，包括遙感、通信、科研等多個領域可以誕生不同賽道的玩家；另一方面，面對國家隊，民營衛星公司必須做好差異化市場定位，避免與國家隊競爭。

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微小衛星成為行業新趨勢並非偶然。從政策層面看，軍民融合的推動讓民營衛星有了更多空間。從行業發展來看，近年來衛星的製造成本和發射成本大幅降低，越來越多的私營企業和科研機構涉足這一領域。目前國內較知名的民營衛星公司有天儀研究院、九天微星、千尋位置等。v4XEETC-電子工程專輯

天儀做化工科學實驗服務v4XEETC-電子工程專輯

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天儀研究院這家成立僅3年的民營商業航天公司已經7次成功發射了多顆微小衛星。截至今年6月5日，由該公司發射的所有衛星累積在軌運行時間已經超過2155天。天儀研究院專注於研製和發射面向商業市場的航天系統與載荷，通過微小衛星為國內外的科學家、科研院所和商業公司提供短周期、低成本的空間科學實驗和技術驗證服務。v4XEETC-電子工程專輯

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研製、發射和運營衛星的成本不菲，天儀的市場策略是不賣產品，而是向政府和企業提供服務。天儀CEO楊峰坦承，天儀研究院不會參與政府部門的衛星招標，因為這是國家隊的市場。但他強調，天儀仍有參與政府部門訂單的機會，主要是科研衛星市場。由於科研衛星的價格不高，國家隊在這一方面的關注度不高，天儀研究院能搶下一塊市場蛋糕。「例如，政府部門希望對局部海域進行環境監測，這可能不需要每天拍，只需要半個月或者一個月拍一次就行，政府部門就沒必要專門發射一顆衛星，只需要向天儀購買衛星拍照服務即可。」v4XEETC-電子工程專輯

九天微星鋪設星座物聯網v4XEETC-電子工程專輯

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北京九天微星科技發展有限公司成立於2015年6月，專注於微小衛星的創新應用與星座組網運營，以「衛星物聯網」和「航天STEAM教育」為主營業務。2018年2月2日，九天微星自主研發的首顆衛星「少年星一號」順利升空，這是國內首顆教育共享衛星，面向建有衛星測控站的中小學和教育機構，開放衛星通信資源。

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2018年12月7日，九天微星「瓢蟲系列」七顆衛星在酒泉衛星發射中心搭載長徵二號丁運載火箭升空入軌。完成在軌測試後，該系列衛星將在野生動物保護、野外應急救援、車輛船舶監測、物流追溯等領域開展「星座物聯網」驗證業務。九天微星未來計劃在全球部署72顆衛星，構建中國第一個商用低軌道物聯網星座系統，用於全球數據採集及重型資產監控，服務於全球物資監控、智能物流、環境監控等多個物聯網應用場景。v4XEETC-電子工程專輯

千尋位置提供精準定位服務v4XEETC-電子工程專輯

千尋位置網絡有限公司於2015年在上海成立，以「網際網路+位置(北鬥)」的理念，通過北鬥地基一張網的整合與建設，基於雲計算和數據技術，構建位置服務雲平臺，以滿足國家、行業、大眾市場對精準位置服務的需求。該公司定位為一家面向企業和開發者，提供精準位置服務運營的平臺型公司。v4XEETC-電子工程專輯
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千尋位置註冊資本20億元，由中國兵器工業集團公司和阿里巴巴集團各佔50%股權。

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全球四個衛星導航系統的發展狀況

衛星導航系統產生於冷戰時期，美蘇是最早開始玩的，當時主要是軍用。冷戰結束後，美國一家獨大，GPS也開始向民用開放。目前全世界只有四大衛星導航系統：中國的北鬥、美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐盟的伽利略。目前，美國的GPS還處於領先地位，中國的北鬥正在快速發展，俄羅斯和歐洲兩家的進展較慢。v4XEETC-電子工程專輯

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我國成功發射第四十六顆北鬥導航衛星

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GPS系統是美國從上世紀70年代開始研製，主要目的是為陸海空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務,並用於情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的,經過20餘年的研究實驗,耗資300億美元,到1994年,全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座己布設完成。

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北鬥衛星導航系統是中國自行研製的全球衛星定位與通信系統，是繼美國GPS全球定位系統和俄國GLONASS之後第三個成熟的衛星導航系統。系統由空間端、地面端和用戶端組成,可在全球範圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務,並具有短報文通信能力,已經初步具備區域導航、定位和授時能力,定位精度優於20m。

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「格洛納斯」GLONASS是前蘇聯從80年代初開始建設的與美國GPS系統相類似的衛星定位系統，覆蓋範圍包括全部地球表面和近地空間，也由衛星星座、地面監測控制站和用戶設備三部分組成。雖然「格洛納斯」系統的第一顆衛星早在1982年就已發射成功，但受蘇聯解體影響，整個系統發展緩慢。直到1995年，俄羅斯耗資30多億美元，才完成了GLONASS導航衛星星座的組網工作。此衛星網絡由俄羅斯國防部控制。總投資達35億歐元的伽利略計劃是歐洲自主的、獨立的民用全球衛星導航系統，提供高精度，高可靠性的定位服務，實現完全非軍方控制、管理，可以進行覆蓋全球的導航和定位功能。

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歐盟發展「伽利略」衛星定位系統可以減少歐洲對美國軍事和技術的依賴，打破美國對衛星導航市場的壟斷。法國總統席哈克曾表示，沒有「伽利略」計劃，歐洲「將不可避免地成為附庸，首先是科學和技術，其次是工業和經濟」。「伽利略」計劃是一種中高度圓軌道衛星定位方案。「伽利略」衛星導航定位系統的建立將於2007年底之前完成，2008年投入使用，總共發射30顆衛星，其中27顆衛星為工作衛星，3顆為候補衛星。衛星高度為24126公裡，位於3個傾角為56度的軌道平面內。該系統除了30顆中高度圓軌道衛星外，還有2個地面控制中心。 v4XEETC-電子工程專輯
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歐盟伽利略計劃的首顆衛星在2005年12月28日升空，第二顆衛星預計在2015年發射。由於伽利略計劃採用歐盟公共機構和聯盟內私營企業合營的方式，而各國私營企業遲遲未就權利和利益分配達成妥協。歐盟相關發言人承認，由於上述問題的存在，伽利略系統實現商業運行的時間已經被推遲到了2011年甚至更晚。

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