下面是小编为大家整理的国防军工行业：天地一体卫星互联网，下一代通信技术赛点,供大家参考。
目 录 一、多因素助推低轨商业卫星计划落地，国内相比欧美短板亟待提高
.............. 4 1.1 全产业链成本是卫星通信产业实现商业化运营的最大挑战 ............................................... 4 1.2 硬核科技及器件的合理降级运用是成功重要因素
.............................................................. 6 1.3 相较于传统卫星计划，三大关键技术助力卫星+5G/6G 地面蜂窝通信融合
.................... 9 二、我国商业低轨卫星互联网国家队需统筹布局并进行资源整合
................... 10 2.1 以“天地一体化信息网络”为先导和主干，国家有望从顶层设计布局空天通信产业
...... 10 2.2 航天五院、八院、二院、三江、中科院等有望成为星箭制造的核心力量
..................... 12 2.3 中国电科有望成为解决卫星通信技术的核心力量
............................................................ 14 三、投资建议和产业链机会
.................................................................................. 17 风险提示
.................................................................................................................. 18
图表目录
图 1：猎鹰 9 整流罩内待发射的 60 个 Starlink
..................................................................................... 6 图 2：Starlink 氪离子推进系统
............................................................................................................... 7 图 3：Starlink 太阳能电池阵
................................................................................................................... 7 图 4：我国主要国有卫星星座计划
....................................................................................................... 11 图 5：我国主要民营卫星星座计划
....................................................................................................... 11 图 6：Airbus 给 Oneweb 的自动化卫星工厂示意图
.......................................................................... 13 图 7：“薄膜光学即时成像器”（MOIRE）卫星
................................................................................... 13 图 8：航天科工二院空间工程公司的武汉卫星产业园一期建设项目主体结构
............................... 13 图 9：MF-TDMA 卫星通信系统
........................................................................................................... 15 图 10：天通一号卫星移动通信系统
.................................................................................................... 15 图 11：太阳电池阵+特别研发的锂离子蓄电池组
............................................................................... 17 图 12：短波红外探测器组件
................................................................................................................ 17
表 1：铱星、全球星和 Starlink 主要参数对比
...................................................................................... 4 表 2：Starlink 中应用的高科技
............................................................................................................... 8 表 3：中国电科“天地一体化信息网络”贡献
........................................................................................ 14 表 4：电科通信公司概况
...................................................................................................................... 14
一、多因素助推低轨商业卫星计划落地，国内相比欧美短板亟待提高
1.1 全产业链成本是卫星通信产业实现商业化运营的最大挑战 低轨卫星的研发、制造、发射等成本高昂，已成为制约业内公司可持续发展的重要因素。
1997-1999三年间，铱星（Iri dium ）、全球星（ G lobal star）和轨道通信（O rb c omm ）等卫星移动通讯公司密集发射卫星完善产业布局，但三家公司在随后三年里因成本管控不当先后申请破产保护。铱星公司 66
颗卫星组成的通信系统总成本共计 50
亿美元，持续的高成本运营不堪重负，最终由于无法偿还 8
亿美元贷款和 9000
万美元的利息而宣告破产，同期竞争对手全球星、轨道通信卫星也面临破产 威胁。通过业务重组以及定位调整度过破产危机后， 2017
年铱星公司启动了铱星 2
代（Iri diumNEXT ）的星座替换，同为 66
颗卫星的星座网络，但此次耗资 30
亿美元，仅为一代的 60% ，却有着更好 的数据速率和语音质量，也兼容老一代的通信终端和业务。尽管如此，目前多数在运营的卫星通信 公司，由于高昂的成本，一直只能在盈利边缘徘徊。高昂的制造、发射、运营成本一直以来是制约 卫星通信系统持续盈利并实现商业化发展的主要因素。
Space X
和
Starlink
在成本方面创造了前所未有的颠覆性记录。拖累全球最大卫星服务公司 Inte l s a t 运营的是一颗名为 Int el s a t 29e
(IS -29e ）的故障卫星，该卫星长 7
米,全重 6 .5 吨,造价 4
亿美元，高额成本的压力之下，该卫星一旦失效可能波及整个公司，更面临 FCC 拍卖 C
波段的窘境。基于此，Sta rlin k 计划的投资成本就显得尤为重要，摩根士丹利估算 Sta rlin k 卫星制造成本 100
万 美元/颗，发射成本 5000
万美元/次，猎鹰 9
运载能力达到 60
颗/次，同时 Spa c e X CEO 马斯克和 C OO 格温·肖特维尔透露称：在复用一级火箭和整流罩的乐观状态下，单颗 Sta rlin k 卫星制造成本低于 50
万美元，单次发射成本降至 1500
万美元。根据这一标准，完全部署 4 . 2
万颗 Star lin k 卫星，需投入卫星制造成本 210
亿美元，发射成本 105
亿美元。
表 1 ：铱星、全球星和 Star lin k 主要参数对比 时间 星座计划 单星制造成本 单星发射成本 单箭运载能力/颗 单星重量 /k g 1998
年 铱星一代 5139
万美元 7
670
2017
年 铱星二代 3750
万美元 10 （猎鹰 9
号）
860
2000
年 全球星一代 3700
万美元 6
450
2010
年 全球星二代 1700
万美元 / 6~8
700
2019
年 O ne W eb
50 ~ 100
万美元 / 36 （联盟火箭）
125
2019
年 Star Lin k 50 ~ 100
万美元 50
万美元 60 （猎鹰 9
号）
227
数据来源：《卫星应用》、 21
世纪经济报、搜狐网等，东方证券研究所整理
截至 3
月 20
日，Spx ce X 将 Starlink
第六批 60
颗卫星送入轨道，预计在 2020
年中向北美提供上网服务。根据 Sta rlin k 规划， 12
批次卫星发射成功后，有望在今年年中开始向加拿大和美国北部提供卫星上网服务。并在发射 24
个批次的卫星之后，面向全球互联网消费者提供卫星上网服务。
2
月 7
日腾讯援引外媒报道， Spa c e X 公司计划剥离太空互联网业务 Sta rlin k，对其寻求 IPO。卫星频道和轨道资源作为全球稀缺资源，现已成为世界各国的争夺热点，国内近年来商业卫星产业的推进也是如火如荼。
我国卫星制造成本大幅落后于 S tarLink 。
2019
年中国航天大会商业航天产业国际论坛上，国防科技工业局副局长、国家航天局副局长在《 2018
中国商业航天产业投资报告》中披露，目前国内已
发布的星座计划达到 20
多项，计划涉及的卫星数量有 3100
多颗，批产后预期制造成本 429
万美 元/颗。根据上述信息判断，按批产后的预期制造成本计算，国内单星造价也达到了美国的 16
倍，超过一个数量级。统筹卫星制造产业链全面协同，并发展货架级组件产品，对于国内降低卫星制造成本具有较高的现实意义和迫切性。
我国卫星发射成本大幅落后于 S pace X。我国最具商业优势之一的快舟一号甲火箭卫星发射成本 1
万美元/公斤，运载能力等同于 1
颗 Star lin k 卫星/次，对比猎鹰 9
卫星发射成本 0 . 22
万美元/公斤， 25
万美元/颗，单颗发射成本仅为我国的 1/ 24 。各产业链成本的巨大差距（超过一个数量级）对该行业提出更为紧迫的发展要求。
图 4：中美低轨卫星制造及发射成本
单颗制造成本（万美元）
单颗发射成本（万美元）
700 600 500 400 300 200 100 0 美国 中国 数据来源：公开数据，东方证券研究所整理
单次发射数量方面，我国同样大幅落后。目前最好成绩是 2015
年长征六号运载火箭创下的一箭 20星， Spa c e X 的 St arlin k 计划中，猎鹰运载火箭发射能力到达一箭 60
星，如果简单看数量是我国三倍。一箭多星的发射方式充分利用运载火箭的运载能力余量，提高多任务执行能力，进一步降低成本，其中需要解决的关键技术首先是防止分离瞬间大量卫星释放时的碰撞问题，这需要为每一颗卫星制定最佳分离路线和分离时刻，实现多颗卫星“各行其道”，确保按照预定程序顺利出舱，不发生碰撞。其次是防止卫星释放过程中火箭结构角度和重心分布的变化，姿态控制系统必须在每一颗卫星的分离瞬间保证火箭飞行稳定。最后，避免不同电子内部电子设备产生无线电干扰也是技术人员必须解决的重要问题。
图 1：猎鹰 9 整流罩内待发射的 60 个 Starlink
数据来源：凤凰网，东方证券研究所
1.2 硬核科技及器件的合理降级运用是成功重要因素 根据马斯克提交美国联邦通信委员会的公开资料显示，五大高精尖黑科技将应用于卫星和火箭制造，空天与地面通信等领域，技术加持之下产业注入更强动力。
( 一 )
通信系统：星间链路激光通信是 Space X 保密层级最高的核心技术，有望大幅提升空天与地面数据传输速率。
Spa c e X 提交 FCC 的公开文件里披露了卫星性能、覆盖分析、干扰分析，碰撞风险等多维度信息，但相关细节并未进一步展示。卫星+互联网（ 5 G/6G）大背景下，此前 M b /s 级别数据传输速率已无法承载，需大幅提升至 10-100 G b /s 级别。激光通信作为此背景下的关键技术之一，其高频率、宽频带的独特性能，单通道的数据传输达 20 G b /s 以上，随着波分复用等技术的研发进步通信容量仍有广阔上升空间。
激光结合 IP-l ess
协议拉动通信速率飞速升级的同时，相关配套软硬件实现更新换代。IP -le ss协议中，万余颗卫星各自作为服务端的去中心化 P2 P 通信架构与区块链技术极度吻合，激光 通信在这一架构中，借助半导体激光器的超小的外形体积、极高的转换效率、结构简单等优点，其发射和接收望远镜口径更小、重量更轻、通信质量更高。我国由于起步较晚，目前在空间激光通信领域与欧美、日本等国际领先水平存在一定差距。
图 5：Starlink 提交 FCC 的申请报告
资料来源：
FCC ， SpaceX ，东方证券研究所
图 6
：NASA 空间激光通信技术研究
资料来源：
NASA ，东方证券研究所
( 二 )
推进系统：Starlink
首次采用氪离子推进系统，优异性能助力商业航天高水平发展。一颗 Sta rlin k 卫星配备 4
台霍尔离子电推，该技术推力小、比冲高。相比传统的化学推进方式，离子推力器工质质量小，在已实用化的推进技术中最为适合长距离航行。相比氧化化合物的推 进剂，离子推进剂质量更轻，这对于极致追求发射成本和在轨成本的商业航天至关重要，也对美国的航天工业产能提出了挑战，有报道称 6
次发射 360
颗卫星所需的 1440
台霍尔电推已超过美国航天工业一年的产能。
(三)
能源系统：单个太阳能电池阵设计，转换效率高同时极大简化系统。
马斯克在 St arlin k 计划上依然坚持钟爱的“第一原理”：卫星通信本质上是卫星所能产生的太阳能利用效率的问题。
Sta rlin k 单个太阳能电池阵中，卫星太阳帆板砷化镓电池片转换效率为 30 ～ 35% ，组件厚度小于 1
毫米，具备良好高能量密度以及特殊环境耐受性能，标准部件的使用简化了制造和集成过程。
图 2：Starlink 氪离子推进系统 图 3：Starlink 太阳能电池阵
数据来源：澎湃新闻，东方证券研究所
数据来源：澎湃新闻，东方证券研究所
( 四 )
运载火箭：高科技加持引发讨论，传统火箭发射产业迎来颠覆性变革。
Spa c e X
火箭因其脑洞大开的技术在航天界产生诸多讨论，争议主要集中在回收技术和多发动机控制技术，三个猎鹰 9
号火箭组成的猎鹰 9
重型火箭,共计搭载 27
台发动机,这是人类从未持续成功过的设计。
Spa c e X
通过增加火箭有效载荷和复用次数，充分节约商业成本，正在深刻影响着传统火箭发射产业。
(五)
射频技术：Starlink
向 Q/V 频段发起冲击，相控阵射频技术面临提性能降成本的新挑战。由于通讯容量和资源频率有限，Sta rlin k 的通信波段正在实现从传统 Ku /Ka 波段到 Q/V 波段的过渡，Q/V 波段资源丰富，V 波段仍然有大量的连续大宽带可选择使用，由于雨衰现象的存 在，技术实现对星上射频器件的要求也进一步加大，首批 Sta rlin k 卫星底部安装的 4
套相控阵天线系统，可以实现极高的数据量发送和转发，同时据称成本也相比常规容量通信卫星低一个数量级。
图 9：猎鹰 9 重型火箭共计搭载 27 台发动机
资料来源：澎湃新闻，东方证券研究所
图 10：Starlink 卫星底部安装的四块相...