卫星互联网产业热度缘何不断提升
2020年以来,全球卫星通信产业每年都在发生众多变化,在航天和信息技术以及商业力量的推动下,全球卫星通信行业进入了以HTS(高通量卫星)和NGSO(非静止轨道)星座为代表的卫星互联网发展阶段。
近年来,出于卫星互联网在特种领域、商用宽带通信领域存在较大的应用价值且卫星轨道及卫星频谱存在稀缺性特点,同时伴随当代高通量卫星技术、可回收运载火箭等技术发展促使卫星互联网通信的性能大幅提升和用户成本的快速下降,全球卫星互联网产业发展已经进入了快车道。全球各大航天企业中,无论是老牌卫星通信运营商 Viasat、Telesat、新锐企业 SpaceX、OneWeb公司以及一些跨界企业亚马逊均在纷纷入局。其中SpaceX与OneWeb公司的低轨卫星互联网星座计划的规模较大且进度较快,已经进入到了应用组网阶段,特别是SpaceX的Starlink(星链),已累计发射超过8000颗。此外,“柯伊伯计划”首批运营卫星于2025年发射,目前在轨总数达102颗。以上均可以看出,无论是出于实现政治、军事、商业等多个维度的价值需求,全球低轨卫星互联网项目均已经进入实质性建设阶段。
2024年以来我国“国网星座”已展开批量组网发射,截止2025年8月底已成功发射3颗高轨、10组低轨组网卫星。此外,商业组网卫星“千帆星座”也已实现了5次一箭18星的发射,卫星发射总数量达到了90颗。我国卫星互联网正式建设进程已拉开大幕。
近年来,我国出台了一系列政策支持卫星通信产业的发展,营造有利于卫星通信产业的发展环境,并在推动政府与社会资本合作、发挥行业主管部门工作、推动商业航天法律环境建设等方面做出积极努力。政策支持力度方面,从最初的鼓励民间资本进入航天领域、推进商业卫星发展和卫星商业化应用,到鼓励商业航天企业参与国家任务,再到将商业航天写入政府工作报告,商业航天的发展得到了前所未有的关注和支持。区域政策方面,各地政策从颁布地区、涉及领域、支持力度等方面持续加码颁布政策的主体从省级逐步到市级、区县及园区,颁布的相关政策涉及卫星通信产业的内容更加丰富多元。
同时,2023年12月的中央经济工作会议首次提及商业航天,明确指出了包括生物制造、低空经济、商业航天在内的战略性新兴产业的发展重点;2024年政府工作报告将商业航天纳入新兴产业布局;2025年政府工作报告中提出推动商业航天、低空经济等新兴产业安全健康发展。作为6G技术和数字经济新基建的核心组成部分,以卫星互联网为代表的卫星通信产业将在推动新质生产力发展方面发挥着关键作用
(一)为什么需要发展卫星互联网
卫星互联网发展的紧迫性体现在其作为“制天权”重要一环,其军事战略价值不可忽视,叠加太空频谱资源先到先得的国际政策约定,唯有加速突破、大力发展,才能保障国家安全并赢得空天话语权。另一方面,海外Spacex公司的“星链”业务收入占比不断提升,卫星互联网的商业化价值已得到有效验证,而手机直连卫星、低空经济联动等均有望为卫星互联网商业化发展拓宽道路。
1、“星链”在特种领域的应用潜力
美国 Spacex公司推出的“星链”低轨星座计划,是目前世界上规模最大的低轨星座卫星群,计划布局4.2万颗卫星,实现全天候、低延迟、高速率的全球网络接入“星链”作为一种新型的大规模低轨道卫星星座,以其规模化制造、可重复利用运载火箭、先进的相控阵卫星天线等低成本特点和技术优势,在世界范围内迅速崛起,成为世界上最具竞争力的低轨星座卫星。除此之外,“星链”计划还可进一步提升美军精准制导和信号干扰对抗能力,可实现军事通信和商业网络之间的自由转换。
2022年2月24日俄乌冲突打响,SpaceX公司在26日公布了其在乌克兰开展的“星链”低轨道网络卫星业务,标志着“星链”系统在战场上的直接参与,使得“星链”等低轨道网络的军事用途成为了人们关注的焦点。当前星链在战争中的应用场景包括以下几方面。
(1)为乌克兰对俄开展情侦监活动提供助力:据美媒体报道,美军在欧洲的情报和监听部队正实时监听俄军通信系统和进行情报分析。所分析的俄军目标信息会在1小时内出现在乌军导航地图上,距离较近的乌武装小队会接单并对俄目标发起伏击。在这个过程中,“星链”为情报和信号的传输提供了有效保障。
(2)为乌境内指挥控制与对外联络提供保障:俄乌冲突自2022年2月24日爆发后,乌克兰冲突一线地区通信网络因局部供电中断等原因受到严重影响。在此背景下、“星链”为乌军一线部队与指挥机构之间保持指挥控制联系提供了稳定、持续的网络通信能力,降低了俄对乌克兰电力、通信等基础设施实施打击行动的实际效果。此外,“星链”还成为乌军一线部队获取外部作战培训的关键渠道。美国防部长奥斯汀在俄乌冲突爆发后即表示,将向乌军提供关于美制武器使用的“远程培训”。
(3)支援对乌对俄军的地面打击行动:乌军通过“星链”建立了无人机与地面打击力量的联系,实现从传感器到射手的完整链条,提高了对俄军重要目标的打击效果此外,在乌打击俄莫斯科号导弹巡洋舰和击杀俄军军官等行动中,“星链”卫星也为构建OODA杀伤闭环(北约侦察监视平台-北约/乌军指挥控制中心-“星链”网络-一线作战部队)提供了手段。
以星链为例,未来卫星互联网在军事领域中具有以下方面的应用潜力:(1)形成高效的太空“无人蜂群”反卫作战体系:大量“星链”卫星被部署于近地轨道之后,能够像地面无人机蜂群一样,利用智能算法协同作战,在潜伏、伪装、追逃、拦截、防御、封锁、包围、附着、接管等轨道博弈中取得优势,最终实现廉价军用“星链”卫星控制其他重要航天器的目的。
(2)构建全球全天候无缝侦查探测体系:“星链计划”最大的特点就是卫星数量庞大,因此,能够实现利用“星链”卫星无缝覆盖全球。在每颗“星链”卫星搭载光学、红外探测等载荷后,就可以实现24h不间断地对全球任意地区实施侦察探测,构建起全球全天候天基侦察探测预警体系。天基侦察探测能够打破传统物理空间限制,从另一维度实现 24h对情报的收集,在结合大数据、人工智能等算法后,能够对于其他军队及军事设施进行跟踪监视,单方面消除“战争迷雾”,从而提高军队在OODA循环中“观察”的速度与准确性,保证军队在战场上率先完成一个〇ODA循环,从而取得战场主动权。
(3)构建更强大的指挥通信网络体系:“星链”卫星另一大特点是轨道高度低,在配备激光通信功能后,“星链”卫星将会在地球近地轨道构建起一张覆盖全球的通信网”摆脱通信依赖地面基站的限制,从而建立通量更大、时延更低的军用通信网络。同时,以卫星组网的形式发挥功能,且备用星充足,指挥通信网络将更具弹性,单靠摧毁几个或者几百个“星链”卫星已无法实现对于对指挥通信网络体系的破坏。
(4)构建更加精确稳定的导航定位系统:“星链”卫星轨道高度低、覆盖广,既能够增强处于更高轨道的GPS卫星的信号,也有能力独立构建导航定位系统。美军在海湾战争、伊拉克战争等现代战争中,利用以GPS导航系统制导的精确制导武器彻底改变了战争方式,而“星链”卫星不仅能够放大GPS卫星导航信号,为精确制导武器提供更加稳定、通量更大的定位导航信号,而且“星链”卫星组网后基于数量庞大轨道更低的优势,能够建立更低延迟、更高精度的导航定位系统,并且在其强大的侦察探测体系和指挥通信网络体系的基础上,不仅精确制导武器将会发挥更加重要的作用,而且各类无人装备能够在战场上进行精确作战,提升美军OODA环中“行动”的能力,可以说“星链”卫星具备着再次改变战争的潜能。
(5)能够对洲际弹道导弹形成战略威慑:美国在2018年曾模拟测试“星链”卫星拦截洲际弹道导弹,结果显示所有飞向美国的导弹都能被拦截成功。虽然目前来说,“星链”卫星采用的霍尔助推器,其机动速度无法与导弹速度相比,但在近地轨道上存在数量如此巨大的“星链”卫星,很有可能存在处于合适位置的“星链”卫星,能够在短时间内机动到导弹的弹道上,从而实现拦截。
2、“先到先得--抢占轨道资源
太空频谱与近地轨道资源具有显著的稀缺性和排他性。国际电信联盟(ITU)对频谱和轨道的分配严格遵循“先登先占、先到先得”原则、而地球近地轨道仅能容纳约6万-10万颗卫星,而目前全球申报的卫星总量已超10万颗。其中美国Spacex的“星链”截至 2024年底在轨数量已超过7000颗,占全球在轨低轨卫星总量比例超过80%,并计划未来总共发射4.2万颗卫星,抢占近70%的轨道容量。若我国未能加速组网,核心频段(如Ka/Ku)和优质轨道资源将被欧美巨头垄断,导致未来“无轨可用、无频可申”的战略困境。另一方面,ITU对卫星部署设有严格时限:需在提交申请后的7年内必须发射第一颗卫星,9年内必须发射总数的10%,12年内必须发射总数的50%,14年内必须全部发射完成,否则未完成发射的部分资源自动失效。我国虽已向ITU申报超3万颗卫星计划(包括国网“GW”、“千帆星座”、“鸿鹄三号”等),但目前仍处于部署初期阶段,实际在轨卫星数量与Spacex的差距较大。若无法按时完成卫星组网,则已申报的频谱和轨道资源将被核减。
由此可见,Starlink 与Oneweb的星座发射进展目前在全球主要低轨卫星互联网星座建设中处于领先地位具备了提供商业化应用的基础,而其他多国的星座建设计划仍处于建设早期阶段。
在频谱与轨道的“零和博弈”规则下,我国卫星互联网建设是一场与时间赛跑的战略竞赛。唯有加速突破技术瓶颈、提升发射效能、推进星地融合,方能在轨道饱和前抢占资源高地,保障国家安全并赢得空天话语权。
3、商业化浪潮来袭
(1)SpaceX的商业验证
此外,星链的用户数量也在快速增长,从2021年的仅1万人增长到2024年的460万。星链2024年的460万用户中有440万住宅用户,每用户平均收入约为2000美元。另一方面星链的收入来源非常多元化,包括消费者服务(62%)、政府合同(28%)、海事市场(8%)和航空市场(2%)。
2024年星链海事服务的每用户平均收入约为3.4万美元,而航空服务的每用户平均收入约为 30万美元。星链2024进展报告称,星链已连接了450架飞机和7.5万多艘船只,其中还包括300多艘游轮。在海事服务领域,老牌传统通信卫星运营商VSAT(GEO)拥有约4.5万个地球静止轨道终端的安装基础。而星链凭借较传统(GEO)VSAT更低价的资费以及低延迟高数据传输特性抢占了一定市场份额。星链还继续向外扩展合作伙伴,计划到2025年为350架联合航空飞机提供服务,月费高达25000美元,显著提升每用户平均收入。并于2025年3月31日联合航空经FAA正式核准其首款配备Spacex星链卫星互联网服务的机型。
我们认为,Spacex的商业验证模式本质上是“颠覆性技术创新驱动成本革命+构建多元商业闭环”的典范:通过垂直整合产业链(自研火箭发动机、卫星制造、回收技术)和可重复使用火箭技术,使发射成本大幅下降,再以低价发射能力为支点,动政府订单(如NASA合同)实现初期生存,进而拓展星链互联网服务形成稳定现金流。这一模式不仅验证了商业航天的盈利可行性,更重塑了全球航天产业的经济规则与竞争格局。
(2)终端直连技术开启消费级增量市场
近年来,随着地面天线技术和芯片技术的发展,地面消费级移动通信手机(非专用卫星移动电话系统)中可以嵌入相关卫星通信模块,支持消费级手机直接与卫星通信。
2023年10月,SpaceX公司进军手机直连卫星领域。手机直连卫星功能适用现有的4G LTE手机,无需更改硬件。2024年1月,SpaceX成功发射星链V2.0版卫星,可实现手机直连卫星的功能。2024年5月,SpaceX完成手机直连卫星业务的在轨试验验证,上行频率1990~1995MHZ、下行频率1910~1915MHz,试验结果验证了使用Starlink卫星面向存量终端提供手机直连卫星服务的可行性。2024年7月星链支持手机直连服务的卫星在轨已超过100颗。手机直连卫星不仅限于智能手机终端,还可向物联网终端推广。按SpaceX公司规划,2025年星链实现面向物联网的通信服务。
(3)低空经济等战略新兴产业的联动效益
低空经济可有效融合卫星互联网资源,使卫星通信技术在低空连续覆盖通信、快速信息处理与服务等方面发挥补强和赋能作用。低空经济应用领域,比如无人机物流、城市空中交通、低空监测等与卫星互联网的联动,本质上是“空天地”一体化数字新基建的战略融合,二者协同不仅可以突破传统通信和空间管理的局限,更有望生多维产业变革,产生多重联动效益。
(1)技术破局:解决低空通信覆盖痛点,催生无人机物流、应急通信等成熟场景传统地面基站信号覆盖高度普遍低于300米,难以满足无人机、eVTOL等低空飞行器在 300-1000米空域的通信需求,导致超视距飞行控制失联、数据传输中断等问题。卫星互联网凭借广域覆盖能力,通过低轨星座(如星链)为低空设备提供稳定链路实现全球无缝通信。例如,利用卫星链路实现跨区域无人机物流配送;在应急场景中机载终端通过卫星网络可以在短时间内恢复地震灾区的通信,成为“空中基站”。这种技术协同不仅解决了低空通信盲区,更推动无人机物流、灾害救援等场景快速商业化。(2)行业效率提升:通过星地融合,重构城市交通、农业、能源等行业范式卫星互联网与地面5G/6G通过5GNTN(非地面网络)技术深度融合,构建“地面低空-空天”三维网络,结合北斗高精度定位与通感一体化技术(通信与感知功能协同)有望重塑多个行业的运营逻辑。比如城市交通领域,eVTOL飞行器依托卫星导航实现厘米级精准起降,并与城市交通系统联动调度;农业与能源领域,通过卫星遥感数据指导施肥,可以有效减少化肥用量,提升亩产;海上油气平台利用卫星物联网监测设备状态,可以大幅降低运维成本;工业巡检领域,无人机通过卫星链路实时回传电网、桥梁等高精度监测数据,可以有效提升巡检效率。
(二)技术突破--产业变革的推动者
卫星互联网产业现阶段的蓬勃发展,根植于一系列前沿技术的突破
(1)高通量卫星技术
作为卫星互联网的核心驱动力,高通量卫星通过高频段传输、密集多点波束以及大口径星载天线等技术创新,实现了数据传输能力的飞跃。从Thaicon4的初步探索到iaSat系列卫星的突破性进展,高通量卫星系统可以为全球用户提供与地而网络相当的互联网接入体验
(2)可回收运载火箭技术
运载火箭技术的不断革新,特别是可回收技术的实现,极大地降低了卫星发射成本。SpaceX猎鹰9号火箭的成功回收与重复使用,为全球卫星互联网的大规模部署奠定了坚实的经济基础。未来,火箭设计的持续优化和创新将进一步推动降本增效。我国也已有多型火箭开展了VTVL试验,随着各类火箭企业集体转攻可复用运载火箭我国有望成为全球第二个拥有轨道级可复用运载火箭的国家
(3)电推进系统与能源效率
电推进系统的广泛应用,标志着卫星动力系统的革命性变革。其长寿命、高比冲以及推力可调等优势,不仅提升了卫星的轨道控制精度与灵活性,显著降低了燃料消耗与发射成本。同时,高效能的三结砷化镓太阳能帆板与锂离子蓄电池的组合,为卫星提供了稳定可靠的能源保障,延长了在轨寿命。
(4)多波束天线与星间链路技术
多波束天线技术的成熟应用,极大地提升了卫星通信的盖能力与服务质量。相控阵天线的灵活波束控制功能,结合高速数字信息处理技术,实现了准的波束成形与快速扫描,确保了低轨卫星通信的高质量与稳定性。此外,星间链路通信技术的发展特别是激光链路的引入,为解决带宽瓶颈与频谱资源紧张问题提供了有效手段,为未来卫星互联网的高速星间组网提供了有力的技术支撑。
行业加速发展变革,卫星互联网拉开建设序幕