低轨卫星通信行业深度报告：从高轨到低轨——新起点上的卫星通信产业.pdf

请务必阅读正文后的声明及说明请务必阅读正文后的声明及说明Table_MainInfo证券研究报告/行业深度报告 低轨卫星通信行业深度报告低轨卫星通信行业深度报告：从从高轨高轨到到低轨低轨新起点上的新起点上的卫星通信卫星通信产业产业 报告摘要：报告摘要：低轨低轨卫星通信是继卫星导航卫星通信是继卫星导航之后，世界强之后，世界强国在天基信息系统领域的国在天基信息系统领域的下一个争夺焦点下一个争夺焦点。相比传统的静止地球轨道卫星通信系统，低轨系统在技术和成本上优势显著，将在网络接入、物联网等应用领域创造出极大的商业价值。此外，低轨卫星通信系统军事价值巨大，也将带来法律监管上的难题，为国防和信息安全带来潜在的挑战。另外，大量近地巨型星座的组网将加剧轨道和频率这一稀缺资源的紧张程度，使其成为未来天基系统发展的制约因素。目前国外资本和科技巨头积极抢占低轨卫星通信发展主动权，我国也提出多个低轨系统的建设计划，部分计划已取得初步的试验成功，预计未来国内低轨卫星通信将进入发展快车道。卫星行业的市场数据表明，全球卫星行业自卫星行业的市场数据表明，全球卫星行业自 20182018 年开了大规模基础年开了大规模基础设施建设，且空间段的建设要略领先于地面段。设施建设，且空间段的建设要略领先于地面段。低轨卫星通信产业链较长，覆盖卫星制造、发射服务、卫星运营及卫星应用与服务等环节，国有军工企业在研制、发射、运营等领域起主导作用，终端设备制造环节基本由民营企业主导。SIA 卫星行业收入数据表明，2018 年全球的卫星研制与发射服务收入增速分别达到 25.81%和34.78%，地面网络设备收入呈现加速增长的趋势，2018 年增速达到16.90%。低轨卫星通信系统建设将带动产业链上游制造环节的投资，系统成低轨卫星通信系统建设将带动产业链上游制造环节的投资，系统成熟后有望打开新的应用市场。熟后有望打开新的应用市场。目前国内主要星座建设计划包括 MEO轨道卫星 8 颗，LEO 轨道卫星 4842 颗，上述计划若均能完成建设，其空间段建设将带动约 1561 亿元市场，地面段建设将带动约 839 亿元网络设备市场。低轨通信系统与地面通信网融合后，宽带卫星通信系统将提供全球覆盖的网络服务，窄带卫星系统将提供物联网接入，将在军事通信、偏远地区网络接入、航空机载通信、卫星物联网等领域打开新的市场空间。国外低轨卫星通信系统的大规模建设，有望加快国内相应计划的实国外低轨卫星通信系统的大规模建设，有望加快国内相应计划的实施，首先带动空间段和地面段的基础设施建设投资施，首先带动空间段和地面段的基础设施建设投资。建议在产业链不同环节重点关注：卫星/火箭研制与运营，中国卫星、上海沪工、中国卫通；卫星/火箭关键分系统，航天电子、康拓红外；地面网络设备，中国卫星、华力创通；电子元器件：鸿远电子、振华科技、火炬电子、宏达电子；金属、非金属等原材料：宝钛股份、菲利华。风险提示：风险提示：低轨卫星通信发展不及预期；投资规模不及预期。重点公司主要财务数据重点公司主要财务数据 重点公司重点公司 现价现价 EPS PE 评级评级 2019E 2020E 2021E 2019E 2020E 2021E 航天电子 6.13 0.19 0.21 0.25 32 29 25 买入 鸿远电子 52.97 1.91 2.58 3.37 28 21 16 买入 优于大势优于大势 上次评级：优于大势 Table_PicQuote历史收益率曲线 0%8%16%24%32%2019/22019/32019/42019/52019/62019/72019/82019/92019/102019/112019/122020/1国防军工沪深300涨跌幅（%）1M3M 12M 绝对收益-5.70%2.09%21.44%相对收益 0.55%4.40%1.35%行业数据 成分股数量（只）69 总市值（亿）9174 流通市值（亿）6847 市盈率（倍）71.14 市净率（倍）2.01 成分股总营收（亿）3559 成分股总净利润（亿）96 成分股资产负债率（%）51.03 Table_Report相关报告 国防军工行业周报：元器件、新材料和信息化景气度持续验证，建议超配军工 2020-01-19 国防军工行业周报：年报预告将陆续披露，关注业绩确定性高的投资标的 2020-01-13 国防军工行业周报：美伊局势持续发酵，关注板块短期催化 2020-01-05 国防军工行业周报：明年将密集实施重大航天任务，行业景气度有望持续提升 2019-12-29 国防军工国防军工 发布时间：发布时间：2020-02-09 请务必阅读正文后的声明及说明请务必阅读正文后的声明及说明 2/33 行业深度报告行业深度报告 目目 录录 1.卫星通信系统简介卫星通信系统简介.51.1.卫星通信系统的基本概念.5 1.2.低轨卫星通信系统的特点与优势.8 1.3.低轨卫星通信系统的商业价值和战略意义.10 2.卫星通信市场发展卫星通信市场发展现状与趋势现状与趋势.12 3.轨卫星通信产业发展环境轨卫星通信产业发展环境.14 4.国内中外低轨卫星通信系统发展现状国内中外低轨卫星通信系统发展现状.15 4.1.国外中低轨卫星通信系统发展.16 4.1.1.第一代低轨卫星通信系统.17 4.1.2.国外典型中低轨宽带星座建设计划.19 4.2.国内主要中低轨卫星通信系统.22 4.2.1.航天科技集团“鸿雁”星座.23 4.2.2.航天科工集团“虹云”工程.24 4.2.3.中国电科集团天地一体化信息网络.24 4.2.4.银河航天“银河 Galaxy”5G 星座.25 4.2.5.国电高科天启物联网星座.25 5.低轨卫星通信产业链及重点低轨卫星通信产业链及重点上市公司上市公司.26 5.1.低轨卫星通信产业链.26 5.2.低轨卫星通信产业链重点上市公司.27 5.3.建议关注的相关上市公司.29 6.低轨卫星通信系统催生的市场低轨卫星通信系统催生的市场.29 6.1.空间段和地面段建设.29 6.2.典型的应用与服务市场.30 6.2.1.军事通信.30 6.2.2.网络接入.30 6.2.3.航空机载通信.30 请务必阅读正文后的声明及说明请务必阅读正文后的声明及说明 3/33 行业深度报告行业深度报告 6.2.4.卫星物联网服务.31 7.风险提示风险提示.31 图表目录图表目录 图图 1：常见卫星通信系统轨道分布：常见卫星通信系统轨道分布.6 图图 2：卫星通信系统的系统组成：卫星通信系统的系统组成.7 图图 3：ITU 频率分区和业余无线电频率分区频率分区和业余无线电频率分区.7 图图 4：与地面：与地面 5G网络融合的低轨卫星通信星座架构示意图网络融合的低轨卫星通信星座架构示意图.11 图图 5：全球物联网设备连接数量：全球物联网设备连接数量.12 图图 6：中国物联网行业市场规模：中国物联网行业市场规模.12 图图 7：全球主要国家在轨通信卫星数量：全球主要国家在轨通信卫星数量.13 图图 8：全球卫星产业市场规模的变化：全球卫星产业市场规模的变化.14 图图 9：2018 年卫星服务业市场结构年卫星服务业市场结构.14 图图 10：全球卫星服务产业市场规模：全球卫星服务产业市场规模.14 图图 11：全球地面卫星网络设备市场规模：全球地面卫星网络设备市场规模.14 图图 12：2018 年国内商业航天企业融资情况年国内商业航天企业融资情况.16 图图 13：全球主要非静止轨道宽带通信星座轨道分布（截止：全球主要非静止轨道宽带通信星座轨道分布（截止 2020 年年 1 月月 17 日）日）.16 图图 14：国外低轨卫星通信星座发展过程：国外低轨卫星通信星座发展过程.17 图图 15：ORBCOMM 座系统瞬时地面覆盖示意图座系统瞬时地面覆盖示意图.18 图图 16：铱星系统地面覆盖范围：铱星系统地面覆盖范围.18 图图 17：全球星星座系统瞬时地面覆盖示意图（：全球星星座系统瞬时地面覆盖示意图（48 颗星）颗星）.19 图图 18：Starlink 星座构型星座构型.21 图图 19：Starlink 首批首批 60 颗组网星颗组网星.21 图图 20：OneWeb系统地面站部署规划系统地面站部署规划.21 图图 21：OneWeb卫星设计生产流程卫星设计生产流程.21 图图 22：O3b星座构型星座构型.22 图图 23：O3b系统地面覆盖范围系统地面覆盖范围.22 图图 24：鸿雁星座建设构想：鸿雁星座建设构想.24 图图 25：鸿雁星座首发星：鸿雁星座首发星.24 图图 26：虹云工程三步走计划：虹云工程三步走计划.24 图图 27：虹云工程卫星模型：虹云工程卫星模型.24 图图 28：“天象”：“天象”1 星、星、2 星通过海上平台发射星通过海上平台发射.25 请务必阅读正文后的声明及说明请务必阅读正文后的声明及说明 4/33 行业深度报告行业深度报告 图图 29：“天象”：“天象”1 星、星、2 星发射成功星发射成功.25 图图 30：低轨卫星通信产业链：低轨卫星通信产业链.26 表表 1：雷达无线电频段标称：雷达无线电频段标称.8 表表 2：空间无线电频段标称：空间无线电频段标称.8 表表 3：低轨系统和高轨系统技术特点的比较：低轨系统和高轨系统技术特点的比较.9 表表 4：全球各地区互联网用户数量：全球各地区互联网用户数量.11 表表 5：2008-2018 年间通信卫星采购与发射数量年间通信卫星采购与发射数量.13 表表 6：低轨系统和高轨系统技术特点的比较：低轨系统和高轨系统技术特点的比较.15 表表 7：国外典型中低轨道宽带通信星座：国外典型中低轨道宽带通信星座.19 表表 8：国内主要非静止轨道宽带通信星座：国内主要非静止轨道宽带通信星座.22 表表 9：低轨卫星通信产业链主要参与者：低轨卫星通信产业链主要参与者.26 表表 10：空间段建设环节主要：空间段建设环节主要 A 股上市公司股上市公司.27 表表 11：地面段和用户段主要：地面段和用户段主要 A 股上市公司股上市公司.28 表表 12：空间段建设带动的市场空间测算：空间段建设带动的市场空间测算.30 请务必阅读正文后的声明及说明请务必阅读正文后的声明及说明 5/33 行业深度报告行业深度报告 1.卫星通信卫星通信系统简介系统简介 1.1.卫星通信系统的基本卫星通信系统的基本概念概念 卫星通信卫星通信系统系统是指利用人造地球卫星作为中继站转发或发射无线电波，实现两个或是指利用人造地球卫星作为中继站转发或发射无线电波，实现两个或多个多个地球站之间或地球站与航天器之间通信的一种通信地球站之间或地球站与航天器之间通信的一种通信系统。系统。卫星通信的概念最早由阿瑟克拉克在 1945 年提出，1965 年美国“晨鸟”通信卫星成功发射，卫星通信技术正式进入实用阶段。早期的卫星通信系统基本实现数据通信、广播业务、电话业务等基本通信需求，在航海通信、应急通信、军事通信、偏远地区网络覆盖等应用领域发挥不可替代的作用。随着以高频段（Ku、Ka 等）、大容量、高通量为特点的宽带通信技术的成熟，通过通信卫星实现互联网接入已经成为可能。卫星在空间中通常绕地球做无动力飞行，卫星在空间中通常绕地球做无动力飞行，卫星运动所在的平面称为轨道面，运动的卫星运动所在的平面称为轨道面，运动的轨迹称为轨道轨迹称为轨道。根据卫星轨道形状、倾角、周期、高度等不同特征，卫星轨道可以有不同的分类。对于卫星通信系统来说，通常是根据卫星轨道高度进行分类，具体可分为静止轨道（GEO，Geostationary Earth Oribt）、中轨（MEO，Medium Earth Orbit）和低轨（LEO，Low Earth Orbit）三种：（1）静止轨道静止轨道卫星通信系统：卫星通信系统：通常指地球同步轨道通信卫星系统，其轨道高度为 35786 公里，卫星运动方向与地球自转方向相同，轨道面与地球赤道面重合，运行周期为一个恒星日（23 小时 56 分 4 秒），从地面上看卫星在空中是静止不动的。（2）低轨卫星通信系统：低轨卫星通信系统：卫星距地面高度在 500-2000 公里，系统通常由分布于若干轨道平面上卫星构成的，卫星形成的覆盖区域在地面快速移动，轨道周期通常在 2 个小时左右。（3）中轨卫星通信系统：中轨卫星通信系统：卫星距地面高度在 2000-35786 公里之间，单星覆盖范围大于低轨通信卫星，是建立全球或区域卫星通信系统的较优解决方案。上述三种系统中，LEO 系统和 MEO 系统统称为非静止轨道通信系统（NGSO，Non-GeoStationary Orbit）。在讨论卫星通信时，有时会以“高轨”来指代运行在GEO 轨道，相对的以“低轨”指代包括 MEO 和 LEO 的 NGSO 轨道。报告下文若非特殊语境，也以“低轨”来统称 MEO 和 LEO 轨道。请务必阅读正文后的声明及说明请务必阅读正文后的声明及说明 6/33 行业深度报告行业深度报告 图图 1 1：常见卫星通信系统轨道分布常见卫星通信系统轨道分布 Molnya椭圆轨道Molnya椭圆轨道Pentriad，俄罗斯电视广播Pentriad，俄罗斯电视广播（在远地点使用）（在远地点使用）GPS，全球定位系统，全球定位系统GLONASS，全球导航卫星系统全球导航卫星系统TeledesicSkybridgeGlobalstarIridiumOrbcommBorealisof EllipsoICO,Spaceway NGSO低地球轨道低地球轨道LEO中地球轨道中地球轨道MEO静止轨道静止轨道GEOSpaceway，Astrolink，Inmarsat，Intelsat外范艾伦带外范艾伦带内范艾伦带内范艾伦带Concordianof Ellipso010,000 Km比例尺比例尺 数据来源：电子科技大学，东北证券 卫星通信系统由空间段卫星通信系统由空间段、地面段地面段和用户段三和用户段三部分构成部分构成：（1 1）空间段空间段：以通信卫星为主体，卫星上的转发其是通信卫星的主要有效载荷，也是卫星通信系统空间段最重要的功能组成，用于接收和转发卫星通信地球站发来的信号，实现地球站之间或地球站与航天器之间通信。（2 2）地面段：地面段：包括支持移动电话、电视观众、网络运营商地面用户访问卫星转发器，并实现用户间通信的所有设施，网关站是地面段的核心设备。卫星通信系统的地面段也包括地面的卫星控制中心（SCC，Satellite Control Center）和跟踪、测控及指令站（TT&C，Tracking，Telemetry and Command station），SCC 和 TT&C 主要负责卫星发射阶段的跟踪和定位，下达变轨、太阳能电池板展开等动作指令，以及卫星在轨运行期间轨道监测和校正、干扰和异常问题监测与检测等。（3 3）用户段：用户段：主要由各类终端用户设备组成，包括 VSAT 小站、手持终端，以及搭载在车、船、飞机上的移动终端，以及基于卫星通信的各种应用软件和服务。请务必阅读正文后的声明及说明请务必阅读正文后的声明及说明 7/33 行业深度报告行业深度报告 图图 2 2：卫星通信系统的系统组成：卫星通信系统的系统组成 数据来源：中国知网,东北证券 卫星通信作为无线电通信形式的一种，信号的中转和传输也要依赖与不同频段的无卫星通信作为无线电通信形式的一种，信号的中转和传输也要依赖与不同频段的无线电波。线电波。在地面雷达系统的应用中，IEEE 标准中将无线电波划分为 VHF、UHF、L、S、C、X、Ku、Ka 以及 EHF 等频段。在实际应用当中，上述频带中仅有一小部分被分配给雷达应用，大部分频带由国际电联（ITU，International Telecommunication Union）的世界无线电通信大会分配给空间无线电应用，雷达频段和空间无线电频段对应关系如表 1 和表 2 所示。为保证无线电频率这一稀缺资源能够得到合理有效的利用，ITU 将全球划分为三个频率区域，中国位于其中的 III 区。图图 3 3：ITUITU 频率分区和业余无线电频率分区频率分区和业余无线电频率分区 数据来源：Wootrip，东北证券 请务必阅读正文后的声明及说明请务必阅读正文后的声明及说明 8/33 行业深度报告行业深度报告 根据不同业务类型对无线电频段也有大致的划分：根据不同业务类型对无线电频段也有大致的划分：C 频段（4GHz8GHz）、Ku 频段（12GHz18GHz）和 Ka 频段（26.5GHz40GHz）是目前卫星通信系统中使用最广泛的频段，C 频段和 Ku 频段主要用于卫星广播业务和卫星固定通信业务，带宽有限且利用较早，目前频谱的使用已趋于饱和；Ka 频段主要用于高通量卫星，提供海上、空中和陆地移动宽带通信。Q/V 频段将是未来卫星通信领域争夺的重点，目前 ITU正在制定 NGSO 卫星通信中使用 Q/V 频段的频谱共享规则，以确保 NGSO 系统与 GSO系统以及其他 NGSO 系统能够共存，值得注意的是 2020 年 1 月 16 日银河航天成功发射的 5G 星座的首发星是全球首颗 Q/V 频段的 NGSO 通信卫星。表表 1 1：雷达无线电频：雷达无线电频段标称段标称 表表 2 2：空间无线电频段标称：空间无线电频段标称 频段标号频段标号 频段范围频段范围 频段标频段标号号 频段范围（频段范围（GHz)GHz)频段简称（频段简称（GHz)GHz)L 1.5251.710 1.5 HF 3MHZ30MHz S 1.92.7 2.5 VHF 30MHz300MHz C 3.44.2 4/6 UHF 300MHz1000MHz 4.54.8 L 1GHz2GHz 5.857.075 S 2GHz4GHz X 7.357.75 7/8 C 4GHz8GHz 7.98.4 X 8GHz12GHz Ku 10.713.25 11/14 Ku 12GHz18GHz 14.014.5 12/14 K 18GHz27GHz Ka 17.720.2 20/30 Ka 27GHz40GHz 27.530.0 V 40GHz75GHz V 40.5424.5 40 W 75GHz110GHz 42.543.5 mm 110GHz300GHz 47.250.2 数据来源：中国知网,东北证券 数据来源：中国知网,东北证券 1.2.低轨低轨卫星通信系统的特点与优势卫星通信系统的特点与优势 与传统的地球静止轨道卫星通信系统相比，低轨卫星通信系统与传统的地球静止轨道卫星通信系统相比，低轨卫星通信系统最显著的特性在于其最显著的特性在于其卫星工作轨道高度和系统复杂程度的不同卫星工作轨道高度和系统复杂程度的不同，从而带来单星技术、规模、成本上的差异，最终影响系统建设与运营成本以及系统可靠性。低轨卫星通信星座的技术特点，也将影响系统的通信质量，对地面终端设备也提出了不同的技术和性能要求。此外，低轨卫星通信系统可以采用蜂窝通信、点波束、多址、频率复用等技术，且通信具有全球覆盖、低延时等方面的优点，可以支持在线游戏、视频通话等实时或近实时数据传输，在与地面通信骨干网融合后可能将催生出新的应用场景。从技术角度来看，低轨卫星通信系统与高轨卫星通信系统之间最主要的区别在于卫星轨道高度和单颗卫星通信能力，由此带来的具体的技术上的主要差异表现在以下几方面：（1 1）传输时延：传输时延：高轨通信卫星轨道高度为 35786 公里，每一跳（终端-卫星-终端）通信传输时延约为 270 毫秒。目前主流的低轨星座的卫星大多位于10001400 千米上空，其通信传输时延一跳约在 7 毫秒左右，考虑到其他方面时延影响也可以做到 50 毫秒以内，与地面光纤网络的时延相当。请务必阅读正文后的声明及说明请务必阅读正文后的声明及说明 9/33 行业深度报告行业深度报告 （2 2）传输损耗：传输损耗：低轨星座宽带卫星轨道高度约为静止轨道卫星轨道高度的 1/30，则低轨卫星信号自由空间损耗比静止轨道卫星少 29.5dB，这是低轨卫星系统实现终端小型化和高速数据传输的基石。（3 3）星下点移动速度：星下点移动速度：地球静止轨道卫星运动速度与地球自转速度相同，卫星24 时绕地球一周，相对地面静止；低轨卫星运动速度约为 7.5 千米/秒，卫星 85115 分钟绕地球一周，相对地球表面高速运动，从而带来多普勒频移、地面终端天线指向跟踪、波束间切换等技术问题。（4 4）波束覆盖：波束覆盖：高轨通信卫星轨道高度高、对地视场大，部署 3 颗卫星即可实现对南北极点以外的全球覆盖；低轨通信卫星轨道高度低、单星对地覆盖较小，必须通过多星组网才能实现全球覆盖，避免遮挡带来的通信干扰问题，但也会因频率复用难度增大带来对通信体制更高的要求。（5 5）卫星容量：卫星容量：低轨卫星通信系统单星体积小、重量轻，通信能力弱，但整个系统通信容量较高。如 OneWeb 星座系统单个卫星设计质量仅 125kg，单星容量约为 10Gb/s，整个星座将具有 7Tb/s 的容量。Viasat-3 卫星系统由三颗卫星组成，单颗卫星设计重量约为 6400kg，单星容量约为 1Tb/s，整个系统具有 3Tb/s 的容量。（6 6）系统可靠性：系统可靠性：低轨卫星通信系统可靠性更高。第一，低轨星座卫星数量庞大，且分布于多个轨道面，任意一颗或几颗卫星损坏不会对系统造成大的影响；第二，低轨星座系统卫星造价较低，在轨一般都有多颗备份卫星，可以随时代替损坏的卫星；第三，低轨卫星成本低，研制周期短，卫星体积小、重量轻，轨道高度低，容易进行应急补网发射。表表 3 3：低轨系统和高轨系统技术特点的比较：低轨系统和高轨系统技术特点的比较 序号序号 通信能力通信能力 低轨系统低轨系统 高轨系统高轨系统 对低轨通信系统的影响对低轨通信系统的影响 1 1 传输时延 一跳约 7ms 一跳约 270ms 1）支持实时性要求高的应用；2）运控更加灵活有效。2 2 传输损耗 损耗高轨低 29.5dB 利于终端小型化和高速数据传输。3 3 移动速度 相对地面高速运动 相对地面静止 1）需补偿多普勒频移；2）宽带通信终端天线需对星；3）终端需在卫星和波束间频繁切换、将影响通信质量。4 4 波束覆盖 对地视场小 对地视场大 需多颗卫星组网运行 5 5 卫星容量 单星容量小，整个系统容量高 单星容量大 相对地面不断运动，覆盖区域业务容量基本均衡 6 6 系统可靠性 高于高轨系统 低于低轨系统 单星造价低，系统鲁棒性高。数据来源：中国知网,东北证券 卫星通信系统建设成本包括卫星研制成本、火箭和发射费用、地面站建设成本和用户终端价格等主要部分。低轨卫星通信系统与传统高轨卫星通信系统各方面的成本也有较大的差异：（1）卫星制造成本：卫星制造成本：低轨通信卫星通常采用微小卫星平台，技术难度和卫星规模远低于传统高轨通信卫星，单星研制成本显著降低。采用与汽车、飞机等高端工业产品类似的流水线、批量化的方式，是低轨卫星通信系统建设的必要要求，也有利于单星制造成本的降低。OneWeb 系统单星研制成本大约在 60万美元左右，而高轨 ViaSat 系统的单星造价约为 3.6 亿美元，整个系统造 请务必阅读正文后的声明及说明请务必阅读正文后的声明及说明 10/33 行业深度报告行业深度报告 价约为 10.8 亿美元，而美国军用 AEHF-4 卫星单星造价更高达 18 亿美元。（2）火箭和发射费用：火箭和发射费用：低轨卫星系统卫星数量众多，需多次发射才能将全部卫星送入轨道，因此发射费用在系统建设中占有很大比重。Oneweb公司与阿里安航天公司签署了总价值超过10亿美元的21次发射合同。ViaSat-2卫星发射和保险费1.7亿美元，ViaSat-3卫星发射和保险费用与ViaSat-2卫星基本相同，三颗卫星共需要5.1亿美元。（3）地面站建设成本：地面站建设成本：地面站由测控站、关口站和控制中心三种类型地球站构成。Oneweb卫星测控站设在高纬度地区，天线口径为2.4m或以上；在全球将部署5575个卫星关口站，每个关口站配臵十多副口径超过2.4m的天线；系统将在美国和英国设臵至少两个独立控制中心。Viasat-1系统容量仅150Gb/s，设臵了21个关口站，关口站配臵一副7.3米Ka频段天线，可推算出容量为3Tb/s的Viasat-3星系统关口站数量将达到数百个，且至少有3个测控站对应3颗不同卫星。对于低轨卫星通信系统而言，空间段和地面站建设可以在现有的技术框架内找到成本控制方案；考虑广阔的应用前景，运营商也可以接受稍高的一次性资本开支。而用户终端的成本是决定卫星系统能否取得商业成功的关键，目前高轨通信卫星的固定终端价格约为 3000 美元，便携式终端价格约为 28000 美元。低轨卫星通信系统地面终端的天线需对卫星信号进行跟踪，并保证在卫星切换时信号不中断，增加了终端天线的技术难度，用户很难接受数万甚至数十万美元的终端产品，这对低成本双抛物面天线或相控阵天线技术提出了更高的要求。1.3.低轨低轨卫星通信系统的商业价值和战略意义卫星通信系统的商业价值和战略意义 根据系统支持业务和应用领域的不同，低轨卫星通信系统可分为窄带移动通信和宽根据系统支持业务和应用领域的不同，低轨卫星通信系统可分为窄带移动通信和宽带互联网通信链两个方向。带互联网通信链两个方向。窄带移动通信系统主要工作在 L、S 低频段，以中低速率的通信为主，支持手持移动通信、物联网服务等业务，典型系统有“铱星系统”（Iridium）、“全球星”系统（GlobalStar）等。宽带互联网通信系统又可称为高通量卫星通信系统，主要工作在 Ku、Ka 等高频段，以中高速率的数据传输业务为主，支持互联网接入、网络节点互联等服务，典型系统包括目前 OneWeb、SpaceX等公司正在建设的低轨卫星通信星座。通过天基卫星通信网和地面公用通信网的融合，形成天空地一体化全球网络覆盖，通过天基卫星通信网和地面公用通信网的融合，形成天空地一体化全球网络覆盖，将在互联网接入、物联网等领域实现巨大的商业价值。将在互联网接入、物联网等领域实现巨大的商业价值。地面 5G 网络建设的战略目标是将“人与人”之间的连接，扩展至“人与人、人与物、物与物”的全空间连接，开启万物互联的新时代。国际电联和联合国教科文组织下属机构 2018 年 9 月报告中的数据表明，当时全球还有 53%的人口没能接入互联网，截止 2019 年 6 月仍有30 多亿人在互联网之外。Gartner 的研究数据称 2015 年全球物联网设备为 50 亿台，预计到 2020 年全球会有 240 亿台物联网设备联网。请务必阅读正文后的声明及说明请务必阅读正文后的声明及说明 11/33 行业深度报告行业深度报告 图图 4 4：与地面：与地面 5G5G 网络融合的低轨卫星通信星座架构示意图网络融合的低轨卫星通信星座架构示意图 数据来源：中国知网，东北证券 全球互联网发展的地区差异日益悬殊，互联网宽带基础设全球互联网发展的地区差异日益悬殊，互联网宽带基础设施的普及继续带来改变。施的普及继续带来改变。ITU 在 2018 年底发布的报告中称，全球使用互联网的人口数量达到 39 亿，超过全球人口数量的一半，截止 2019 年 6 月全球共有 57.3%的人口用上了互联网。发达国家使用互联网的人口比例达到 80%，发展中国家之一比例约为 40%，经济欠发达地区这个比例仅不足 15%。中国互联网协会发布的中国互联网发展报告(2019)中称，至 2018 年底，我国网民规模达到 8.29 亿，互联网普及率达 59.6%。面对普及程度失衡带来的社会不平等，全球尤其是欠发达地区的互联网基础设施继续改善。对于传统地面通信网络开发商来说，在偏远地区普及互联网的困难在于设备成本、数据成本、服务成本等方面，低轨互联网星座具有全球覆盖的天然属性，成为促进全球互联网均衡发展的最优选择。表表 4 4：全球各地区互联网用户数量：全球各地区互联网用户数量 地区地区 人口数量人口数量 人口占比人口占比 互联网用户数量互联网用户数量 渗透率渗透率 增长率增长率 (2000(2000-2019)2019)互联网用户占互联网用户占 全球比例全球比例 非洲非洲 1,320,038,716 17.1%525,148,631 39.8%11533%11.9%亚洲亚洲 4,241,972,790 55.0%2,200,658,148 51.9%1825%49.8%欧洲欧洲 829,173,007 10.7%719,413,014 86.8%585%16.3%拉丁美洲拉丁美洲/加勒比加勒比 658,345,826 8.5%447,495,130 68.0%2377%10.1%中东中东 258,356,867 3.3%173,576,793 67.2%5184%3.9%北美北美 366,496,802 4.7%327,568,628 89.4%203%7.4%大洋洲大洋洲/澳大利亚澳大利亚 41,839,201 0.5%28,634,278 68.4%276%0.6%总计总计 7,716,223,209 100.0%4,422,494,622 57.3%1125%100.0%数据来源：ITU，东北证券 人口数量和互联网用户数量截止至 2019 年 6 月 物联网广泛的渗透在生活、生产的各个环节，天基通信网络将弥补地面物联网的短物联网广泛的渗透在生活、生产的各个环节，天基通信网络将弥补地面物联网的短板。板。根据 GSMA 统计数据，全球物联网设备数量保持高速增长，2018 年全球物联网设备连接数量高达 91 亿个，同比增加 17.60%，预计 2020 年设备数量将达到 126 亿个。物联网技术肩负着建设数字中国的使命，中央经济工作会议上也明确提出加强 请务必阅读正文后的声明及说明请务必阅读正文后的声明及说明 12/33 行业深度报告行业深度报告 物联网等新型基础设施建设。根据中国通信工业协会的统计数据，2013-2018 年间中国物联网行业市场规模由约 4900 亿元增加至 13300 亿元，复合增速高达 22%。大范围、跨地域、恶劣环境等数据采集是地面物联网目前的主要短板，天基窄带卫星通信系统可以很好的弥补地面网络的不足，使物联网技术在促进经济发展、推动工业企业升级转型等方面发挥更大作用。图图 5 5：全球物联网设备连接数量：全球物联网设备连接数量 图图 6 6：中国物联网行业市场规模：中国物联网行业市场规模 数据来源：GSMA，东北证券 数据来源：中国通信工业协会，东北证券 在近地轨道大量的建设巨型通信卫星星座，除了在商业领域实现巨大的价值外，还在近地轨道大量的建设巨型通信卫星星座，除了在商业领域实现巨大的价值外，还蕴含了巨大的军事应用价值蕴含了巨大的军事应用价值。国外全面启动低轨星座的大规模组网，也将为我国的安全环境带来潜在的压力和挑战：1）低轨卫星通信系统潜在军事价值巨大，在未来多兵种联合的信息化战争中，将大幅提高作战指令、战场情报等重要信息的传递效率和可靠性；2）中国的法律不能约束 SpaceX、OneWeb 这样的低轨卫星通信网络运营商，全球的网络覆盖和小型化的用户终端，将为卫星通信服务的有效监管带来挑战，为国内的信息安全带来威胁。3）近地空间的轨道、频率将成为未来空间基础设施建设的战略资源，在近地轨道空间开展多个巨型星座组网，将使本已紧张的轨位资源变得更加稀缺，成为制约未来空间系统建设的主要制约因素之一。2.卫星通信市场卫星通信市场发展发展现状现状与趋势与趋势 目前全球共有目前全球共有 627627 颗颗通信通信卫星在轨运行，其中美国卫星数量最多，中国在轨卫星在轨运行，其中美国卫星数量最多，中国在轨通信通信卫卫星数量全球第星数量全球第 5 5。据美国忧思科学家联盟（UCS）全球在轨卫星数据库数据显示，全球共有 769 颗遥感卫星在轨运行，包括各类军用通信卫星以及政府部门和企业所有的民用通信卫星。在轨运行的 627 颗遥感卫星由全球 36 个国家和地区所有，美国、俄罗斯、法国、英国、中国、日本 6 个国家通信卫星数量超过 20 颗，其中美国是全球拥有通信卫星数量最多的国家，目前共有 274 颗遥感卫星在轨运行，中国共有35 颗卫星在轨运行。请务必阅读正文后的声明及说明请务必阅读正文后的声明及说明 13/33 行业深度报告行业深度报告 图图 7 7：全球主要国家在轨：全球主要国家在轨通信通信卫星数量卫星数量 数据来源：UCS，东北证券 注：数据截止 2019 年 3 月 31 日 高通量、小型化、星座化是未来高通量、小型化、星座化是未来卫星卫星通信发展的主要趋势，通信发展的主要趋势，GEOGEO 卫星卫星采购采购数量正逐数量正逐渐减少渐减少。高通量、小型化、星座化是未来通信卫星发展的主要趋势，全球卫星通信运营商采购的 GEO 通信卫星的数量正逐渐减少。在 2008-2018 年间，GEO 卫星采购量的最高峰为 2009 年的 30 颗，最后采购数量逐渐减少，2018 年运营商采购的数量仅为 7 颗。伴随着第二代“铱星系统”的组网建设，以及 OneWeb、O3b、SpaceX 等公司的低轨通信星座开始试验或发射组网，LEO 通信卫星的发射量则显著上升。未来低轨卫星通信星座的大规模组网，上游通信卫星制造市场卫星数量上的差异将会表现的更加明显。表表 5 5：20082008-20182018 年间通信卫星采购与发射数量年间通信卫星采购与发射数量 年份年份 20082008 20092009 20102010 20112011 20122012 20132013 20142014 20152015 20162016 20172017 20182018 GEOGEO 采购数采购数 23 30 30 20 18 24 27 16 15 10 7 GEOGEO 发射数发射数 28 28 25 26 32 23 27 32 26 33 24 LEOLEO 发射数发射数 9 8 11 15 6 18 16 17 1 48 56 其他轨道发射其他轨道发射 0 1 1 1 3 4 9 0 0 0 7 数据来源：深夜空间局，东北证券 近年来近年来全球卫星产业市场规模全球卫星产业市场规模缓慢增长缓慢增长，下游地面设备制造业和卫星服务业是最大，下游地面设备制造业和卫星服务业是最大的细分市场的细分市场，卫星制造和发射服务市场增长最快，卫星制造和发射服务市场增长最快。美国卫星产业协会（SIA）发布的数据表明，2018 年间全球卫星产业市场规模为 2774 亿美元，较上年同期增加3.28%。从近 5 年的数据看，若不考虑统计口径的变化，全球卫星产业的市场规模保持在 3%左右缓慢增长的趋势。从市场的构成情况看，卫星服务业和地面设备是卫星产业中最大的两块细分市场，二者规模占比均在 45%左右，2018 年的市场规模均超过 1250 亿美元。卫星制造和卫星发射服务是其中发展速度最快的细分市场，增速分别达到 25.81%和 34.78%。请务必阅读正文后的声明及说明请务必阅读正文后的声明及说明 14/33 行业深度报告行业深度报告 图图 8 8：全球卫星产业市场规模的变化：全球卫星产业市场规模的变化 图图 9 9：20182018 年卫星服务业市场结构年卫星服务业市场结构 数据来源：SIA，东北证券 注：2016 年起导航芯片被纳入卫星地面设备统计范围 数据来源：SIA，东北证券 20182018 年年与卫星通信相关的服务收入超过与卫星通信相关的服务收入超过 12001200 亿美元，地面卫星网络设备收入约为亿美元，地面卫星网络设备收入约为138138 亿美元。亿美元。卫星电视直播、无线电广播、卫星宽带等卫星通信业务是卫星服务业收入的最主要来源，占到全年收入的 98%以上。网络设备在地面设备中的占比仅为11%左右，但自 2015 年以来进入了加速增长的阶段，其中 2018 年收入较上一年增长 16.90%，收入的增速也比上年同期高出了 2.3 个百分点。地面网络设备以及