卫星及应用产业发展白皮书2021（卫星物联网产业协会）.pdf

卫星及应用产业发展白皮书(2021)卫星及应用产业发展白皮书(2021)序序言言2021 年是中国共产党百年华诞，在党中央坚强领导下，我国全面建成小康社会宏伟目标已经全面实现，正在向第二个百年目标迈进，开启建设社会主义现代化国家新征程！第二个百年目标以建成“航天强国”、“网络强国”、“制造强国”、“科技强国”、“数字中国”为特征，离不开空天信息基础设施建设和产业的创新发展，这也是习近平新时代中国特色社会主义思想所倡导的新发展阶段、新发展理念、新发展格局下的重要历史使命，也是我国十四五规划中空天信息产业创新发展的关键布局！党的十九届五中全会审议研究了国民经济和社会发展第十四个五年规划暨 2035年远景目标纲要建议。今年 3 月，全国人大表决通过了国民经济和社会发展第十四个五年规划暨 2035 年远景目标纲要，其中新型基础设施规划目标明确提出，要加强新型信息基础设施建设，完善卫星通信、导航、遥感等空天信息基础设施。我国将继续按照国家新基建要求，完善国家民用空间基础设施和地面配套设施，加强卫星数据产品与服务在资源环境与生态保护、防灾减灾与应急响应、社会管理与公共服务等行业领域深度应用，推动卫星通信、遥感、北斗导航应用产业化，推动航天战略性新兴产业发展，推动“一带一路”沿线国家天基信息服务走出去，卫星及应用产业发展空间巨大！因此，我国十四五以及今后相当长的时期将是我国数字经济和卫星应用产业深度融合、加速发展的重要机遇期！2021 年 5 月 26 日，深圳市审时度势，拟定颁布了深圳市关于支持卫星及应用产业发展的工作意见，从打造特色应用场景、增强自主创新能力、夯实基础设施建设、完善产业配套环境、建立行业保障机制五个方面提出了十六条具体措施，以利推动空天信息基础设施建设和产业发展。深圳市卫星物联网产业协会围绕上述工作意见，联合中集产城产业研究院、深圳航天科技创新研究院、武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室深圳中心、电子科技大学（深圳）高等研究院、中山大学航空航天学院、深圳职业技术学院、深圳航天东方红卫星有限公司、北京华力创通科技股份有限公司、深圳星联天通科技有限公司、深圳市星网荣耀科技有限公司、深圳市微星物联科技有限公司等单位研究编写了卫星及应用产业发展白皮书。该白皮书立足深圳面向全国，系统阐述了卫星及应用产业概况、卫星及应用技术现状与发展趋势、卫星应用场景及市场分析预测、上下游产业链和布局，以及卫星及应用相关标准研究和体系化建设，同时为深圳市卫星及应用产业发展提出了合理可行的建议和对策。白皮书内容全面系统，整体架构逻辑性强，论据充分，论点新颖，现状和趋势分析确有深度见地，研究成果丰富充满真知灼见，所提的卫星及应用产业建议对策有很强的针对性，能够帮助、引导政府决策部门制定并发布有效产业政策，优化产业布局，吸引资金和人才，有效提升城市发展格局和卫星及应用产业发展白皮书(2021)面貌，抢占未来科技潮流制高点！总体上看，白皮书充分反映出研究团队严谨的治学研究态度和专业领域水平，对行业内产业链上下游的精准把控，是业内不可多得的力作！当前，我国正处于百年未有之大变局，国际政治、经济、军事、文化等环境发生着复杂、剧烈的变化！美国在卫星及应用产业相关技术、发展政策环境、企业创新等方面表现突出，总体竞争优势显著，无明显能力短板，领先于欧洲、俄罗斯、日本和印度，稳居世界领头羊位置。在美国为首的西方对我打压遏制下，我国仍然能够后来居上，表现出巨大竞争潜力，一方面得益于我国制度、政策领域优势；另一方面得益于我国统筹攻关能力、大系统协调能力及强大的执行能力；第三方面得益于我们拥有独立自主的航天产业，同时，卫星及应用领域人才济济；第四方面得益于政府、院校、研究机构、企事业单位对相关领域、相关行业重要性的认识越来越深刻。卫星及应用产业作为战略性新兴产业之引领，在我国已具备了大规模发展的物质基础和思想基础，已形成赶超之势，必将打出一片蔚蓝天地！国家战略实施发展，实现全社会发展目标，离不开关键城市的发展引领，关键城市发展需要转型升级，迫切需要对国家战略、国际大势有更加清醒的认识、把控和应对，迫切需要围绕城市发展提出精准的施政方针和有效的政策引领，迫切需要发挥好智库的咨询、支撑、保障作用！在我国十四五发展期间，智库要坚定服务国家战略、服务城市发展使命担当，开展好多领域战略研究，为建设现代化社会主义国家贡献力量！后续围绕我国十四五规划，政府决策部门可继续指导相关智库针对国家规划开展深入研究，包括以下几个方面：一、强化国家战略科技力量，整合优化科技资源配置，实施以国家战略性需求为导向推进创新体系优化组合，加快构建以国家实验室为引领的战略科技力量。聚焦量子信息、光子与微纳电子、网络通信、人工智能、生物医药、现代能源系统等重大创新领域组建一批国家实验室，重组国家重点实验室，形成结构合理、运行高效的实验室体系；加强原创性、引领性科技攻关，在事关国家安全和发展全局的基础核心领域，制定实施战略性科学计划和科学工程。瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。二、深入实施制造强国战略，深入实施智能制造和绿色制造工程，发展服务型制造新模式，推动制造业高端化、智能化、绿色化。培育先进制造业集群，推动集成电路、航空航天、船舶与海洋工程装备、机器人、先进轨道交通装备、先进电力装备、工程机械、高端数控机床、医药及医疗设备等产业创新发展。三、发展壮大战略性新兴产业，构筑产业体系新支柱。聚焦新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、高端装备、新能源汽车、绿色环保以及航空航天、海洋装备等卫星及应用产业发展白皮书(2021)战略性新兴产业，加快关键核心技术创新应用，增强要素保障能力，培育壮大产业发展新动能；前瞻谋划未来产业，在类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。四、建设现代化基础设施体系，加快建设新型基础设施，围绕强化数字转型、智能升级、融合创新支撑，布局建设信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施等新型基础设施。建设高速泛在、天地一体、集成互联、安全高效的信息基础设施，增强数据感知、传输、存储和运算能力；加快 5G 网络规模化部署，用户普及率提高到 56%，推广升级千兆光纤网络，前瞻布局 6G 网络技术储备。扩容骨干网互联节点，新设一批国际通信出入口，全面推进互联网协议第六版（IPv6）商用部署，实施中西部地区中小城市基础网络完善工程。打造全球覆盖、高效运行的通信、导航、遥感空间基础设施体系，建设商业航天发射场。加快交通、能源、市政等传统基础设施数字化改造，加强泛在感知、终端联网、智能调度体系建设。五、搭载数字经济新优势，加快推动数字产业化，培育壮大人工智能、大数据、区块链、云计算、网络安全等新兴数字产业，提升通信设备、核心电子元器件、关键软件等产业水平。六、提高数字政府建设水平，提高数字化政务服务效能，强化数字技术在公共卫生、自然灾害、事故灾难、社会安全等突发公共事件应对中的运用，全面提升预警和应急处置能力。七、营造良好数字生态，加强网络安全保护，健全国家网络安全法律法规和制度标准，加强重要领域数据资源、重要网络和信息系统安全保障。建立健全关键信息基础设施保护体系，提升安全防护和维护政治安全能力。加强网络安全风险评估和审查。加强网络安全基础设施建设，强化跨领域网络安全信息共享和工作协同，提升网络安全威胁发现、监测预警、应急指挥和攻击溯源能力。八、推动共建“一带一路”高质量发展，推进基础设施互联互通，推动陆海天网四位一体联通，以“六廊六路多国多港”为基本框架，构建以新亚欧大陆桥等经济走廊为引领，以中欧班列、陆海新通道等大通道和信息高速路为骨架，以铁路、港口、管网等为依托的互联互通网络，打造国际陆海贸易新通道。推进“一带一路”空间信息走廊建设，建设“空中丝绸之路”。九、全面提高公共安全保障能力，完善国家应急管理体系，科学调整应急物资储备品类、规模和结构，提高快速调配和紧急运输能力。构建应急指挥信息和综合监测预警网络体系，加强极端条件应急救援通信保障能力建设。十、促进国防实力和经济实力同步提升，深化军民科技协同创新，加强海洋、空天、卫星及应用产业发展白皮书(2021)网络空间、生物、新能源、人工智能、量子科技等领域军民统筹发展，推动军地科研设施资源共享，推进军地科研成果双向转化应用和重点产业发展。强化基础设施共建共用，加强新型基础设施统筹建设，加大经济建设项目贯彻国防要求力度。加快建设现代军事物流体系和资产管理体系。最后，向深圳市卫星物联网产业协会致敬！协会组织的研究成果非常值得学习借鉴！衷心希望业内同行，加强沟通交流、平等合作，相互学习，相互成长，为我国战略发展大局、城市创新发展提出高水平产业政策建议，为空天信息基础设施建设和卫星产业应用发展贡献聪明才智！姚发海中国卫通集团科技委主任中国通信学会卫星通信委员会主任委员应急通信产业联盟副理事长2021 年 11 月卫星及应用产业发展白皮书(2021)-1-目录1 卫星及应用产业概述.41.1 卫星产业.41.1.1 卫星分类.41.1.2 卫星制造产业.51.1.3 卫星发射产业.101.2 卫星应用产业.141.2.1 卫星通信.141.2.2 卫星导航.151.2.3 卫星遥感.161.2.4 卫星互联网.181.2.5 卫星物联网.241.3 卫星及应用产业发展趋势与市场预测.301.3.1 通信卫星应用产业发展趋势与市场预测.301.3.2 导航卫星应用产业发展趋势与市场预测.351.3.3 遥感卫星应用产业发展趋势与市场预测.381.4 卫星及应用产业政策.421.4.1 国家政策.421.4.2 部分地区政策汇总.441.4.3 政策特点分析.492 卫星及应用技术现状与趋势.522.1 卫星载荷技术.532.1.1 通信载荷技术现状与趋势.532.1.2 导航载荷技术现状与趋势.592.1.3 遥感载荷技术现状与趋势.672.1.4 通、导、遥一体化载荷技术现状与趋势.77卫星及应用产业发展白皮书(2021)-2-2.2 卫星/平台技术.792.2.1 同步轨道卫星/平台技术发展现状与趋势.792.2.2 非同步轨道卫星/平台技术发展现状与趋势.802.3 卫星地面设备技术及应用系统.832.3.1 卫星地面设备技术现状与趋势.832.3.2 卫星应用现状与趋势.1083 卫星及应用市场分析.1223.1 国际市场分析.1223.1.1 卫星制造及发射市场分析.1233.1.2 卫星终端及服务市场.1233.1.3 国际卫星通信应用市场分析.1293.2 国内市场分析.1413.2.1 国内市场综述.1413.2.2 卫星制造及发射.1423.2.3 国内卫星通信市场分析.1423.2.4 卫星导航市场分析.1613.2.5 卫星遥感市场分析.1823.3 小结.1954 卫星及应用产业链.1984.1 产业链结构.1984.2 国内卫星及应用产业链.1994.2.1 产业链区域分布情况.2004.2.2 特色产业园区（城区）分布.2024.2.3 商业航天发展状况.2054.2.4 卫星研制及发射产业.2084.2.5 卫星通信产业.212卫星及应用产业发展白皮书(2021)-3-4.2.6 卫星导航产业.2174.2.7 卫星遥感产业.2204.3 深圳卫星及应用产业链.2244.3.1 卫星总体研制.2264.3.2 卫星关健元器件及部组件.2264.3.3 卫星运营.2284.3.4 卫星终端产品.2284.3.5 行业应用.2304.3.6 人才培养.2334.3.7 打造产业集群.2345 卫星及应用产业标准化体系建设及标准研制.2365.1 卫星及应用产业标准化概况.2365.2 深圳卫星及应用产业标准化体系构建.2435.3 深圳卫星及应用产业标准化工作目标及内容.2446 深圳卫星及应用产业发展建议与对策.2476.1 总体思路.2476.2 建议与对策.248参考文献.255卫星及应用产业发展白皮书(2021)-4-1 卫星及应用产业概述1.1 卫星产业卫星产业1.1.1 卫星分类人造卫星（以下简称“卫星”）是环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器，也是数量最多的航天器（占 90%以上）。在人类对星空的向往和军备竞赛的双重作用下，1957年 10 月 4 日，苏联成功将世界上第一颗绕地球运行的卫星送入轨道，拉开人类航天时代序幕。中国于 1970 年 4 月 24 日发射了自己的第一颗人造卫星“东方红一号”。卫星按照用途可以分为科学卫星、应用卫星、技术试验卫星。按照卫星运行轨道可以分为低轨卫星(LEO)，轨道高度为 400Km2000Km；中轨卫星(MEO)，轨道高度为2000Km35786Km；高轨卫星(LEO)，也叫静止轨道轨道卫星，高度 35786Km。按照卫星业务可分为通信卫星、导航卫星、遥感卫星、太空观测卫星以及试验卫星，介绍如下：通信卫星通信卫星，作为中继站来接收、转发无线电波，提供音视频广播、网络接入、远距离通信等服务。在所有静止轨道卫星中占比最多的卫星，其数量占比高达 85%。卫星通信具有区域覆盖面积大、通信传输距离远、机动灵活等特点，业务可以分为两大类：第一类高速率、大数据量、高实时性传输；第二类低速率、小数据量、准实时性传输。第一种业务可以通过静止轨道固定通信卫星或者中/低轨移动通信星座实现，第二种业务可通过低轨专用数据采集小卫星及星座系统实现。导航卫星导航卫星系统，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。全球有四大导航系统，我国北斗卫星导航系统（BDS）、美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯系统（GLONASS）以及欧洲伽利略系统（Galileo）四大全球卫星导航系统均已开通全球服务，日本准天顶卫星系统（QZSS）和印度区域导航卫星系统（NavIC）两大区域卫星导航系统也已开通区域服务。遥感卫星遥感卫星是将卫星作为远距离探测地球的平台，主要有气象卫星、对地观测卫星、卫星及应用产业发展白皮书(2021)-5-光学成像卫星，也包括军事侦察卫星。我国民用遥感卫星体系已日趋完善，在国土资源、气象、海洋、环境、国防等领域取得了丰富的成果。(1)遥感技术:是指在航天或航空平台上对地球系统或其他天体进行特定电磁波谱段的成像观测，进而获取被观测对象多方面特征信息的技术。(2)按遥感工作高度分类:遥感技术可分为航天遥感、航空遥感及地面遥感。航天遥感以卫星遥感为主，是利用以人造卫星为平台的遥感技术系统；航空遥感是指从飞机、飞艇、气球或无人机等空中平台对地观测的遥感技术系统；地面遥感是指以高塔、车、船为平台，通过地物波谱仪或传感器进行测量的遥感技术系统。太空观测卫星太空观测卫星主要用于观测地球上空的人造卫星、空间碎片等，此类卫星数量不多。试验卫星试验卫星是针对某些卫星的特殊工艺或者某项新技术的系统技术而设计的，主要开展卫星测试实验、技术开发论证等。1.1.2 卫星制造产业卫星空间系统组成按照传统的划分，卫星空间系统由有效载荷(包含转发器及天线)和保障系统两部分组成，有效载荷用于直接完成特定的航天任务，保障系统用于保障卫星从火箭起飞发射到卫星寿命结束期间各分系统正常。保障系统主要由结构系统、热控系统、电源系统、姿控系统、轨控系统以及测控系统组成，各部分分系统功能如下表 1-1 所示。表 1-1 卫星各部分分系统组成及其功能组成部分组成部分具体功能具体功能具体分类或构成具体分类或构成有效载荷用于直接完成特定的航天飞行任务相机、通信机、路由器、信息存储处理器、转发器及天线等结构系统用于支撑和固定卫星上的各种仪器设备，使他们构成一个整体，以承受地面运输、运输器发射和空间运行时的各种力学环境和空间运行环境整体结构、密封舱结构、公用舱结构、有效载荷舱结构和展开结构热控系统用于保障各种仪器设备在复杂的环境中处于允许的温度范围类被动热控制，主动热控制卫星及应用产业发展白皮书(2021)-6-电源系统用来为卫星所有仪器设备提供所需的电能一般采用太阳电池及蓄电池联合供电系统姿控系统用来保持或改变卫星的运行姿态重力梯度稳定、自旋稳定和三轴稳定轨控系统用来保持或改变卫星的运行轨道在轨推进器测控系统遥测部分：用于测量并向地面发送卫星的各种仪器设备的工程参数和其他参数由传感器、遥测发射机组成遥控部分：用于接收地面测控站发来的遥控指令，传送给有关系统执行由遥控接收机和指令驱动电路组成跟踪部分：接收地面测控站发来的跟踪测量信号，配合完成卫星测定轨由跟踪测量应答机组成卫星制造卫星制造处于产业上游链条，卫星制造业包括卫星制造以及部组件和分系统制造。目前，卫星制造企业呈现“国家队领航，民营企业迅速成长”的态势。卫星制造主力为国营单位，民营企业聚焦到微小卫星的发展。我国部分卫星制造产业链如下图 11 所示。图 11 卫星制造产业链当前，主要负责卫星整体设计及其总装的有中国卫星、中国航天科技集团、中国航天科工集团。在商业航天方面，时空道宇、天仪研究院、银河航天、九天微星等主要致力于微小卫星的研发和制造。民营企业在卫星各分系统以及零部件制造中也发挥着巨大作用，在卫星各个分系统中，已有众多上市公司贮备了较强的技术实力。国内（部分）卫星零部件制造企业如下表 1-2 所示。卫星及应用产业发展白皮书(2021)-7-表 1-2 国内（部分）卫星零部件制造企业序号序号类别类别产品产品企业企业1重大装备北斗三号终端、天通终端、低轨互联网终端深圳华力创通科技有限公司2遥感、通信、导航卫星研制深圳航天东方红、赛德雷特(深圳)、时空道宇、银河航天、九天微星、天仪研究院3智能便携式卫星上网设备(卫星便携站)、卫星互联网服务系统终端(卫星网关及服务器)、卫星互联网服务系统集成(卫星天线集成卫星互联网服务系统)深圳市天海世界卫星通信科技有限公司4（1）基于空天地海一体化信息网络的综合信息服务平台（含人工智能、大数据、边缘及云计算等分系统）；（2）卫星信关站四川天奥空天信息技术有限公司5卫星工厂、数据运营中心深圳市魔方卫星科技有限公司6SAR 星座，卫星工厂深圳航天东方红卫星有限公司7卫星物联网数据服务中心深圳市微星物联科技有限公司北京国电高科科技有限公司8关键零部件动量轮、冷气推进、磁力矩器、蓄电池组、卫星核心零部件（控制、电源、载荷）深圳市魔方卫星科技有限公司湖南揽月机电科技有限公司9卫星测控应答机、上注/数传通信机、星间通信机、中继通信终端、星间精密测量与时间同步单元湖南斯北图科技有限公司10RSU 高增益组合一体天线、高精度多网集成智联车载天线深圳市华信天线技术有限公司11北斗三号芯片，模块；低轨互联网芯片，模块深圳华力创通科技有限公司12卫星物联网载荷与地面模组赛德雷特(深圳)空间技术有限公司湖南斯北图科技有限公司13中国天通卫星信号室内分布系统终端深圳市天海世界卫星通信科技有限公司14宇航新型电推进北斗测控科技（北京）有限公司15光纤陀螺集成芯片深圳市航天华拓科技有限公司16电推、SADA、太阳翼深圳航天东方红卫星有限公司卫星及应用产业发展白皮书(2021)-8-卫星互联网卫星部件制造关键技术(1)相控阵天线相控阵天线可通过数字域或模拟域的调幅调相，实现更为灵活和精准的天线辐射模式。相控阵天线波束控制灵活、增益大，低成本化加速规模商用进度。相控阵天线由数千个微小、紧凑的小天线及电子调控平板构成，内部由天线阵面、移相器、馈线网络、相应的控制电路等组成，具有厚度薄、轮廓低、可靠性高增益大等特性。Starlink 卫星相控阵平板天线采用波束成形技术，面向单星覆盖范围给指定区域业务提供高增益波束。终端侧圆形平板相控阵天线，通过波束成形技术自动跟踪接入卫星，在多波束情况下可支持同时与多颗卫星相连，保障终端在不同星间切换时的无缝通信。毫米波相控阵芯片是相控阵天线的重要组成环节占据较大价值体量。南京网络通讯与安全紫金山实验室宣布自主可控、成本超低的毫米波相控阵芯片问世，低成本化将推动相控阵芯片在宽带卫星通信领域快速推广。(2)激光通信设备激光互联具有低延时数据共享以及安全性等优势。SpaceX 完全互联的新链网络的目标是将延迟降落至 8 毫秒，并将单个连接的宽带限制提高到千兆位或更高，另外 SpaceX已经成功测试两个在轨道上具有卫星间链接的卫星，允许其在两个航天器之间传输数千兆字节的数据。目前，激光通信领域产品如下表 1-3 所示。表 1-3 激光通信产品列表产品产品背景背景Space LasersSpaceX 最近成功完成测试，两颗在轨卫星通过太空激光系统传输数百 GB数据VSOTA日本 NICT 于 2018 年发射超小型激光通信终端 VSOTA，并将其运行于太阳同步轨道OPTEL-uESA 于 2018 年发射 OPTEL-u 微型激光终端LCRD2020 年 1 月，LCRD 飞行有效荷载被交付给诺斯罗普格鲁曼公司，有效荷载将被整合到美国空军“太空测试计划卫星 6”ILLUMA-T2023 年，美国 NASA 计划发射光子集成 ILLUMA-T 终端至 ISS，通信收发机采用光电子集成技术低轨卫星制造发展趋势明显卫星及应用产业发展白皮书(2021)-9-美国 SpaceX 正在加速全球商业化模式，我国星链计划也呼之欲出。我国对低轨卫星互联网的重视，以及社会资本的加入促进卫星产业链成熟，发射成本不断降低。2020年 9 月曾向国际电联(ITU)提出频谱申请中，包含建设两个“国网系统”(GW)的低轨卫星星座，总数达到 12992 颗。最近几年我国卫星制造产业将在低轨卫星方面不断增加。我国低轨互联网卫星制造投资规模预测如下图 12 所示。图 12 我国低轨互联网卫星制造投资规模我国商业航天公司卫星发射情况统计如下表 1-4 所示。表 1-4 2016 年-2021 年 6 月国内商业航天公司发射卫星情况统计机构机构/年份年份2 20160162 20170172 20180182 20190192 20200202 2021021总计总计利骓电子3000003欧比特02550012微纳星空0024107欧科微航天0010001智星空间0000101零重力实验室0012003九天微星0080008银河航天0010102天仪研究院11973021千乘探索0001001国星宇航0063009卫星及应用产业发展白皮书(2021)-10-1.1.3 卫星发射产业卫星发射产业包括火箭发射和发射服务两部分。卫星发射:是指将卫星从地面送入轨道的整个过程。中国共有四个陆地发射场地和一个海上发射场，四个陆地发射场分别是酒泉卫星发射中心、西昌卫星发射中心、太原卫星发射中心和海南文昌发射中心，由军方管理。火箭研制方面，航天科技集团和航天科工集团是一直以来国内火箭研制和发射服务的主要承担者，航天科技集团旗下的长征系列火箭拥有近 20 个具体型号，可以承担小型到重型航天器的各种发射服务；航天科工集团旗下的开拓者系列火箭、快舟系列火箭是小型固体发动机火箭，可以承担近地轨道发射任务。此外，星际荣耀、蓝箭航天、零壹空间、星河动力、九州云箭、深蓝航天、天兵科技、中科宇航、翎客航天等民营火箭公司近年来不断涌现，有望为国内中小型火箭市场提供更多的选择，有效提升低轨能力并降低发射成本。表 1-5 我国民营火箭公司公司名称公司名称成立时间成立时间代表产品代表产品星际荣耀2016双曲线一号运载火箭蓝箭航天2015朱雀一号运载火箭零壹空间2015重庆两江之星号深蓝航天2016星云-M星河动力2018谷神星一号可回收火箭发射(1)国外可回收火箭状况火箭回收技术是指火箭发射后回收并重复利用的技术，目前利用可回收火箭发射卫星只有美国的 SpaceX 公司。火箭回收技术的优点在于实现资源回收利用，降低成本，提高火箭使用率。根据SpaceX 官网显示，“猎鹰 9 号”火箭第一次发射时报价为 6798 万美元，第 13 次发射时报价仅为 288 万美元，为首次报价的 6.65%，极大幅度降低了发射成本。到目前为止，“猎鹰 9 号”已经执行发射任务 122 次，回收了 82 次，其中回收再发射 64 次。卫星及应用产业发展白皮书(2021)-11-图 13“猎鹰 9 号”发射回收全过程目前除“猎鹰 9”所属的美国之外，中、俄、欧、日等都已开始在垂直起降可回收火箭上相继发力，立项或规划了多种技术验证机和火箭型号。目前，各国现役或者在研的垂直起降可回收运载火箭如下表 1-6 所示。表 1-6 各国现役或者在研的垂直起降可回收运载火箭表火箭名称火箭名称国家国家回收复用能力回收复用能力着陆方式着陆方式首飞时间首飞时间猎鹰 9美国一级可回收可展开着陆腿2010 年首飞阿穆尔俄罗斯一级可回收可展开着陆腿暂定 2025 年新格伦美国一级可回收可展开着陆腿推迟至 2022 年阿里安 7欧洲合研一级可回收可展开着陆腿最早 2025(2)国内可回收火箭发展状况我国针对可回收火箭重复使用技术也进行了相应研究，2020 年 12 月 22 日，我国新一代的长征 8 号运载火箭在文昌发射场成功首飞。新一代长征 8 号不仅有效填补了我国太阳同步轨道的运载能力 3 吨到 4.5 吨之间的空白，而且长八火箭具有可重复使用技术，是我国火箭可回收试验的第一步，也是未来我国商业航天发射的主力军。除此以外，民营企业也在进行可回收火箭的研发工作，国内深蓝航天成立于 2016年，主营业务为商业航天运载火箭发射服务、可重复使用运载火箭产品及相关技术的研发。2020 年底，深蓝航天“星云-M”液体回收 1 号试验火箭发射合练成功，开始进入全箭回收试验阶段。今年，深蓝火箭将按照计划执行“星云-M”1 号静态点火测试和“跳卫星及应用产业发展白皮书(2021)-12-跃”飞行。海上发射2019 年 6 月 5 日上午 12：06 分，长征 11 号运载火箭将 7 颗卫星送入预定轨道，中国首次海上发射技术试验成功。此次海上发射，采用的是 CZ-11 WEY 号，也是长征系列运载火箭首次与企业品牌联名。发射场地选在了黄海领域（东经 121.19 度、北纬 34.90度附近），二级残骸落入北太平洋公海。长征十一号运载火箭是我国研发的绿色固体火箭，火箭及搭载物不含肼类危险物，火箭残骸不会对周边海域造成危害。我国为了实施更多的海上航天发射任务，正在山东烟台沿海打造东方航空港。位于中国山东省烟台市黄海之滨的东方航天港，则集卫星与火箭的生产组装于一体，测试完成后即可登上海上发射平台发射，发射周期与效率大大提高，突出一个“快”字。图 14 长征 11 号海上发射场景海上发射火箭优势：海上发射带来的示范性效应在很大程度上提升了我国航天竞争力，同时此次海上发射稳定性等关键技术巩固了我国商业航天的地位。海上发射运载火箭优势总结如下表 1-7 所示。卫星及应用产业发展白皮书(2021)-13-表 1-7 海上发射运载火箭优势安全可靠安全可靠海上发射可以避免火箭飞行过程中的舱段分离落到地面造成人员和财产损害，减小火箭发射的工作难度。节约成本节约成本海上发射可以自由选择合适的纬度发射，针对不同轨道的卫星，选择最合适的纬度，能够有效节约燃料，火箭一次可以携带更重或更多卫星进入太空。发射高效发射高效海上发射平台自身带有动力，行驶速度更快，可快速抵达发射海域完成发射任务，发射效率更高。高频重访高频重访海上发射可以执行特殊轨道任务，从赤道附近发射，可以避免卫星轨道倾角变化消耗能量，有效提高小倾角卫星轨道寿命，实现对某一地区的高频次重访。近 10 年全球在用的 22 个发射场（按活跃情况排序）如下：1.普列谢茨克航天发射场（俄罗斯）2.拜科努尔航天发射场（俄罗斯）3.卡纳维拉尔角发射场/肯尼迪太空中心（美国）4.范登堡空军基地（美国）5.圭亚那太空中心（欧洲/法国）6.西昌卫星发射中心（中国）7.酒泉卫星发射中心（中国）8.种子岛航天中心（日本）9.太原卫星发射中心（中国）10.萨蒂什达万航天中心（印度）11.沃洛普斯飞行设施（美国）12.鹿儿岛航天中心（日本）13.雅斯尼发射基地（俄罗斯）14.帕勒马希姆空军基地（以色列）15.伊玛目霍梅尼航天中心（伊朗）16.东方港航天发射场（俄罗斯）17.火箭实验发射场（新西兰）18.太平洋航天港综合设施（美国）19.西海卫星发射站（朝鲜）卫星及应用产业发展白皮书(2021)-14-20.文昌卫星发射中心（中国）21.罗纳德里根弹道导弹防御试验场/卡瓦佳林发射场（美国）22.罗老宇航中心（韩国）1.2 卫星应用产业卫星应用产业1.2.1 卫星通信我国大型通信卫星在轨情况统计我国大型通信卫星一般寿命为 15 年左右，该类卫星基本功能主要是为传统广播电视信号传输、手机移动通信、应急通信以及转化租赁等。目前为止，我国大型通信卫星主要包括航天科技集团的中星卫星系列、亚太卫星系列、天链一号、中信集团的亚洲卫星系列以及中国电信运营的天通一号卫星系列。我国主要在轨通信卫星系列如下表所示。表 1-8 我国主要在轨通信卫星系列计划名称计划名称卫星功能卫星功能在轨情况在轨情况制造商制造商亚太卫星系列提供一站式的卫星转发器服务以及广播、卫星通信、电信港、数据中心服务亚太 6D、亚太 7 号、亚太 9号、亚太 5C 以及亚太 6C 卫星法国泰雷兹阿莱尼亚宇航公司/航天科技集团(亚太九号)中星卫星系列广播电视信号传输卫星通信专属服务重大活动和抢险救灾等应急通信中星 6C、中星 6A、中星 6B、中星 9 号、中星 9A、中星 10 号、中星 11 号、中星 12号、中星 15 号、中星 16 号法国泰雷兹阿莱尼亚宇航公司/航天科技集团亚洲卫星系列卫星容量租赁 卫星数据传输亚洲 3 号 S、4 号、5 号、6号、7 号、8 号和亚洲 9 号卫星美国劳拉空间系统公司天通一号移动通信天通一号 01 号航天科技集团天链一号为卫星提供数据中继服务天链一号 02、03、04 星航天科技集团我国未来通信卫星部署情况卫星及应用产业发展白皮书(2021)-15-表 1-9 我国未来通信卫星部署表计划名称计划名称研制单位研制单位卫星功能卫星功能部署数量部署数量部署计划部署计划鸿雁计划航天科技集团移动终端通信、宽带互联网接入、物联网、热点信息推送、导航增强、航空航海监视300(LEO)2018 年底首发星发射；2022 年完成 60 颗卫星组成的“鸿雁卫星星座通信系统”；2025 年，建成完成二期建设，共计300 颗运营组网。虹云工程航天科工集团天地一体化信息系统156(LEO)2018 年底，发射 1 颗技术验星；2020 年底，发射 4 颗业务试验星，组建一个小星座，让用户进行初步业务体验；2022 年实现全部 156 颗卫星组网运行，完成业务星座构建。连尚蜂群星座海连尚网络科技有限公司通信卫星星座2722020 年完成第一批十颗卫星的发射（已推迟)，终极目标是在 2026年完成发射计划。银河Galaxy银河航天（北京）科技有限公司宽带通信卫星星座1000(LEO)2022 年左右完成第一批 144 颗卫星部署，随后从 144 颗卫星会升级到 800 多颗卫星，再升级到 2800多颗卫星。1.2.2 卫星导航国内在轨导航卫星导航卫星方面，我国主要以北斗导航卫星为主。国内导航卫星由中国航天科技集团、中科院等研发制造。国内北斗系列卫星在轨情况如下表 1-10 所示。表 1-10 国内北斗系列卫星在轨情况计划名称计划名称卫星功能卫星功能在轨情况在轨情况制造商制造商北斗二号为亚太地区提供快熟定位、短报文通信以及精密授时服务14 颗卫星：第 1、2、14 颗北斗卫星已经退役，第 22、23、32、45 颗、北斗卫星为北斗二号系统备份星航天科技集团北斗三号面向全球用户提供全天候、全天时、高精度、高可靠的定位、导航、授时服务、短报文服务30 颗卫星中科院、航天科技集团卫星及应用产业发展白皮书(2021)-16-卫星导航增强计划卫星部署我国北斗二号卫星导航系统已经补充发射及更新计划，北斗三号系统全球卫星组网空间段已经完成。未来我国导航卫星的新增需求将主要来自下一代北斗卫星组网部署计划。北京未来导航有限公司以及吉利科技集团提出建设星基导航增强系统。具体部署计划如下表 1-11 所示。表 1-11 国内未来导航卫星及星基增强系统部署计划计划名称计划名称研制单位研制单位卫星功能卫星功能部署数量部署数量部署计划部署计划下一代北斗系统航天科技集团中国科学院(预计)进一步提高基本导航，星基增强，短报文通信、国际搜救、精密定位、星间链路2020 年完成设计和论证；2025 年完成整个框架设计并且进行初步的性能验证；2035 年完成下一代北斗系统组网工作。微厘空间一号系统北京未来导航科技有限公司导航通信一体化增强系统120(LEO)120 颗低轨微纳卫星构成的导航通信一体化增强系统，2018年已发射一颗技术验证 S1 星(微厘空间一号系统 S2 星在2020 年 7 月发射失败)。时空道宇低轨导航增强系统吉利科技集团商用低轨导航增强系统可能不低于500 颗(LEO)吉利为台州卫星项目将投资22.7 亿元，并计到 2025 年，实现年产卫星 500 颗。1.2.3 卫星遥感卫星遥感技术作为对地观测的主流技术之一，其原理是从高空通过传感器探测和接收来自目标物体的信息(如电场、磁场、电磁波、地震波等)，从而识别物体的属性及其空间分布等特征，之后通过遥感技术平台获取卫星数据，做到信息接收、处理与分析，使人类更加了解地球。遥感卫星应用卫星遥感应用方面，我国的市场需求主要集中在国防和政府类需求、商业化需求两方面。政府方面，对于遥感数据服务的采购商包括:国家安全、农业、林业、国土、水利、环境监测、防灾减灾、测绘、交通、气象、海洋、地球科学研究等行业用户，以及各级卫星及应用产业发展白皮书(2021)-17-政府机关、以卫星遥感数据为基础的工程单位等；商业方面，应用领域包括了精准农业、立体测绘、智慧城市、车联网、船联网以及大众应用等。我国遥感卫星在轨情况统计遥感卫星是我国卫星种类最多的的一种卫星，国内主要在轨正常工作的遥感系列卫星如下表 1-12 所示。表 1-12 国内主要在轨遥测卫星系列计划名称计划名称卫星功能卫星功能在轨情况在轨情况制造商制造商(主要主要)遥感系列实时对地成像观测56 颗(遥感 10-遥感 32)其中部分为多颗组成航天科技集团/中科院环境系列环境和灾害监测2 颗光学卫星(环境 1 号 A 和环境1号B)以及1颗雷达卫星(环境 1 号 C)航天科技集团海洋系列全天候定时提供全球海洋信息海洋一号 C，海洋二号 A，海洋二号 B航天科技集团天平系列在轨标较天平一号 A，天平一号 B航天科技集团资源系列为国土资源、农业、林业等领域提供服务资源一号 02D，资源三号 01，02 星航天科技集团风云系列地球同步轨道气象卫星静止卫星：风云 2 号 F、G、H；风云 4 号 A极轨卫星：风云 3 号 B、C、D；碳卫星航天科技集团天绘系列科学研究、国土资源普查、地图测绘天绘一号 01、02、03 星；天绘二号 01 组（2 颗）航天科技集团/中科院高分系列实现高分辨率对地观测系统高分一号至七号，高分一号02、03、04 星，高分八号、高分九号、高分十号、高分十一号、高分十二号航天科技集团商业遥感系列(包含高景系列)0.5 米级高分辨率商业遥感卫星系统高景一号 01、02 星(未成功入轨)，高景一号 03，04 星，寿命 8 年航天科技集团云海系列(小)大气海洋环境要素探测、空间环境探测、防灾减灾和科学试验云海一号 01、02 星；云海二号六颗卫星组网航天科技集团卫星及应用产业发展白皮书(2021)-18-张衡一号（小 730kg）收集地震产生的电磁信息，进而为地震机理研究提供重要数据支撑张衡一号 01 星航天科技集团北京二号为国土资源管理、农业资源调查生态环境监测、城市综合应用等领城提供空间信息支持三颗组网运行英国萨里卫星技术司设计制造吉林一号为农业、林业、资源、环境等行业用户提供更加丰富的遥感数据和产品服务15 颗吉林一号卫星组网吉