国防军工行业：空天信息产业低轨卫星通信网络呼之欲出.pdf

敬请参阅报告结尾处的免责声明东方财智 兴盛之源DONGXING SECURITIES 行业研究国防军工国防军工行行业：业：空天信息产业空天信息产业低轨卫低轨卫星通信网络呼之欲出星通信网络呼之欲出 投资摘要：当前全球处于由低轨卫星通信网络建设所牵引的空天信息产业发展浪潮之中。当前全球处于由低轨卫星通信网络建设所牵引的空天信息产业发展浪潮之中。空天信息产业的主要基础设施是卫星，低轨卫星通信网络的建设顺应时代发展的要求，一方面通信、导航和遥感三大卫星系统独立运作的模式已逐渐不再适应当前高效利用空间资源的宗旨与需求，“通导遥”一体空天信息网络市场需求日益迫切；另一方面，随着国民经济飞速发展和各类新兴技术的普及，我国对空天信息也有了更高层次的需求。低轨卫星通信网络恰逢其时。低轨卫星通信网络恰逢其时。首先低轨卫星通信所需的技术支持已逐步完善，科技的发展，使得掉线率、通信网速等困扰早期铱星系统的技术问题被有效解决，为低轨卫星通信的普及应用扫清了障碍；其次卫星制造成本和火箭发射成本在逐步降低，随着同一型号的卫星制造数量上升，单个卫星的研发成本会得到有效平摊而大幅降低，以 Space X为代表的可重复使用运载火箭技术也突飞猛进，从 Starlink 的几批已成功入轨的卫星看，该系统卫星的制造和发射成本已大幅降低，未来还有继续降低的空间。成本的降低意味着同样的投资可支持更多数量的卫星，对地面的覆盖也更加完备，最终导致的结果就是低轨卫星通信系统的性价比要高于地面通信系统（4G、5G），因此可有效对地面通信系统不易覆盖或无法覆盖的地区进行补足，以较低成本实现全球互联网接入率的提升。国外低轨卫星通信网络建设先行一步，我国奋起直追。国外低轨卫星通信网络建设先行一步，我国奋起直追。国外低轨卫星通信网络建设早于我国，目前 Sapce X和 Oneweb 分别已完成了 360 颗和 34 颗应用星的发射。由于空间轨位和频段资源的有限性，以及低轨卫星通信网络的巨大发展前景和价值，我国以航天科技和航天科工为代表的鸿雁星座和虹云工程两大低轨卫星星座也于 2018 年开始进行发射验证阶段。合作为主，局部竞争是我国在低轨卫星通信网络建设的主旋律。合作为主，局部竞争是我国在低轨卫星通信网络建设的主旋律。目前我国航天产业格局形成了以军工集团为主、民营企业积极参与的格局。低轨通信卫星网络项目与以往的航天项目有所不同：对于卫星的数量要求有爆炸式的增长；但国际电联又对卫星组网时间有严格限制。考虑到我国卫星产能的情况，合作是能够保证在有限时间内发射数量巨大的卫星并进行组网的主要途径。投资策略：投资策略：低轨通信卫星成为继北斗和高分系列后我国卫星发展重点。从产业链角度，1）推荐 A股稀缺的空天信息化核心半导体部件标的：康拓红外，鸿远电子，天奥电子、华力创通和亚光科技；2）小卫星总装龙头，推荐中国卫星。风险提示：风险提示：行业政策出现重大变化、低轨通信卫星建设进度不及预期。行业重点公司盈利预测与评级 简称简称 EPS(EPS(元元)PEPE PBPB 评级评级 202018A18A 202019E19E 202020E20E 202021E21E 202018A18A 202019E19E 202020E20E 202021E21E 康拓红外 0.15 0.26 0.33 0.48 87.95 63.93 42.21 29.38 4.29 强烈推荐 鸿远电子 1.76 1.88 2.26 3.16 31.96 29.92 24.92 17.79 3.81 强烈推荐 天奥电子 1.09 0.69 0.84 1.05 32.53 51.65 42.46 33.87 3.77 强烈推荐 华力创通 0.20-0.230.24 0.36 61.52-52.2850.91 34.09 3.95 强烈推荐 中国卫星 0.35 0.40 0.46 0.56 75.54 75.11 65.63 53.92 6.32 未覆盖 亚光科技 0.16 0.25 0.34 0.43 84.11 52.92 38.75 31.03 2.24 未覆盖 资料来源：公司财报、东兴证券研究所 P2 东兴证券深度报告东兴证券深度报告 国防军工行业：空天信息产业低轨卫星通信网络呼之欲出 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DONGXING SECURITIES 目目 录录 1.我国空天信息产业迎来蓬勃发展时期我国空天信息产业迎来蓬勃发展时期.4 2.低轨通信卫星网络建设恰逢其时低轨通信卫星网络建设恰逢其时.5 2.1 困扰早期低轨卫星系统的技术壁垒逐渐消除.6 2.2 成本降低打破空天信息产业发展瓶颈.6 2.2.1 可回收火箭拉低航天发射成本.6 2.2.2 小卫星制造成本呈现螺旋下降趋势.7 2.2.3 空天端通信系统建设性价比提升.7 2.3 空天互联网可提高全球互联网覆盖率.8 2.4 卫星制造和发射产业将迎来蓬勃发展.9 3.国际巨头先行布局低轨卫星星座系统国际巨头先行布局低轨卫星星座系统.9 3.1.1 OneWeb（一网计划）.10 3.1.2 Space X星链（Starlink）计划.10 3.1.3 LeoSat.12 4.我国加快推动低轨卫星建设项目我国加快推动低轨卫星建设项目.12 4.1 鸿雁星座.12 4.2 虹云工程.13 5.国内空天信息产业链日益成熟国内空天信息产业链日益成熟.13 5.1 我国空天信息产业链布局清晰，格局已初步形成.13 5.2 我国空天信息产业形成以国家队为主体、民营企业积极参与的格局.15 5.3 我国低轨通信卫星建设：多方力量合作为主，局部少量竞争.17 6.推荐标的推荐标的.17 6.1 康拓红外.18 6.2 鸿远电子.18 6.3 华力创通.19 6.4 中国卫星.19 6.5 亚光科技.19 7.风险提示风险提示.20 相关报告汇总相关报告汇总.21 插图目录插图目录 图图 1：天地一体化信息网络的应用体系结构天地一体化信息网络的应用体系结构.4 图图 2：Falcon 9 单次发射费用变化单次发射费用变化.7 图图 3：全球互联网渗透率全球互联网渗透率.8 图图 4：2019-2028 年航天产业发展情况年航天产业发展情况.9 图图 5：Starlink 建设进度和计划建设进度和计划.11 图图 6：Starlink 第二阶段完成后形成的由第二阶段完成后形成的由 4425 颗低轨卫星组成的星座颗低轨卫星组成的星座.11 图图 7：鸿雁星座任务规划鸿雁星座任务规划.13 pOpMqOxOrQpPqPmPqPnRoPbRaO8OtRmMsQrReRoOoNkPmPqQ6MtRmOvPrQpOvPtPpP 东兴证券深度报告东兴证券深度报告 国防军工行业：空天信息产业低轨卫星通信网络呼之欲出 P3 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DONGXING SECURITIES图图 8：虹云工程任务规划虹云工程任务规划.13 图图 9：我国空天信息产业链我国空天信息产业链.14 表格目录表格目录 表表 1：我国近年来空天信息产业主要政策梳理我国近年来空天信息产业主要政策梳理.4 表表 2：我国近年来空天信息产业主要政策梳理我国近年来空天信息产业主要政策梳理.6 表表 3：不同卫星制造成本不同卫星制造成本.7 表表 4：4G与与 Space X 低轨小卫星性能低轨小卫星性能指标对比指标对比.8 表表 5：三大通信卫星星座参数三大通信卫星星座参数.10 表表 6：空天产业链梳理空天产业链梳理.16 P4 东兴证券深度报告东兴证券深度报告 国防军工行业：空天信息产业低轨卫星通信网络呼之欲出 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DONGXING SECURITIES空天信息产业是指运用空间基础设施和技术手段，收集、存储、处理和分析来自空天领域的信息并提供多样化服务的新兴产业，主要由卫星制造、天基运营、地面平台和下游终端应用等环节组成。空天信息产业的主要基础设施是卫星。随着卫星制造技术、火箭发射、卫星通信、卫星终端制造等技术的快速进步，低轨道、高带宽卫星星座的建设已经成为可能。另外，随着人类活动边界以及联网场景的持续扩张，具备全天候高速大通量联网能力的卫星移动通信将补齐传统通信的最后一环，并将开启千亿市场空间。近期，美国 Space X公司的“星链（Star Link）”项目在世界范围内掀起了低轨通信卫星网络的建设浪潮。建设一个具有中国特色、由政府组织协调、企业分工合作的大型卫星互联网系统切实可行，符合中国的核心利益，具备重要的战略价值。1.我国空天我国空天信息产业迎来蓬勃发展时期信息产业迎来蓬勃发展时期 空天信息产业具有军民共用的特点，广泛服务于国家安全、经济建设和大众民生的诸多领域，拥有巨大的军事价值和经济价值。在军事上，空天信息系统可以发挥重要作用；面向政府和公众，空天信息系统可提供应急救灾保障、信息普惠服务、移动通信服务、航空网络服务、海洋信息服务、天基中继服务等服务。图图1：天地一体化信息网络的应用体系结构天地一体化信息网络的应用体系结构 资料来源：闵士权，我国天地一体化综合信息网络构想，卫星应用J，东兴证券研究所 空天信息产业发展政策环境逐渐向好。空天信息产业发展政策环境逐渐向好。从政策上看，我国鼓励空天信息产业发展主要有三大变化：一是从规划卫星制造到规划建设整体的空间基础设施；二是从仅支持国家队参与建设，到鼓励民营资本参与商业航天发展；三是为产业发展提供制度法规保障。航天法已经列入全国人大立法计划，预计在未来 3-5 年出台。可以说，国家在顶层设计方面已为空天信息产业蓬勃发展奠定了良好的基础。表表1：我国近年来空天信息产业主要政策梳理我国近年来空天信息产业主要政策梳理 时间时间 文件文件 主要内容主要内容 2014 年 11 月 关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见 明确提出“鼓励民间资本参与国家民用空间基础设施建设”“鼓励民间资本研制、发射和运营商业遥感卫星，引导民间资本参与卫星导航地面应用系统建设”。东兴证券深度报告东兴证券深度报告 国防军工行业：空天信息产业低轨卫星通信网络呼之欲出 P5 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DONGXING SECURITIES2015 年 5 月 2015 年国防科工局军民融合专项行动计划 提出：“研究高分卫星应用产业发展指导意见，设高分专项成果转化平台，以遥感卫星为突破口，促进卫星资源和卫星数据共享。”2015 年 10 月 国家民用空间基础设施中长期发展规（20152025）指出：中国卫星产业将步入黄金十年，卫星通信、卫星导航和卫星遥感迎来商业化机遇。大力鼓励民间空间基础设施建设 2016 年 7 月 关于经济建设和国防建设融合发展的意见 提出：“统筹空间基础设施建设，加大国家空间基础设施建设统筹力度。统筹信息基础设施建设，加强军地信息基础设施建设的顶层设计和统筹协调，优化总体布局。2019 年 6 月 关于促进商业运载火箭规范有序发展的通知 依据中国现行航天活动配套相关法律法规，引导商业航天规范有序发展，促进商业运载火箭技术创新。资料来源：网络公开资料整理、东兴证券研究所 我国地面和空间信息网络建设发展迅速。我国地面和空间信息网络建设发展迅速。截至 2018 年 12 月底，中国网民规模达 8.29 亿人，互联网普及率达到 59.6%，已经基本建成了覆盖全国的地面网络；航天技术发展也取得了巨大成就，以北斗卫星导航系统和高分辨率对地观测系统为代表的国家空间信息基础设施取得长足进步。我国在轨卫星数量已超过200余颗，初步建成了通信中继、导航定位、对地观测等卫星系统，通导遥融合发展态势基本形成；空天信息的全面性、灵活性、时效性和准确性大幅提升，定时、定位和遥感观测的综合应用服务日益丰富。“通导遥”一体空天信息网络市场需求日益迫切。“通导遥”一体空天信息网络市场需求日益迫切。卫星是空间基础设施。卫星通信主要指利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波，从而实现两个或多个地球站之间的通信。卫星导航主要指采用导航卫星对地面、海洋、空中和空间用户进行导航定位。卫星遥感主要指从远距离、高空，以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测仪器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，多角度、全方位和全天候对地观测。随着国民经济飞速发展和各类新兴技术的普及，我国对空天信息也有了更高层次的需求。随着国民经济飞速发展和各类新兴技术的普及，我国对空天信息也有了更高层次的需求。覆盖面上，我国对导航、遥感等天基信息的需求覆盖范围已从国内拓展到全球；在速度上，对空间信息的获取传输处理的响应速度趋向实时化，对海量天基信息的传输处理分发的时效性提出了新的要求。要实现天基信息全天时、全天候、全地域服务于每个人的目标，根本上解决现有天基信息系统覆盖能力有限、响应速度慢、体系协同能力弱的问题，亟需构建更为强大的卫星通信、导航、遥感一体天基信息实时服务系统。2.低轨通信卫星网络建设恰逢其时低轨通信卫星网络建设恰逢其时 低轨卫星覆盖范围广，传输延时低，具备 GEO 通信卫星和地面通信无可比拟的优点。随着近 20 年来通信技术、微电子技术的飞速发展，通信系统信号处理能力、通信带宽不断提升，困扰 LEO 小卫星通信系统的掉线率高等技术问题得以解决，卫星的体积、质量、成本逐年下降，可靠性、集成度逐年提升。加之近年来，越来越多的企业（包括民营企业）涌入中小型运载火箭行业，使得火箭发射供给快速提升，成本大幅下降。在此背景下，低轨道小卫星星座的大规模部署初步具备先决条件。P6 东兴证券深度报告东兴证券深度报告 国防军工行业：空天信息产业低轨卫星通信网络呼之欲出 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DONGXING SECURITIES据中商产业研究院统计，截至 2019 年 12 月底，全球在轨卫星数量为 2218 颗。在未来的 10 年内，预计数量将扩大 10 倍，增量部分主要来自于低轨通信卫星。低轨通信卫星有许多特有优势：它比基站覆盖面积更广，且没有地理因素的限制；与同步轨道卫星等中高轨道卫星相比，低轨通信小卫星延迟较短，且成本较低，发射难度小。虽然目前低轨通信卫星仍存在需要卫星数量多、维护困难等问题，但随着技术手段的进步，以及 Space X公司为代表的航天公司研制出可重复使用运载火箭，低轨卫星的发射和管理成本将大大降低。表表2：我国近年来空天信息产业主要政策梳理我国近年来空天信息产业主要政策梳理 类型类型 轨道高度轨道高度 卫星质量卫星质量 通信延迟通信延迟 缺点缺点 同步轨道卫星(GEO)35786km 可覆盖全球 1000kg 250ms 1.体积重量大，需要变道，发射困难；2.不能覆盖极地地区；3.距离地球遥远，通信延迟长，波束覆盖区大，频谱利用率低；4.容量有限，终端发射功率大，不易小型化等 低轨通信卫星（LEO）500-1500km 可覆盖全球 1000kg（OneWeb 系列卫星150kg，Starlink 系 列 卫 星260kg）30-50ms 需要卫星数量较多，由此带来地面控制、维护系统比较复杂 地面通信系统 基站覆盖范围 4G：1-3km 5G：100-300m 无线蜂窝通信1050ms 光纤 1020ms 1.基站建设及运营成本高 2.易受地形，环境影响 资料来源：网络公开资料整理、东兴证券研究所 2.1 困扰早期低轨卫星系统的技术壁垒逐渐消除困扰早期低轨卫星系统的技术壁垒逐渐消除 人类利用低轨通信卫星实现全球通信的工程并非首次提出，早在20 多年前就已经建立过低轨卫星通信网络。其中最著名的应属摩托罗拉公司的“铱星”。“铱星”星座系统是美国摩托罗拉公司于 1987 年提出的一种利用低轨道星座实现全球个人卫星移动通信的系统，它与现有的通信网相结合，可以实现全球数字化个人通信。但由于种种困难，最终铱星公司破产，全球低轨通信卫星的发展停滞了 10 多年之久。随着近二十年来通信技术、微电子技术的飞速发展，通信系统信号处理能力、通信带宽不断提升，从目前仍在运行的铱星二代、全球星等低轨卫星通信系统使用情况来看，困扰早期铱星系统的掉线率高等技术问题已经得到有效解决，为低轨卫星通信的普及应用扫清了障碍。2.2 成本降低打破空天信息成本降低打破空天信息产业发展瓶颈产业发展瓶颈 在卫星制造成本和发射成本高居不下的时代，低轨道卫星星座不具备经济可行性。然而，随着技术的进步，卫星的体积、质量、成本逐年下降，可靠性、集成度逐年提升。近年来，越来越多的企业（包括民营企业）涌入中小型运载火箭行业，使得火箭发射供给快速提升，成本大幅下降。在此环境下，低轨道小卫星星座的大规模部署初步具备先决条件。2.2.1 可回收火箭拉低航天发射成本可回收火箭拉低航天发射成本 美国航天探索公司 Space X，目前已经成功开发出可重复使用的猎鹰 1 号、猎鹰 9 号、重型猎鹰等可重复使用的运载火箭和拥有载人能力的龙飞船。公司可回收火箭近期发射屡获成功；2020 年 1 月 30 日，SpaceX 东兴证券深度报告东兴证券深度报告 国防军工行业：空天信息产业低轨卫星通信网络呼之欲出 P7 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DONGXING SECURITIES公司用“三手火箭”将第四批共 60 颗星链卫星送入轨道，随着公司技术的不断发展，猎鹰 9 号火箭单次发射成本大大降低，使更多低轨小卫星被送入太空成为可能。猎鹰 9 号火箭的单次发射成本预计稳定在 3000 万美元左右；按照每次发射 60 颗近地小卫星计算，单颗星链卫星的发射成本将降低到每颗 50 万美元左右，成本大大降低。图图2：Falcon 9 单次发射费用变化单次发射费用变化 资料来源：“小火箭”公众号，东兴证券研究所 2.2.2 小卫星制造成本呈现螺旋下降趋势小卫星制造成本呈现螺旋下降趋势 同步轨道卫星寿命一般在 10-15 年，而低轨小卫星寿命在 5-8 年，较短的寿命决定了小卫星较高的更换频率。随着卫星发射技术的进步，使以 Space X为代表的商用卫星发射公司成为可能，而越来越多的企业进入航天领域，又进一步促进了卫星和发射技术的升级，从而形成了一种“技术进步降低成本更多力量参与研发生产技术进步进一步降低成本”的正向循环。表表3：不同卫星制造成本不同卫星制造成本 卫星类型卫星类型 立方体卫星立方体卫星 小卫星小卫星 1U 3U 6U 12U 50kg 180kg 300kg 最大长度/cm 10 34 36 36.6 80 100 125 最大宽度/cm 10 10 10 22.6 40 60 80 最大高度/cm 10 10 22.6 22.6 40 60 80 质量/kg 1 5 10 20 50 180 300 LEO 价格/万美元 12.5 32.5 59.5 99.5 175 495 695 GTO 价格/万美元 25 65 99.5 195 325 795 996 GSO 价格/万美元 49 99.5 199 325 950 1590 1990 资料来源：美国典型小卫星项目创新管理模式分析；东兴证券研究所 2.2.3 空天端通信系统建设性价比提升空天端通信系统建设性价比提升 根据 Wind 数据，2019 年中国 4G 用户规模为 12.1 亿户，目前中国境内 4G 平均网速是 3.61M/s；截至 2019年 5 月，全国共建成 437 万个 4G 基站，每个基站可供最多 500 终端接入；中国三大运营商在 4G 网络上的建设至少在 8000 亿规模。随着 5G 的应用，每个 5G 基站建设费用约是 48 万元；而由于 5G 基站覆盖范围仅为 100-300 米，远远小于 4G 基站的 1-3km 范围，建设成本会比 4G 更高。P8 东兴证券深度报告东兴证券深度报告 国防军工行业：空天信息产业低轨卫星通信网络呼之欲出 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DONGXING SECURITIES根据美国典型小卫星项目创新管理模式分析，每颗 180kg 的 LEO 小卫星发射价格约 495 万美元，300kg小卫星价格约 695 万美元。以星链计划为例，Space X 计划发射的 12000 颗 260kg 近地小卫星总共发射成本约 873.5 亿美元，约合人民币 6060 亿元，小卫星寿命一般为 5-8 年。据 Space X执行总裁马斯克透露，每 60 颗星链卫星可同时支持 40000 用户终端（每颗卫星支持 600 终端接入）以最低 25M/s 的速度使用。从我国 4G 基站与 Space X 低轨小卫星几个指标对比可以看出小卫星建设性价比提高：表表4：4G与与 Space X 低轨小卫星性能指标对比低轨小卫星性能指标对比 名称名称/指标指标 数量数量 每基站每基站/卫星可接卫星可接入终端数入终端数 建设总投入建设总投入 网速网速 延迟延迟 覆盖范围覆盖范围 中国 4G 基站 437 万（2019.05）500 人 8000 亿元 中国国内平均3.61M/s 20-40ms 中国 12.1 亿 4G用户（2019.05）Space X低轨卫星 12000 颗 600 人 6060 亿 25M/s 30-50ms 全球 资料来源：张召才，美国典型小卫星项目创新管理模式分析，太空国际J.2016 2.3 空天互联网可提高全球互联网覆盖率空天互联网可提高全球互联网覆盖率 根据全球互联网统计信息（Internet World States）最新统计数据显示，2019 年全球互联网渗透率为 58.8%，全球仍有约 31.8 亿人口没有被互联网普及。全球超过 80%的陆地及 95%以上的海洋,包括 5G 在内的移动通讯网络都无法覆盖。图图3：全球互联网渗透率全球互联网渗透率 资料来源：全球互联网统计信息网站（https:/ 移动通讯基站建设性价比较低是限制互联网覆盖面的重要因素。以美国为例，人口密度低，基站间平均距离远，铺设光纤投入产出比低，限制了地面通信的覆盖。在中国，国家巨额资金的投入将通信网络向农村等边缘地区延伸才使得全国 4G 覆盖率达到 99.7%。但即便如此，中国在海洋、沙漠、雪原、民航等领域仍处于互联网的空窗期。东兴证券深度报告东兴证券深度报告 国防军工行业：空天信息产业低轨卫星通信网络呼之欲出 P9 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DONGXING SECURITIES5G 基站覆盖范围小、能耗巨大的特点决定其在人口密集的城市、乡村才有必要铺设。天基互联网系统能够实现全球覆盖且无需考虑地形和环境要素。未来，空天互联网和 5G 将形成一种相辅相成、互相融合的关系：以 5G 为代表的地面基站负责人口稠密的城市和乡村，而空天互联网负责人口稀少、建设基站困难的地区。2.4 卫星制造和发射产业将迎来蓬勃发展卫星制造和发射产业将迎来蓬勃发展 2020 年 1 月 14 日，欧洲咨询公司发布了最新的卫星制造与发射服务分析报告 2028 年前卫星制造与发射报告。报告预测，卫星市场将在卫星数量、价值和质量上发生根本性的变化，制造和发射的卫星数量将增加4.3 倍，平均每年发射 990 颗卫星，而前十年平均每年发射 230 颗卫星。未来十年，该市场将达到 2920 亿美元，比前十年增长 28%，前十年的总收入为 2280 亿美元。未来十年在 Starlink、OneWeb、Kuiper、Telesat LEO 和 O3b mPower 等宽带项目的驱动下，预计 LEO 和 MEO 星座占总需求的 77%；低轨卫星市场规模巨大，前景广阔。图图4：2019-2028 年航天产业发展情况年航天产业发展情况 资料来源：SATELLITES TO BE BUILT&LAUNCHEDBY 2028（www.euroconsult-），东兴证券研究所 3.国际巨头先行布局低轨卫星星座系统国际巨头先行布局低轨卫星星座系统 从 2014 年底至今，在谷歌（Google）等互联网巨头的推动和支持下，一网公司（OneWeb）、太空探索公司（SpaceX）、三星、低轨卫星公司（Leosat）等多家企业提出打造由低轨小卫星组成的卫星星座，为全球提供互联网接入服务。全球范围内至少提出了 6 个大型低轨卫星星座项目，其中最具代表性的主要有 3 家，分别是 O3b 创始人格雷格 惠勒新创立的一网系统（OneWeb）；SpaceX 和特斯拉汽车创始人埃隆 马斯克P10 东兴证券深度报告东兴证券深度报告 国防军工行业：空天信息产业低轨卫星通信网络呼之欲出 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DONGXING SECURITIES（ElonMusk）提出的星链（Starlink）计划，计划发射约 12000 颗卫星组建低轨卫星通信系统；原天线设备供应商 Kymeta 公司创始人提出的 Leosat 系统。这三大主要计划的主要参数如下：表表5：三大通信卫星星座参数三大通信卫星星座参数 计划计划/指标指标 卫星数量卫星数量 轨道高度轨道高度 卫星质量卫星质量 推出时间推出时间 业务启动业务启动 制造商制造商 频段频段 项目进展项目进展 项目投项目投资资 OneWeb 以 648 颗卫星星座为基础，扩 展 到1980 颗 1200km 150kg 2015 2019 OneWeb和空客 Ka、Ku 2019 年 2月 27 日成功将首批 6 颗卫星送入近地轨道 已融资34亿美元 StarLink 11943（4425+7518）1110-1325km 260kg 2015 2024 Space X Ka,、Ku 2020 年 1月 30 日新发射60颗卫星，累计达到240 颗 约 100亿美元 LeoSat 78-108 1400km 1000kg 2015 2022 泰雷斯 Ka 2019年11 月，因缺少投资而被迫停止运营，至今尚未发射过一颗卫星 35-36亿美元 资料来源：公开资料整理，东兴证券研究所 3.1.1 OneWeb（一网计划）（一网计划）“一网”（OneWeb）卫星互联网星座由OneWeb公司提出，该公司由原O3b创始人格雷格 惠勒（GregWyler）于 2014 年成立。OneWeb 计划打造由 648 颗低轨卫星组成空间卫星星座，为全球用户提供互联网接入服务。OneWeb 的第一代低轨星座设计方案，包含 648 颗在轨卫星与 234 颗备份卫星，总数达 882 颗。这些卫星将被均匀放置在不同的极地轨道面上，距离地面 1200km 左右。开始运行后，OneWeb 星座不仅能覆盖美国，亦能覆盖全球还没有连接互联网的农村边远地区。OneWeb 的目标是，到 2022 年初步建成低轨卫星互联网系统，到 2027 年建立健全的、覆盖全球的低轨卫星通信系统，为每个移动终端提供约 50Mbps 速率的互联网接入服务。2019 年 2 月，OneWeb 首批 6 颗互联网卫星成功升空，2020 年 2 月，34 颗 OneWeb 卫星成功上天，下一批 34 颗卫星定在 3 月份发射。最终，OneWeb 计划将另外 1000 余颗卫星送入不同高度的太空中，该公司卫星总数将达到 1980 颗。3.1.2 Space X 星链（星链（Starlink）计划）计划 东兴证券深度报告东兴证券深度报告 国防军工行业：空天信息产业低轨卫星通信网络呼之欲出 P11 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DONGXING SECURITIES2015 年 Space X首席执行官埃隆.马斯克宣布推出通过近地轨道卫星群提供覆盖全球的高速互联网接入服务的星链（Starlink）计划；SpaceX计划在 2019 年到 2024 年内将 4425 颗卫星送到轨道平面，组成小卫星互联网星座，并在全球范围内提供互联网接入服务，并在 2020 年代中期之前在三个轨道上部署接近12000 颗卫星：首先在 550 千米轨道部署约 1600 颗卫星，然后是在 1150 轨道部署约 2825 颗 Ku 波段和 Ka 波段卫星，最后是在 340 千米轨道部署约 7500 颗 V 波段卫星。SpaceX 已获准发射近 12000 颗卫星，并又申请了另外三万颗卫星的轨道和频率。为了履行发射许可义务，SpaceX 必须在未来五到六年内发射近 6000 颗卫星；公司计划今年进行多达 24 次 Starlink 任务。SpaceX总裁兼首席运营官 Gwynne Shotwell 去年底确认，从今年开始，每隔 2-3 周 SpaceX就会发射 60 颗卫星。到 2020 年底，SpaceX计划完成 24 次卫星发射，发射数目累计达到 1440 颗。根据 SpaceX测算，整个计划预计需要约 100 亿美元的支出。2020 年 1 月 30 日，Space X成功发射了猎鹰 9 号火箭，将第四批共 60 颗 Starlink 卫星全部送入轨道，使得目前在轨卫星总数达到 240 颗。每颗星链卫星重约 260 千克，起飞约一小时后，卫星到达约 290 千米的高空，并开展相关测试。完成测试后，这批卫星将上升至 550 千米的轨道运行。值得注意的是，此次发射还搭载了一组升级后的卫星，以便提高光谱效率和吞吐量。2020 年 3 月 18 日，Space X再次通过猎鹰 9 号火箭一箭 60 星的方式，将第六批 Starlink 卫星打入太空，目前 SpaceX已经累计发射 362 颗卫星，成为世界上部署卫星最多的商业航天公司。图图5：Starlink 建设进度和计划建设进度和计划 资料来源：星链官网（https:/ Starlink 的每颗小卫星大约可覆盖半径为 1060km的区域，覆盖面积大约为 350 万平方公里，第一阶段共 1600颗小卫星部署完成后，就能提供覆盖全球的宽带服务；第二阶段 4425 颗卫星全部部署完成后，Starlink 系统能为全球个人消费者和商业用户提供全球范围最高 1Gbps 的低延时宽带服务。图图6：Starlink 第二阶段完成后形成的由第二阶段完成后形成的由 4425颗低轨卫星组成的星座颗低轨卫星组成的星座 北京时间2020年1月30日发射60颗星链卫星，卫星总数达到240颗第一阶段1600颗小卫星部署完毕后，就能提供覆盖全球的宽带服务2024年前将4425颗低轨卫星送入轨道平面卫星，可提供全球范围最高1Gbps的低延时宽带服务P12 东兴证券深度报告东兴证券深度报告 国防军工行业：空天信息产业低轨卫星通信网络呼之欲出 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DONGXING SECURITIES 资料来源：bing，东兴证券研究所 3.1.3 LeoSat LeoSat 公司通过在 LEO 轨道构建一个高通量的卫星星座来实现高质量的数据服务。LeoSat 的星座计划是108 颗星，部署在 1400 公里的 LEO 轨道上。LeoSat 的主要应用是数据服务，系统建成后可以提供Gb 速率的全球数据接入，适用于基于云的对时延敏感的应用，同时也保证数据的高度安全。包括提供高吞吐低时延的视频服务，为游轮提供宽带网络，支持高带宽的商务数据应用，提供较高的上传带宽，提高指令控制类型应用的支持度等等。4.我国加快推动低轨卫星建设项目我国加快推动低轨卫星建设项目 随着国外低轨卫星快速入轨，卫星轨位资源和频率资源越发稀缺。相比国外在低轨卫星网络的布局和进度，我国发展相对落后。以 2018 年为起点，我国开始启动低轨卫星网络的相关规划和组网建设。2018 年 11 月，我国科技部将“与 5G/6G 融合的卫星通信技术研究与原理验证”课题，列入国家重点研发计划“宽带通信和新型网络”重点专项中。目前我国低轨通信小卫星星座计划主要有航天科技集团的“鸿雁星座”和航天科工集团“虹云工程”。4.1 鸿雁星座鸿雁星座 全球低轨卫星移动通信与空间互联网系统也称“鸿雁星座”，由航天科技集团负责建设和运营，是我国投资规模最大的国家级商业航天项目，主要依托东方红卫星移动通信有限公司开展建设和运营。“鸿雁星座”将由 300 颗低轨道小卫星及全球数据业务处理中心组成，具有全天候、全时段及在复杂地形条件下的实时双向通信能力，可为用户提供全球实时数据通信和综合信息服务。“鸿雁星座”首颗试验卫星“重庆号”已于 2018 年底成功发射，随后又发射两颗试验卫星，对空间互联网系统关键技术进行在轨验证，对移动通信、宽带互联网、物联网、导航增强等功能进行示范验证，对商业模式展开积极探索。建成后“鸿雁星座”将实现信号全球无线覆盖，为“一带一路”等区域实现宽带窄带相结合的通信保障能力。东兴证券深度报告东兴证券深度报告 国防军工行业：空天信息产业低轨卫星通信网络呼之欲出 P13 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DONGXING SECURITIES图图7：鸿雁星座任务规划鸿雁星座任务规划 资料来源：航天科技网站（http:/ 4.2 虹云工程虹云工程“虹云工程”是航天科工二院主要推动的商业航天项目之一，也是航天科工集团公司“五云一车”（飞云、快云、行云、虹云、腾云和飞行列车）商业航天工程之一，是基于低轨卫星星座构建的天地一体化信息系统。据航天科工二院介绍，卫星将在距离地面约 1000 千米的轨道上组网运行，构建出星载宽带全球移动互联网络。整个计划部署完成后，将在“一带一路”甚至全球实现随时随地按需的互联网接入，“届时无论身处何时何地，都能用上航天科工自主研发的星链wifi，实现网络无差别的全球覆盖，无论在海域还是无人岛，都能接上互联网，和外界保持通信流畅。”按照规划，整个“虹云工程”被分解为“1+4+156”三步：第一步：2018 年底前，发射第一颗技术验证星，实现单星关键技术验证 第二步：“十三五”末即 2020 年底射 4 颗业务试验星组建小星座，用户可进行初步业务体验 第三步：“十四五”中期（2022 年左右），实现全部 156 颗卫星组网运行，完成业务星座构建。图图8：虹云工程任务规虹云工程任务规划划 资料来源：航天科工网站（http:/ 2018 年 12 月 22 日，“虹云”工程首星“武汉号”在酒泉卫星发射中心成功发射，虹云工程第一步已经完成；2019年 1 月 24 日，虹云工程技术验证系统开展了首次全系统、全流程互联网业务通信功能测试，试验获得圆满成功。根据中新网新闻，虹云工程应用示范系统也将于 2020 年初投入使用。5.国内空天信息产业链日益成熟国内空天信息产业链日益成熟 5.1 我国空天信息产业链布局清晰，格局已初步形成我国空天信息产业链布局清晰，格局已初步形成 P14 东兴证券深度报告东兴证券深度报告 国防军工行业：空天信息产业低轨卫星通信网络呼之欲出 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DONGXING SECURITIES长期以来，我国空天信息产业自主发展，已形成了完整的产业链。空天信息产业链主要由卫星制造、卫星发射、卫星应用及运营和卫星地面设备四个部分组成。卫星制造领域，主要包括卫星制造、部件及分系统制造和航天飞机、载人飞船、人造地球卫星和空间探测器。卫星制造的核心是 GNC 系统（制导、导航、控制系统），动力来源还涉及太阳能电池板的开发等能源供应问题。卫星发射领域，主要包括发射服务、运载火箭服务和利用系统、逃逸系统、遥测系统和运载火箭控制系统组成。卫星应用及运营领域，主要由遥感业务、航天飞行管理、卫星移动服务、卫星固定服务和消费服务等五大部分组成。其中卫星移动服务包括移动数据业务和移动话音业务；卫星固定服务由转发器租赁和管理网络服务组成；消费服务由卫星电视、卫星音频广播和卫星宽带业务、上行发射站、星载转发器和地面接收站组成。卫星地面设备领域，主要由网络设备和消费设备组成。以消费设备中的全球卫星导航定位系统为例，需要板卡、芯片、电子地图、接收机、天线、运营服务和导航系统。图图9：我国我国空天信息产业链空天信息产业链 东兴证券深度报告东兴证券深度报告 国防军工行业：空天信息产业低轨卫星通信网络呼之欲出 P15 敬请参阅报告结尾处的免责