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（报告出品方/作者：东北证券，吴源恒）
1.1. 快捷、灵活、高效是小卫星最大的优势
根据卫星的质量，通常将小于 1000 千克的卫星广义的称为小卫星。现代小卫星的 本质在于它是一种具有高功能密度的小卫星，功能与同类大卫星相当，其尺寸与重 量相对于传统卫星要低几个数量级。其中，将 500-1000 千克的卫星称为小卫星， 100-500千克的卫星称为微小卫星，10-100 千克的称为微型卫星，1-10 千克的称为纳卫星，0.1-1 千克的称为皮卫星。与大卫星相比，小卫星讲究快捷、灵活、高效，且体积小、重量轻、研制加工周期 短、卫星功能集成度高、建造成本低。大卫星通常是专门定制化的，一颗吨量级的 卫星从设计、研制到生产、测试等，往往需要 5-10 亿元甚至更多的资金投入。而一 颗小卫星实现从设计、制造、发射、在轨运行的全过程，一般不到十二个月，成本 多在 3000 万元以内。小卫星不只是简单的质量小，而是高度集成化技术、自动化技 术的应用，特别是随着计算机技术的发展，软件定义卫星的概念也开始逐渐形成。
低成本和快速交付是小卫星的基本优势，因此是大批量商业航天发射的首选。小卫 星具有功能密度高、灵活性强、研制周期短、开发成本低等优势。通过购买商用现 货所支撑的批量化生产不但可大大降低成本，而且在多次的发射优化之后，有的小 卫星专用结构件性能甚至超过常规大卫星所使用的抗辐射加固部件。特别是微小立 方体卫星使用的商用现货产品电子部件，更支持标准化设计和批量制造，成为研制 较低成本卫星的重要途径。近几十年来随着商业需求的不断扩增，人们对小型卫星 的需求不断增加。随着小卫星的研制、发射的进一步市场化、商业化已成为国际发 展趋势，商用航天的事业也随之蓬勃发展。
1.2. 从计划航天到商业航天，交融发展是关键
小卫星产业链的上游主要为电器元件及材料、燃料厂商，产业链的中游主要分为卫 星制造、卫星发射、地面设备制造和卫星运营及服务四个环节，产业链的下游主要 是企业、政府、高校、个人等终端用户。其中，卫星制造主要包括卫星平台和有效 载荷两个部分；卫星发射主要包括运载火箭研制、发射服务提供和卫星在轨交付；地面设备制造主要包括网络设备和大众消费设备；卫星运营则主要由地面运营商、 卫星通信运营商、北斗导航运营商和遥感数据运营商组成。技术壁垒高，投资成本大的卫星制造环节是产业链的核心。商业航天产业链上游主 要为基础设施，其中包括卫星配套、卫星总体、火箭配套、火箭总体、发射保险、 卫星测控、卫星运行等业务厂商，技术壁垒高，投资成本大。中游主要为产品集成， 其中包括数据产品、通信软件平台、导航软件平台、遥感软件平台、通信终端、导 航终端等业务厂商，多数以软件开发为核心技术。下游主要为针对不同用户的应用 服务，包括卫星导航、卫星通信、卫星遥感、太空探索及文创四个板块，入局门槛 低、商业化变现容易，相关企业众多。
目前来看，商业卫星产业链上的核心玩家仍为传统计划航天背景下的国内科研院所。从商业卫星服务商的角度看，当前国内商业航天关键核心部件依然依托体制内的研 究院所，暂且没有实现全商业化的研制模式及供应链条，但体制内星上产品的整体 成本定价高，包括了人员成本、管理成本，并不符合商业航天低成本的采购需求。我国传统的计划航天模式以任务保障为核心，偏向于目标性强的行政管理方式。在 业务运营上以政府、军方计划需求为导向，国家体系内各院所同步进行资源配置， 通过行政命令稳步向前推进。在支持体系上具有专门的人才系统、专项资金保障， 在核算上采用成本加成法定价。商业航天模式以客户和服务为核心，采用市场化竞争管理方式。在业务运营上根据 供需关系，通过市场竞争获取订单，企业内部进行管理创新，整合社会资源共同合 作，不断磨合逐步发展。在支持体系上缺乏保障，竭尽全力吸引社会人才和资金， 在核算上按照市场定价。不过商业航天模式在供应链上选择范围更广，因此更容易 采用模块化、系列化、组合化方案和回收技术真正来降低成本。
按照目前市场来看，市场化带动的民营商业航天公司起步晚，基础较弱，技术及管 理体系不成熟，资源整合难，经营压力大，因此在技术积累以及人才培养上与计划 航天中的老院所仍有较大差距。但是长期来看，计划航天所漫长的决策流程以及相 对高昂的研发费用必然会阻碍商业航天从质转量的过程，因此未来国内的商业航天 领域一定是民企与国企融合发展的节奏。因为商业航天，自始自终，都是自顶向下 设计，以及自底向上生长，两者逐渐接近、交融并放大后的产物。
1.2.1. Starlink，COTS 计划输血下的产物
美国商业航天的崛起绕不过 COTS 计划，这也是美国从计划航天向商业行业转型的 重要 拐点之一。COTS 计划（商业轨道运输服务计划 ，Commercial Orbital Transportation Services）在节省了政府财政预算的同时，也催化除了像 SpaceX 这样 的优秀企业。美国前总统小布什于 2004 年制定了《美国太空探索政策》，该政策呼 吁在 2020 年重返月球，航天飞机也于 2010 年底退役。但是事实上，NASA 在航天 飞机退役后，自己手上已经没有将航天器运送至太空的能力了，市场上的德尔塔 4 和宇宙神 5 都是空军的，美国政府在 NASA 上投入的研制经费与之前比也少了很 多。2005 年 NASA 为了完成探索计划，在美国私营企业寻找能够满足国际空间站货 运以及最终的载人需求。同时 NASA 还计划将在五年内拨款 5 亿美元，以刺激商业 能力的发展，这既是 COTS 计划的雏形。
COTS 项目相当于一条纽带，将 NASA 内部沉淀几十年的技术成果和管理经验，通 过这条纽带输送给参与项目的商业航天企业。在相关 COTS 计划合同里，NASA 降 低了相关技术指标难度，只用不到 3 页纸规定了几种载荷能力需求，而不再提出详 细的技术指标要求；不再将承包商设计的系统收归政府，而是允许商业公司保留知 识产权。NASA 还会派遣各个中心的专家组成咨询团队，在出现特定问题时“随时 待命”，提供最佳技术建议。不过作为代价的是，NASA 要求商业公司分担 COTS 系 统开发和演示的费用，以降低 NASA 成本。
如果说 NASA 最早采用的纯计划的计划模式，COTS 计划则是一种全新的投资模 式，它是计划航天和商业航天之间的混合架构。在这个政策下 NASA 成为了投资者 而不是管理者，它给政策、给钱、也给技术，被支持的公司实现了从“传统分包商” 到“新型商业合作伙伴的转变”。考虑到空间任务复杂性，NASA 采用了标记里程碑 节点的分段策略，商业公司先通过 COTS 证明具备能力，商业补给服务（CRS）用 于购买发射服务，这个灵感来源于硅谷风险基金投资企业的方式。里程碑制度让 NASA 从一个行政性科研机构逐渐转型成一个监督任务、分期付款的 “包工头”。在里程碑模式下，既能保证重大任务围绕国家意志展开，又让 NASA 的 管理者们不用再陷入具体的研发过程中，同时还对承包商拥有更强的约束力。。大多 数里程碑节点都是技术性的，但也有一些财务的，如 RpK 提出了 5 亿美元融资活动 就是一个财务里程碑。但 RpK 无法实现财务里程碑时，NASA 终止了对 RpK 的节 点付款和后续支持。
Space X 连续取得了 NASA80 亿美元的资金支持和数不胜数的技术支持，为公司的 发展提供了坚实的基础。COTS 计划在 2013 年已经结束，此后 NASA 也接连推出 了其他的计划，以进一步推动美国商业航天的发展。2008 年 NASA 推出空间站“商 业补给服务”（CRS），向商业公司竞争采购用于“国际空间站”后勤支持的轨道运 输服务，2008 年提供 35 亿美元，其中就有 SpaceX 在绝境中的 16 亿美元。2010 年,NASA 推出“商业乘员计划”（CCP），以利用私营航天企业的力量为进出国际空 间站提供安全、可靠和低成本的载人运输能力。
我们认为 COTS 及其后续计划提出了明确的市场需求，并以真金白银投入和技术注 入，是计划航天和纯商业航天之间的极佳过渡，是美国商业航天爆发的基础。COTS 市场力量控制着开发和运营成本，固定价格的里程碑付款最大程度地提高了控制成 本的动机，并最大程度地减少了计划延迟，商业友好的知识产权/数据权和有限的终 止责任鼓励了私人资本的投资，NASA 购买运营服务的承诺大大提高了公司筹集资 金的能力，直接促成成功将 SpaceX Dragon 首次停泊到 ISS。值得一提的是美国国 家队研制的商业火箭项目最终执行效果都不好，可能与经费充足的国家立项项目比 较，商业火箭在国家队不免边缘化。比如说 SPACEX 所使用的新型材料 PICA-X 成 本只有传统防热罩材料 PICA 的 1/10，NASA 的工程师也早就知道改进路径，但却 没有机制去实现。这是因为虽然工程师知道要用什么材料更省钱，但是航天设备设 计中该用什么材料早就在预算和采购部门那里定死了，如果改变需要经过冗长繁复 的审批流程，工程师们有心但却无力。
能否成为国内的“COTS”计划?中国星网通信卫星采购招标启动。2021 年，注册 资本 100 亿元的中国卫星网络集团在雄安成立，其成立之初的目标在于发射 1.3 万 颗低轨通信卫星，建设中国自己的巨型太空互联网星座。。2022 年，星网集团动作 频繁，既启动卫星通信地面网络建设，又筹备商业火箭发射基地，2022 年 10 月 18 日，中国星网网络系统研究院有限公司（星网子公司）发布通信卫星 01/02 中标公 告。中标人包括中国空间技术研究院（航天五院）、上海微小卫星工程中心/中电科 五十四所及银河航天，中国低轨卫星产业进入实质性加速阶段。除此之外，中国卫 星网络集团有限公司的详细业务和开展计划，并未公开公布。但可以肯定的是，中国也开始认识到向市场输送经验和技术以及民企与国企融合发 展的重要性。星网的成立将整合并加速我国现有的央企与民企资源，打造具有全球 竞争力的“中国星网”。
1.3. 政策持续推动，商业小卫星产业前景光明
在相关政策和民间资本的推动下，纯商业化的航天公司开始拥有了更多的成长机会。2014 年国务院出台《关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》，首 次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，提供市场化、专业化服务；引导民间资本参与卫星导航地面应 用系统建设。2015 年出台的《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015～2025 年)》提出探索国家民用空间基础设施市场化、商业化发展新机制，支持和引导社会 资本参与国家民用空间基础设施建设和应用开发。2019 年的《关于促进商业运载火 箭规范有序发展的通知》首次对商业运载火箭进行细则指导，将探空火箭、亚轨道 发射纳入了统一的运载火箭管理体系之中，弥补了我国相关管理体系的缺漏，促进 了民营的商业运载火箭公司的蓬勃发展。2022 年，国务院发布《2021 中国的航天》 白皮书，首次提出在外空领域推动共建人类命运共同体，从外空全球治理、载人航 天、深空探测、空间技术等多个方面规划了航天国际合作重点，为航天事业下一步 发展指明方向。
同时，各省市也纷纷响应国家号召，出台相应政策，推动本级内商用航天事业的发 展。北京、上海依托自身的人才与技术积累，发展自身优势产业，努力争取形成产 业聚集地。武汉、合肥、西安等省份发挥制造业优势，做强卫星上下游配套产业。海南依托全国唯一的商业航天发射场，发展火箭研发和商业卫星研制、卫星应用等 高新技术产业。
对比美国，我国小卫星的相关市场规模可达万亿。在国内政策的推动下，我国已有 数十个小卫星星座的发射规划，整体数量超过千颗。不过值得注意的是，马斯克 SpaceX 公司的星链计划目前已获得 12000 颗星链卫星的发射许可，最后组网完成后 将达到 42000 颗卫星，如果中国也按照这个数量发射卫星，中国卫星相关的整个市 场规模可能会到万亿以上，未来发展空间十分广阔。我们认为，在未来的 5-10 年内中国最终会有引领行业发展的商业航天公司，但不一 定和 SpaceX 相同。航天行业对资源和技术要求极高，资金、设备、人才均大量集中在体制内，即使是其中最容易获得的人才资源，从脱离体制的那一天，在缺乏体 制内配套服务的支持下，能力也很难完全施展。这也直接决定了商业航天初始定位 不可能太高，只能逐渐当于计划航天有更大的目标后，商业卫星企业开始寻找低级 目标和低端技术转移的市场去经营。商业航天发展初期是计划航天的继承和拓展， 是继承而不是颠覆，是拓展而不是发展，更不是竞争。就像 Falcon 9 的起步其实是 政府规划的，补齐后航天飞机时代短板，而我国也会随着星网计划的招标诞生一些 新的小卫星玩家。同时我们相信，在效率优势、边界优势和整合优势的大前提下， 中国也会诞生在价格和风险的权衡中赢得最终胜利的公司，但由于在发射目标以及 产业结构的差异下，小卫星市场的最终产物可能会与 SpaceX 有所不同，不一定是 和Starlink相同的私营企业，可能会是一些民企与国企融合发展出的商业航天公司。
2.1. 卫星互联网:战略诉求仍是行业发展第一推动力
卫星通信系统由卫星端、地面端、用户端三部分组成。卫星端在空中起中继站的作 用，即把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站，卫星星体又包括两大 子系统：星载设备和卫星母体。地面站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用 户也可以通过地面站出入卫星系统形成链路，地面站还包括地面卫星控制中心，及 其跟踪、遥测和指令站。用户端即是各种用户终端。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。
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 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，常见 的通信卫星轨道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。
高轨卫星通信系统的优势在于频率协调简单，运行寿命更长，前期建设成本较低。高轨卫星单星覆盖面积较广且单星容量更大，但存在两极覆盖盲区，在实现全球覆 盖方面存在现实障碍，同时在特定地形与特定场景通信方面存在一定的难度；高轨 卫星所需要的地面终端较为简单，技术能力已经发展成熟，能够实现高集成化，但 空间链路损耗较高，通信成本较高。与传统的高轨卫星通信系统相比，低轨卫星星座更适合构建大规模卫星组网，是卫 星互联网的必然选择。低轨卫星通信系统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，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。低轨卫星通信系统的优势在于传输时延短、稳定性 好、链路损耗小、应用场景丰富，多星组网可实现全球覆盖。相较于高轨卫星的卫 星数量较少的特点，尽管单颗卫星的覆盖面积较广，但也存在单颗卫星发生损坏即 影响整个卫星通信系统的正常运作的可能；而低轨通信卫星数量众多，呈现网状化 结构，即使个别卫星出现问题，整个网络也仍然可以继续提供可靠的、连续的通信 服务，是卫星互联网发展的必然趋势。
作为地面移动通信的有效补充。GEO/LEO 卫星在不同细分市场上各具优势。从目 前的商业模式上来看，卫星互联网很多领域的覆盖范围和成本优势十分明显，可以 应用于偏远地区通信、海洋作业及科考宽带、航空宽带和灾难应急通道等行。在消 费宽带、基站回程、企业专网等对时延较为敏感的细分市场 LEO 卫星具有优势，而 在海事互联（客轮、货轮）、航空互联和军政等细分市场 GEO 卫星具有先发优势。
根据欧洲咨询的预测，消费宽带、海事与航空互联作为增速最快的市场，未来五年 市场规模复合增长率超过 20%，也被普遍认为是低轨星座的主要目标市场。由于中 高轨卫星在海事与航空互联市场中占据先发优势并能提供适配的服务，低轨星座在 此细分市场并不占据优势和独特性。所以消费宽带是低轨星座最匹配的市场。
虽然同为高速增长的细分市场，消费宽带与海事/航空互联市场的性质截然不同。消 费宽带市场是容量需求增长推动市场规模扩大，而海事/航空互联市场的容量需求并 不高，更多的是容量附加价值提升推动的市场扩大。因此，运营商开拓消费宽带市 场重要的是扩大用户群体，提高市场占有率；而开拓海事/航空互联市场重要的是提 供增值服务以提高容量的附加价值。
2.1.1. 短期战略需求：轨道资源和国防安全
考虑到低轨卫星在战略中的重要性，无论是从频段资源、轨道资源还是国家安全建 设布局的角度考虑，低轨卫星互联网的建设将是我国空天计划发展的必然选择。目 前世界主要航天国家在低轨卫星通信网络领域的开发与部署呈现出激烈竞争态势。这不光是因为各国均对未来卫星通信的商业价值和市场潜力的重视，而且还展现了 低轨卫星通信网络背后的空间资源和战略价值。战略需求①：日益稀缺的频段资源。若全球低轨卫星通信网络项目均能得以实施， 未来五年会有 5 万余颗低轨卫星入轨，地球 1500km 以下的近地轨道将进入一个前 所未有的拥挤状态，优质轨道资源难成体系。但比轨道更紧张的则是频谱资源，能够单独使用、实现全球覆盖的 L、S、C 频段资源几乎殆尽，目前集中 使用的 Ku、Ka 频段同样是 GEO 宽带卫星的主用频段，同时星座之间还要留出一定 频率间隔防止相互干扰，协调难度大。而 C、Ka 频段要面对 5G 网络的激烈争夺， Q/V 频段也已被巨头企业提前布局。很多低轨卫星通信网络项目担负着为其本国“占 频保轨”的职责，基于国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）“在有效时限内先占先得”的新分配原则，运营商须在 2 年内发射 10%的卫星，5 年内发射 50%，7 年内全部部署完成，若未按时达到要求，则被视为放弃相应的资 源所有权。参与各方势必加速卫星发射进程，锁定轨道和频谱资源，竞争将愈加激 烈。
战略需求②：获得不可替代的近地轨道资源。低轨卫星通信网络作为一项开发有限 资源的战略性产业，具有独特的“排他性”。不仅是进入该领域的技术门槛和壁垒高， 后来者相对先布局者来说也将付出巨大的额外成本，甚至不再具备入场条件。根据 NASA 研究推算，按照现有速度，70 年后 LEO 碎片密度将达到一个临界值，甚至 会发生“凯斯勒现象”，进而使得近地空间彻底不可用。所以据业界预测，最终全球 低轨卫星星座不会超过 5 个，尤其是在巨型低轨星座领域，未来必将成为寡头垄断 的市场，因为地球的低轨空间不一定能容下第二个巨型星座。而在目前全球大规模 发射计划的推动下，早日抢占轨道资源变成了各个国家的当务之急。
战略需求③：着眼未来的国家安全建设布局。从美国积极参与和布局低轨卫星通信 网络可以看出，其背后有明显的军事意图和考量。2019 年底，美国空军 1 架 C-12 侦察机使用“星链”数据下行速度达到 610 兆/秒，是美军现行通信标准 5 兆/秒速 度的 102 倍。可见，一旦高弹性抗毁的巨型低轨卫星通信网络部署完成，将极大拓 展战场实时信息交互和指挥控制能力，或彻底改变信息化战争模式。除潜藏的巨大 军事价值外，先行者还将掌握对全球信息的上游规则制定权。根据美国太空发展局 （Space Development Agency，SDA）构想的下一代太空体系架构，巨型低轨通信卫 星星座将作为整个太空信息获取的底层传输层，成为服务于太空信息的基础网络， 将深刻影响未来国家信息安全格局。可以说，“星网”时代的来临将给国家信息主权 及监管带来严峻挑战，建立自主可控的低轨卫星通信网络十分必要。国内的主要低轨卫星通信系统在三大战略需求的推动下正处于发展起步阶段。目前 由各类企业、高校提出的星座建设计划超过 10 个，“鸿雁”星座首发星与 2018 年发 射成功，电科集团“天象”试验 1 星、2 星在 2019 年完成发射。在民营企业主导的 组网计划中，“天启”星座 19 星成功发射，第二阶段组网拉开序幕；银河航天低轨 宽带通信卫星星座首发星于 2020 年成功发射，首次批量研制的低轨宽带通信卫星 计划在 2022 年发射升空。
2.1.2. 卫星通信产业现状：老牌运营商的挣扎和 Starlink 的崛起
近几年受新冠疫情导致全球消费降级和运行卫星折旧成本提升所带来的影响，全球 通信卫星运营商行业总收入与净利润率有所下降。目前全球共有 40 余家主要的固 定通信卫星运营商，按业务收入规模进行排名的前三位分别是 SES（欧洲卫星公司）、 Intelsat（国际通信卫星公司）、Eutelsat（欧洲通信卫星公司），而中国卫通是亚洲第 二大，全球第六大固定通信卫星运营商。其中 SES 是一家全球领先的卫星运营商， 拥有一支由 60 多颗地球静止卫星组成的航队，同时参股了将卫星覆盖范围和光纤 速度相结合的下一代卫星网络 O3b Networks; Intelsat 为大多数的美国广播和有线电 视提供卫星网络，也为飞机、船舶和其他远程旅行者提供通信服务，不过这项业务 在新冠疫情期间遭受到了重创，公司已于 2020 年 5 月 13 日申请破产保护；Eutelsat 是一个由 47 个欧洲国家电信组织组成的国际性组织，于 2022 年宣布与 OneWeb 公 司合并，继续为各大电信公司提供移动通信、互联网连接等服务。
降低资本开支，积极开拓市场，老牌运营商挣扎中转型。为应对新冠肺炎疫情和行 业下行压力带来的双重冲击，各老牌卫星通信运营商均积极采取应对措施保证企业 运行、努力维持业绩目标。SES 公司执行“简化与增强”计划，合并和重组某些职能， 降低运营成本，预计通过简化运营，从 2021 年起每年 EBITDA 增加 0.4-0.5 亿欧元。虽然新冠肺炎疫情对近年快速增长的航空互联和海事互联细分市场的不利影响较 大，但各公司纷纷抓住疫情期间全球政府服务细分市场需求增长的契机，提供服务。例如，SES 公司为孟加拉国、塞拉利昂、墨西哥和意大利的全球医院提供连接服务。4 家公司的政府服务业务收入均实现正增长，，同时与 INTELSAT 集团就潜在合并 进行谈判，转型举措已初获成效；INTELSAT 公司经历破产后，在 2021 年踏上了 重组之路，并完成对 Gogo 商业航空业务的收购，2022 年与多家航空公司达成合作 关系，为商业航空机提供宽带连接服务。TELESAT 公司 2020 年 11 月宣布将和劳 拉通信公司合并成立电信卫星集团公司，并将筹建低轨星座——光速星座 （Lightspeed），首次发射计划定于 2023 年初。EUTELSAT 公司仍在布局欧洲、非洲市场，同时公司在 2020 年提出了“固定宽带战略”，通过整租、提供连接服务、 扩展下游分销渠道等多个方式积极开拓市场，公司 2020—2021 上半财年固定宽带 业务已实现 2.3% 的增长。
相比起老牌卫星运营商的挣扎，SpaceX 近年来发展迅速。根据 SpaceX 提交给美国 联邦通信委员会（Federal Communications Commission，FCC）的信息，Starlink 卫星 通信星座分两个阶段建设：第一阶段计划部署 1.2 万颗低轨卫星，第二阶段计划部 署 3 万颗低轨卫星。截止到 2022 年 3 月，Starlink 卫星通信星座已经完成 2200 颗 卫星的发射任务，轨道高度为 550 km，分布在 72 个轨道面上。这些卫星通信采用 Ku 和 Ka 频段，倾角 53°，单颗卫星重约 260 kg，天线覆盖范围为 64 万平方公里， 服务纬度为 44°~52°，在轨寿命为 1~5 年，预计 2022 年星座将配备星间链路，可 有效覆盖极地地区。星链互联网服务已覆盖美国、加拿大、英国、德国、新西兰、 澳大利亚等 32 个国家。根据摩根士丹的报告《SpaceX，Starlink and Tesla：Moving into Orbit》，到 2030 年全球卫星互联网市场规模 454.26 亿美元，其中 Starlink 的市 场占有率将达到 33.3%，营收将达到 151.42 亿美元。
与传统的通信卫星运营商相比，Starlink 在产业链、运营资费、传输能力上都具有 自己的优势。SpaceX 采用全产业链模式，从卫星制造、火箭发射、业务运营到终端 设备各个环节都参与其中。火箭制造的低成本和可回收技术是 SpaceX 火箭的两大 优势，不同于传统航天火箭，它的控制器采用成本更低的 X86 双核处理器，通过同 步计算对比的方式实现高可靠性，其成本仅为传统控制器的约万分之一。根据计算， 猎鹰-9 在回收后第二次发射报价将为首次报价的 73%，依次计算到第八次发射报价 为首次报价的 50%。卫星制造方面，SpaceX 已形成了流水线式的生产方式，并已接 收到了数亿美元的外部订单，与波音、洛马、泰雷兹等传统大型卫星制造商相比， SpaceX 卫星生产采用一次性论证和设计，流水线并行生产的方式，缩短了生产周期， 可实现日产 1-3 颗卫星的产能。
与传统的地面通信运营商相比，Starlink 在价格差距不大的同时还在覆盖范围上拥 有压倒性的优势。目前 Starlink 提供 Beta 测试用户接入互联网的定价为 99 美元/月， 同时，用户需要支付 499 美元购买 Starlink 终端设备。这一价格不仅相比于其他卫 星运营商来说具有较大优势，与欧美的地面运营商相比也差距不大。对于地面运营 商，根据 Ookla 提供数据，美国固定宽带和移动网络的平均延迟为 25 毫秒和 48 毫 秒，Starlink 的网络延迟与地面网络相比无明显差距，SpaceX 也因此成为目前唯一 一家获得 FCC 农村宽带资助的卫星供应商。
按照我们的测算，Starlink 组网完成后的成本在 33.9-38.4 亿美元左右，按目前的收 费模式想要盈利可能需要 300W 以上的月客户量。Elon Musk 曾表示 StarLink 每颗 卫星的制造成本已经“远远”低于 50 万美元。由于火箭回收技术，每次发射成本大 约可降至 4000 万美元，发射每颗卫星成本约为 70 万美元，每颗卫星组网总成本约 为 120 万美元，因此 StarLink 完成 1.2 万颗卫星组网可能仅花费 144 亿美元。将卫 星设备按 5 年折旧计算，每年需要折旧 28.8 亿美元。若参照传统卫星通信运营商来 看，人力成本、推广成本以及星座运维成本通常占整体成本的 15%-25%，我们估算 其每年成本 33.9-38.4 亿美元每年，这个数据目前远超任何一家卫星传统运营商。按 照目前公布的数据来看，Starlink 计划每个用户每月收费 99 美元，那么维持收支平 衡需要 285.2 万- 323.2 万的用户数，如果涨价到 149 美元，那么则需要 195.7 万223.7 万的用户数。根据 ITU 的数据，2021 年美国宽带订阅数量约为 1.13 亿，据 Statista 的估计其中约 4%会使用卫星网络，即仅美国便有 452 万卫星通信市场针对 用户，可以满足 Starlink 的盈利需求，若达到市场渗透率 100 的情况，其套餐的最 低价约为 64.5-73.7 美元。
若以全球市场来看，卫星互联网系统一旦建成后，新增用户带来的边际成本对于卫 星运营商来说可以几乎忽略不计，其收入可能还有更大的想象空间。卫星互联网天 生拥有用户全球化的属性，Starlink 若能在东南亚、非洲等地区的国家拿到电信运营 牌照，Starlink 可以采取低带宽、低价格的策略（终端采取以租代售的形式）去获得 大量的用户基础，待这部分地区经济发展后通过销售大带宽的套餐增加 APRU 值的 商业模式可能会成为未来 Starlink 的主要营销策略。通过这个策略，Starlink 或许能 在不久的将来，获得较大的利润空间。然而，在我国光缆接入发达、家庭宽带资费极低的情况下，类 Starlink 模式将只能 逐利偏僻地区或海上、空中等特殊场景，市场空间较小。同时，由于国内的商业卫 星以及运载火箭技术与 SpaceX 仍有较大差距，制造和发射成本约为其五到十倍， 因此短期来看商业获利难度较大。不过长期来看，随着规模效应带动卫星成本的下降，国内卫星互联网企业也有望盈 利。卫星载荷由于其定制化程度较高，在大批量标准化量产前难以大幅降低成本， 所以卫星的成本节约压力就全部集中到了平台上。理想状态下，卫星平台的成本占 比在 20%-30%之间，理论上比现在可以节约全星的四分之一成本。而从平台的结构 上看，为卫星提供机动能力和电力是它的核心作用，所以姿控系统和电源系统的成 本占比也最大，占全卫星平台的60%以上。由于姿控系统涉及的元件和单机最复杂， 它的成本占比也最高，同时又因供应商繁多，这一部分也存在更多产业链整合的机 会。
2.2. 商业遥感卫星：下游市场需求高景气度下的优秀赛道
卫星遥感是重要的获取遥感信息的渠道。遥感是指不直接接触物体，利用传感器对 远距离目标辐射或反射的电磁波信息进行获取的方式。卫星遥感可突破领土领空限 制，获取全球变化监测、区域监视等重要信息。卫星遥感技术包括被动式和主动式。被动式遥感技术通过遥感传感器对被探测物体自身发射的电磁波特征进行感知，可 见光、红外、高光谱、微波辐射计是常用的被动遥感手段；主动式遥感技术通过遥 感传感器发射电磁波到被探测物体表面，然后对物体的散射信号进行探测，常用的 有合成孔径雷达、微波散射计等。目标对象发射或反射的电磁波信息记录并形成遥 感数据，进而输出相应的遥感图像产品。从种类来看小型遥感卫星主要有小型光学遥感卫星，小型 SAR 卫星，不同种类的 遥感卫星通常负责不同类型的监测任务。常用的卫星遥感技术，由普通的大卫星光 学成像，发展出多光谱、SAR、红外、微波遥感卫星等。卫星遥感的全天时、全天 候工作能力不断加强，时间、空间分辨率提高，对变化的监测、响应能力提高，给 卫星遥感的应用带来了更多可能性。合成孔径雷达 SAR 技术相比光学卫星对于恶 劣天气条件应对能力更强，且过境即拍摄、拍摄即有效、有效即可用，将会成为未 来发展的重点，目前全球精度最高的测绘 SAR 卫星仍是 2010 年德国的 TanDEM-X 卫星，其产品是目前精度最高的全球 DEM 数据，我国的 GF-3 的分辨率可以达到 1 米，是世界上分辨率最高的 C 频段、多极化卫星。此外，商业航天的发展推动了微 小 SAR 卫星星座的发展，其观测能力将逐渐发展成熟，将改变目前图像价格高、交 付慢、数据少、持续性差的市场现状，技术能力甚至将赶超现役大型 SAR 卫星。
小型 SAR卫星是微小遥感卫星主要的发力点之一，其最大的优势在于其组网功能， 具备全天时全天候成像，高精度数字高程模型，全球变化检测，快速响应服务等优 点。SAR 卫星可实现全天时全天候观测，除了在军事领域发挥重要作用外，在民用 领域（如：地形测绘、洪水监测、地质灾害监测、农林管理、海洋渔业管理、城市 规划建设等）也具有较大的应用能力；SAR 卫星可实现高精度测绘，获取地形和地 表特征的三维信息。SAR 数据可制作数字高程模型（DEM），主要方法有雷达立体 测量法（Radargrammetry）和雷达干涉测量法（InSAR）。微小 SAR 卫星星座所具有的高重访率可获取时间间隔极短的干涉像对，实现更强的重轨干涉测量能力。高精 度的 DEM 数据可应用于众多领域，可检测沙子或者草丛中的新足迹。通过频繁的 干涉测量，获取到同一区域长时间序列的数据，即可测量桥梁、管道、堤坝等关键 基础设施的实时变化。
总的来看，目前国外微小 SAR 星座领域正在从起步向初期发展阶段过渡，卫星系 统和技术能力正在快速发展，部分公司率先构建业务星座，初步具备商业运营能力， 为政府和商业用户提供服务。目前以美、欧、日、加为主，其他国家尚未启动，美 国、芬兰、日本的首家公司提出时间较为相近，2016 年成为发展商业微小 SAR 卫 星星座的重要分割点。海外大部分初创公司选择构建 X 段的纯 SAR 卫星星座，只 有少部分选择构建 X 和 S 双频段的光学与 SAR 混合星座。在天线构型上，相控阵 天线、可展开网状反射器天线、可展开抛物面天线均有采用；在极化方式上，以单 极化或双极化居多；在成像模式上，具备凝视聚束、滑动聚束、条带、宽幅扫描、 干涉测量等多种成像模式，每轨成像时间长达 10Min，左右视均可，满足多样化应 用需求。当前微小 SAR 卫星技术先进，以“冰眼”卫星为例，其质量为 85kg、最高 分辨率为 0.25m、幅宽为 5km，能力赶超当前传统大型 SAR 卫星。较典型的是，目 前在轨运行的德国陆地合成孔径雷达－X（TerraSAR－X）商业卫星质量为 1230kg， 最高分辨率为 0.25m，幅宽为 4km。微小 SAR 卫星星座将使 InSAR 重访能力从目 前 TerraSAR－X 星座的 4－7 天缩短到数小时.但与传统大型 SAR 卫星相比，微小SAR 卫星在超宽幅成像、噪声等效误差、极化方式、无控定位精度等方面还存在差 距，特别是“冰眼”卫星的无控定位精度 10m，远劣于 TerraSAR－X 卫星优于 1m 的精度。
我国目前仍未拥有完整的 SAR 卫星星座，未来市场空间大，前景好。与海外市场 的 SAR 卫星相比，我国目前民用 SAR 卫星体系处于相对空白的阶段。我国目前测 绘技术手段数据获取速度慢，主要可用的 SAR 卫星包括：1）高分三号，我国“高 分”专项唯一的 SAR 遥感卫星——高分三号为非商业化卫星，其数据实行专项共 享。2）“海丝一号”主要为海洋灾害监测、洪水监测提供支持，应用范围较窄。3） 齐鲁一号，齐鲁一号搭载国内首个 Ku 谱段 SAR 载荷，主要任务是技术验证，用户 也局限于山东产业技术研究院。4）陆地探测 01 号 A、B 星，作为我国首组民用差 分干涉 SAR 卫星，主要用户为自然资源部、国家林业和草原局等。5）巢湖一号， 是国内首颗商业组网 SAR 遥感卫星，属于“天仙星座”计划。“天仙星座”计划发 射 96 颗轻小型卫星，依靠在轨成像与 AI 技术实现 6 小时应急成像，将服务于海洋 环境、灾害监测及土地利用等领域，目前全计划仅发射一颗卫星，其余卫星将在未 来发射。遥感卫星的主要商业模式为卫片的销售及相关数据的分析处理，卫星影像销售单位 为景，即一张完整的卫片。遥感影像数据模式分为存档数据和编程数据两种，通常 编程数据的价格是存档数据的一倍。（1）存档数据：是指先前卫星已经拍摄过的区域，已存档在卫星公司的数据库中， 是现成品。该种图像的购买价格相对较低，订购时间较快。但是订购前需要对既定 需求区域做出确认，即确认所需区域是否有卫星影像数据存档、卫星影像存档数据 的拍摄时间、拍摄质量（包含了云量、拍摄倾角等因素）等。（2）编程数据：是指编程制定卫星对需求区域拍摄最新的影像，可以让用户得到需 求区域最新的影像。但是编程影像的拍摄周期通常较长，订购初期需要先向卫星公 司申请拍摄区域的拍摄周期，然后由卫星公司反馈计划拍摄周期。在这个拍摄周期 中，并不能够保证拍摄成功，这与所拍摄地的天气情况、拍摄数据的优先级权重以 及需求数据范围有关。
随着遥感卫星数量持续增长，但原始数据整体逐年下滑。由于大量遥感卫星投入市 场，市场上的卫星遥感原始数据总量呈现出大幅增长的态势，这导致了卫星遥感数 据价格在总体上出现下降的情况根据美国北方天空研究所（NSR）报告， 2022 年， 超高分辨率光学数据价格预计将跌至 20.8 美元/ km，较上一年下降约 5%。同期， 雷达数据价格预计将跌至 112.3 美元/ km，较上一年下降约 7%。高分辨率光学数据 价格预计将跌至 10.7 美元/km，较上一年下降约 15%。同期，雷达数据价格预计将 跌至 57.1 美元/ km，较上一年下降约 12%。中分辨率光学数据价格将跌至 2 美元/ km，较上一年下降约 13%。同期，雷达数据价格将跌至 11.1 美元/ km，较上一年 下降约 9%。但由于重点市场上存在对卫星遥感原始数据的大量需求，因此，原始 数据整体市场规模总体上还处于持续上升阶段。
在全球卫星遥感市场中，政府和军队是主要用户，为整个遥感卫星运营市场贡献了 约 70%的收入。在各垂直市场上，防务与情报市场、政府用户一直是卫星遥感运营 市场最重要的组成部分，两者贡献市场总收入的 51%。其中，防务与情报市场占比 为 29%，是规模最大的单一垂直市场。不过我国由于是强政府国家，且军队信息化 程度相比美军还存在一定差距，因此在我国最大的单一市场则为政府相关的数据采 购。
2.2.1. 政府市场：需求升级，市场增大
卫星遥感广泛应用于国防、海洋、市政等领域。近年来，卫星遥感技术备受国家重 视，被广泛应用于多个领域。遥感已成为政府部门提高服务能力的主要手段之一。例如，北京市政府通过《北京市支持卫星网络产业发展的若干措施》，坚持“能用尽 用”推广原则，鼓励交通、民生服务等领域新上项目，采购相关技术及产品，助推 卫星产业发展。加快在防灾减灾、水务监测和城市管理等领域示范应用。近年来遥 感影像数据源增多、数据获取费用降低，遥感正逐步成为各级政府部门提高服务能 力的主要手段之一，应用领域也从传统的地质、国土等领域，向公共安全、资源环 境、城市规划、应急管理等多个领域拓展。
例如，四川国土科学技术研究院将人工智能辅助技术应用于全省自然资源执法阅读 自主监测工作中，对七月自主监测成果进行质量检测，较之前的人工效率提升近 50%。在整治乱建高尔夫球场的过程中，一个熟练解译人员从一幅遥感图像中检测出来所 有的高尔夫球场，需要 15 分钟左右，而中科院遥感所的研究人员借助 PaddlePaddle 深度学习框架的支持，使用 Faster R-CNN 目标检测模型，只需 10 秒，就能够在同 样的图中自动检测出高尔夫球场，相比之下，效率提高 90 倍，同时精确度也有所提 高。
中长期来看，卫星遥感在政府端的成长空间也将主要来源于政府部门信息化、数字 化转型的需求。国家级项目和新基建产业发展方向的驱动，是遥感应用行业当前最 大的利好因素。在国家数字化升级的大背景环境下，许多行业都迎来了新的要求和 标准，传统的人为登记、人力监管、人力服务的形式都将被逐渐取代。尤其是我国国土面积较大，森林、海洋、沙漠、耕地等地物类型众多且比例较高，对自然资源、 农业生产、环境的保护和重视，更是产生了广阔的应用服务市场。通过遥感应用作 为载体，将所有的资产和经营通过卫星影像等形式数字化，为新基建打造时空大数 据的底座，成为数字化升级的刚需。在政策的推动和催化下，各式各样的要遥感项 目有望迎来爆发式增长。
应急管理、自然资源领域的专项项目有望带来可观的增量市场。2020 年 6 月 8 日国 务院正式启动自然灾害综合风险普查专项工程，计划在 2022 年前构建“国家-省市-县”四级灾害风险普查数据库体系。，预计全国地级和县级行政区在该专项的投 入规模约 150 亿元。未来其他 8 项重点工程将陆续启动实施，为卫星遥感在应急管 理领域的应用带来新的增量市场。实景三维中国与地理普查带来周期性需求。2022 年 2 月 24 日，自然资源部办公厅 印发《关于全面推进实景三维中国建设的通知》，明确了实景三维中国建设的两大建 设目标。同时《土地调查条例》规定每 10 年进行一次全国土地调查；根据土地管理 工作的需要，每年进行土地变更调查。周期性的普查将为公司带来持续稳定的收入， 并且有望由与政府的合作项目拓展至下属单位以及企业，进一步提高市场占有率。国土空间规划体系建设推动卫星遥感应用向城乡渗透。2019 年，国务院发布《关于 建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》，目标 2020 年基本完成市县以上国 土空间规划编制，初步形成全国国土开发保护“一张图”。预计每个县投入 800 万 元，每个地级市投入近 1000 万元，国家还启动自然资源统一确权经费投入 67.2 亿 元，预计总计经费投入达 237 亿元。乡村振兴规划和智慧城市体验深化卫星遥感应用。城乡建设中，基础设施升级、防 灾减灾工程、大数据平台等带来对于卫星遥感数据的深度应用需求。在国家与地方 政策支持下，预计每个县的经费投入达 850 万元，城市体验共计投入 12 亿元，城乡 预计总共投入 183.1 亿元，随着后续专项规划不断推进，预计市场份额将进一步扩大。
相比起传统卫星，低轨遥感卫星让遥感即时监测成为了可能。由于低轨卫星运行飞 行时间快，运行周期短，在组网之后能实现全球任意目标分钟级重访。而且下一代 的小型遥感卫星通常融合了星上智能处理、星间链通信等多种高精尖技术，具有准 实时、多载荷、多谱段、高智能等特点，在人类生活、灾害应急、生态环保、交通 运输、国家安全、监测全球变化等方面有着巨大的应用价值。“即时遥感”是人类应 对灾害的关键工具，在灾害发生前进行预警提示，灾害救援中提供强力支撑，灾害 发生后为研究提供丰富的资料，应用于山火、秸秆网格精细化监管、汛期山洪、泥 石流、山体滑坡损毁车道预警等方面；是地球健康的监测仪，能实时感知地球的各 种变化，并且将变化进行可视化的展示，同时量化各项指标，服务于三维实景建设、 “双碳”实时监测等；是金融行业的规则改变者，期货市场定价的效率来自于信息、 数据的质量，即时遥感可提供大量、优质、即时的辅助信息为期货交易提供指导。例如实时追踪大宗货物船只，预测船只到港时间，或利用 SAR 卫星探测浮顶油罐， 进一步得到主要产油区域的原油储备和变化情况等；是人类生活的观察者，“即时遥 感”的特点之一准实时与热点的强时效性具有很高的重合度。利用准实时的遥感数 据进行热点追踪，让那些不能够亲临现场的人，足不出户就能了解这个世界正在发 生的事情并进行互动。“即时遥感”收集人类生活、全球环境和安全变化的信息，可 辅助个人、公司和国家以及全人类的决策，改变人类生活，促进人类共同体的快速 美好发展。
“即时遥感”技术为遥感云化带来技术底座，从而激化更多应用和战略需求。在过 往的数十年中，遥感技术和应用在很大程度上继承了航空航天产业复杂的定制技术， 到分布式、序列化、数量激增的技术堆栈。这样的技术积累给遥感产业带来了深厚 的技术积累，却和实际的生产应用产生了一定的脱节。近年，以软件为中心的大规 模生产网络正在整个航天经济的各个领域中扩散。从基于需求的大规模卫星制造， 到航天与卫星应用领域不断增长的 DaaS（Data as a Service）业务模式，全行业 正处于一个根本性的转型期。而面向商业化的转型，也是一种多重因素的结合。在 应用端，山河湖海农林等自然区域有大量的监测需求产生，人力物力的监测成本却 快速上涨，无法满足最新的监测需求。而在国际范围，美国的商业航天市场发展异 常迅速，大量占据了太空近地轨道，无论是在国土安全，还是在太空经济方面，都对中国未来的发展产生了一定的威胁。由于中国的国土面积广泛，陆地和海域的接 壤国家众多，也提升了我国对于沙漠、海洋、森林的监测的重要性。
2.2.2. 军用市场：商业遥感小卫星的优势赛道
遥感卫星在军事上的应用主要为于军事目标侦察、目标变化分析、重要目标监视、 军事地图测绘等几大方面。军事目标侦察是指通过目标判读识别和情报分析等过程， 可以实现军力部署侦察、目标变化分析、战斗力评估、战场态势监视、打击效果评 估等军事应用。目标变化分析是指基于同一目标多时相影像的对比分析方法，是目 标跟踪监视，分析判断其发展变化趋势的基础，在军事目标部署变化、战场侦察监 视、打击效果评估、突发事件和灾害救援等情况下均能发挥重要作用。重要目标监 视是指通过遥感卫星拍摄影像对比分析，可以掌握重要设施的建造进展或者关键目 标的位置和运行情况，为美国的政治外交和军事行动提供及时高效的情报信息。军 事地图测绘通过卫星影像图和该地区基础地理信息图远程绘制出沙盘，为站场决策 做准备。
以美国为例，美国发射了 Key Hole、World View、Geo Eye 等军、民、商用遥感卫 星。2020 年 1 月 8 日，美国 Planet 公司发布的卫星图像帮助美国迅速评估受到伊 拉克火箭弹袭击的基地损失情况，同时也平息了媒体的猜测。海湾战争期间，美国 也通过卫星遥感禁运的方式，阻止了伊拉克军队获取遥感信息，利于美方军队行动。除此之外，在此处俄乌战争中，美国的卫星遥感监测系统也在战争中大放异彩。
我们认为，低轨遥感卫星在军用方面有着更加得天独厚的优势：1）低轨巨型星座在完成组建后，拥有更好的全球覆盖性能和更大的总容量，可以适 应新时代的要求；2）低轨巨型星座在应对软硬杀伤方面，拥有更好的弹性和更好的生存能力，在被局 部毁伤后，能够更加快速地进行应急补网发射；3）低轨巨型星座拥有更低的建设成本和更高的性价比。在预算有限的情况下，卫星 的制造和发射成本低轨星座的单星成本在百万美元量级，高轨星座的单星成本在十 亿美元量级。4)部分星座中所存在的 SAR 卫星星座能够穿透云层、不受天气条件影响，且时间分 辨率高，在军事监测应用领域具有独特优势。遥感小卫星星座研制周期短、投资运行成本低，已经成为商业资本进入遥感卫星领 域的切入点和聚焦点，国内外均已经开始发射并继续发射大量的遥感小卫星。遥感 卫星有天然的“军方为主、民商为辅”的属性。军地遥感卫星联合使用的程度，从 低到高可依次分为信息支援、多星协同、星地联合和一体使用四个层次。其中军地 遥感卫星联合使用的程度越高，对民商遥感卫星公司的介入就越深，必然会对民商 遥感卫星公司的日常运营产生影响，因此，联合程度由低到高对应的也是从“平时 -急时-战时”不断紧急的情况。平时用市场行为购买服务，急时视情合理调用，战 时按法征用，用后给予合理的经济补偿。在国内军队信息化的大背景下，行业整体 的需求保持高速增长，市场景气度持续上升。
因此整体来看，我国卫星遥感数据需求在军用民用领域都有较大的增长空间。未来， 随着低轨卫星和遥感大数据云、人工智能等技术与遥感数据增值服务结合，给遥感 原始数据的处理带来新的发展方向。数据加工可提高处理效率、降低数据处理成本， 从而拓宽客户群体，推动商业化发展。从细分市场来看，2021 年我国遥感卫星产业 市场规模为 118.12 亿元，其中数据费用市场规模为 20.21 亿元。加工服务市场规 模为 32.03 亿元；应用市场规模为 65.88 亿元。这种市场规模和 2022 年全球卫星 遥感数据市场总收入 44.38 亿美元来说，还有较大的差距。
虽然历经 40 多年的发展，中国遥感卫星技术取得了跨越式的发展。然而，由于中国 空间事业起步较晚，与国际发达国家相比，中国的空间高性能遥感系统在规模、国 土覆盖区域、重访间隔、好用易用性等方面仍有较大的发展空间。因此，我们认为 遥感卫星行业商业模式清晰，未来增长空间较大，可能是最望率先突出重围的小卫 星制造赛道。
2.3. 低轨卫星导航增强：高精度物联网的必然选择
卫星导航是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的技术。全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS) 作为国家重要的时空 基础设施，能够为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时 (Positioning , Navigation, and Timing, PNT)服务，对国家安全和经济社会发展至关重 要。过去 30 年，GNSS 基础服务已得到长远发展，目前国际上已形成四大 GNSS— —美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯系统（GLONASS）、欧洲伽利略系统 （Galileo）、中国北斗卫星导航系统（BDS）和两大区域卫星导航系统——日本准天 顶卫星系统（QZSS）、印度星座导航系统（NavIC）的格局。GNSS 基础服务可实现 全球定位精度优于 10m，授时精度优于 20ns 的性能，可满足普通大众用户对 PNT 的基本需求。
在卫星导航领域，低轨卫星相比高轨卫星具有明显的优势，可以和中高轨卫星实现 优势互补，提高导航精度。(1)卫星轨道在中高轨导航卫星下方，是理想的 GNSS 天基全球监测平台。低轨卫星星座是理想的全球监测平台，与地面监测站相比，监测范围更大，能够突 破国土疆域的限制，实现天基全球监测。低轨监测的效率高，12 颗低轨卫星相当于 全球 100 多个监测站。而且，由于低轨卫星轨道高度通常在 1000km 左右，位于电 离层上方，信号测量误差不受电离层误差和对流层误差影响，监测精度高，有利于 轨道、钟差等误差的分离。
(2)低轨卫星几何变化快，为加速收敛和多径抑制提供了新的解决思路。低轨卫星运动速度快，通过播发低轨导航增强信号，增加了新型快速几何变化观测 数据，几何变化相比 GNSS MEO 卫星快 40 倍左右，同等时间段内划过的弧段更长， 利于加速 PPP 收敛，突破传统地基监测+信息增强体制，为实施高精度定位提供了 新的途径。而且，快速的几何变化能够有效白化多径误差，利于多径抑制。
(3)卫星数量多，有利于提升高仰角下的卫星可见性，增强城市挑战性环境下的服务 性能。GNSS 面向开阔环境设计，而对于城市挑战性环境下，由于高楼、高架桥、树荫等 的遮挡，导致 GNSS 卫星可见性降低，特别是城市峡谷环境，平均仰角更高。低轨 互联网星座卫星数量多，能够增加高仰角下的卫星可见性。在北斗系统中加入低轨 核心星座后，能够有效提升可见星数量。随着低轨卫星数量的增加，高仰角下的可 见卫星数也更多。
以自动驾驶为典型场景的新兴大众用户，对低轨导航卫星所能提供的高安全实时精 密定位具有迫切需求。新兴大众用户要求实现“四高一快”的目标，而传统地基监 测+信息增强体制存在痛点，布站密度和信息速率不断增长，无法实现挑战环境下全 球厘米级实时定位服务。一是难以全球布设监测站，进而实现全球 PPP 服务；二是 无法全球布设连续运行参考站(Continuously Operating Reference Stations, CORS)，进 而实现全球 PPP-RTK 服务。例如，天宝为实现全球厘米级服务，建设了 100 多个全 球高性能站；日本为其本土的厘米级高精度服务，建设了 1200 多个 CORS 站。因 此，性价比更高，覆盖面更广的低轨导航卫星成为了最佳选择。低轨星座与中高轨 导航星座优势互补，采用天基监测+信号增强体制，为突破当前 PNT 瓶颈提供了发 展机遇。未来以卫星为主体架构的云-端架构 PPP-RTK 体制有望实现低成本 PPPRTK，以应对未来秒级收敛的高精度应用挑战。
近年来各国均有发射一定的数量的低轨导航卫星以面对未来的市场需求。美国国防 部高级研究计划局战术技术办公室于 2018 年启动了“黑杰克”项目，旨在探索利用 新兴商业低轨宽带星座发展经验和成果，开发用于 GPS 增强的 LEO PNT 载荷。欧 洲第三代卫星导航系统Kepler以及欧洲导航创新支持计划(Navigation Innovation and Support Programme, NAVISP)都将低轨卫星作为星座一部分，该星座由中轨(MEO)和 低轨(LEO)卫星组成，LEO 星座包括 6 颗 LEO 卫星，轨道高度 1209km 目标是实现 厘米级轨道精度、全球实时 PPP,且不需要额外的增强系统对其性能进行增强，全球完好性达到 TTA<3s。北京未来导航科技有限公司计划 2023 年建设一个低轨导航增 强系统，包含 110~130 颗低轨卫星，目标是实现收敛时间小于 1min 的厘米级定位 精度，并于成功发射升空 2022 年微厘空间北斗低轨导航增强系统 S5/S6 试验卫星。低轨卫星导航增强系统计划 2024 年底进行试运行，选取若干个典型应用场景开展 服务性能验证评估，2025 年向全球用户开通服务。
2.4. 通导遥一体化：行业终局形态
从更长的产业维度来看，考虑到成本以及轨道资源的利用效率而言，通导 遥一体化可能是行业最终的模式。“十四五”规划《纲要》指出，将“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”，以及“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 天发射场等作为国家战略工作重点。” 通导遥一体化即是卫星通导遥一体化，是指在一颗卫星上实现高分多模遥 感、双向物联通信和星基导航增强三种功能。当前卫星在这三方面的应用 都是独立开来的，卫星通信、卫星定位导航、卫星遥感三个方面在各行各 业都发挥着举足轻重的作用，但并没有形成一个整体，信息获取、利用效 率仍然较低。
为实现通导遥一体化融合架，需要以天地一体化信息网络为基础，由天基 骨干网、天基接入网、地基节点网构成覆盖天地的通信网络基础，通过天 基的星间链路和地面的网络接口实现对各类通信网络的接入。以北斗为核 心的卫星导航系统，可通过星间链路接入一体化网络，借助天地一体化信 息网络的覆盖能力完成导航信号的转发，实现导航信号的无缝覆盖; 通过 在低轨通信卫星搭载导航增强载荷，可实现导航增强信息的全球覆盖。遥 感卫星网络的融合通过大带宽的星间链路实现，卫星获取遥感数据后，尤 其境外数据，可通过天地一体化信息网络中继实时或准实时回传，大大提 升遥感信息获取的时效性和回传能力。遥感卫星入网后，可执行多星协作 观测任务，大大提升遥感卫星信息获取效率和应用服务水平。通过天地一 体化信息网络完成通导遥卫星网络与数据资源深度融合，可实现各类天基 信息的实时服务，支持各类用户在任何时间、任何地点的精准信息获取、 高精度定位授时与多媒体通信服务。通导遥卫星一体化融合发展涉及星基 导航增强技术、天地一体化网络通信技术、多源成像数据在轨处理技术、 天基信息智能终端服务技术、天基资源调度与网络安全技术、多载荷集成 的一体化卫星平台、天地一体化的高精度地球参考框架等关键技术研究和基础设施平台构建。
目前通导遥一体化面临巨大的挑战是通导一体化相对容易，但要加入遥感 难度较大。通信和导航其实是天然一体，因为卫星导航系统要采用通信手 段来实现定位。北斗系统本就是通讯、导航一体，在定位导航外还提供一 些基本的通信服务。另外，导航信息数据的传递、处理，也有赖于通信网 络，尤其是地面增强网络，所以，两者在技术上已经在互相渗透和扩展。因此，通导一体化是目前通导遥体系发展的重要组成部分和关键方向。以 卫星导航系统为核心，辅以其他手段，提供覆盖更广、精度更高、更加稳 健的时空服务，成为当前国际时空技术领域的共识。。比如我国的北斗系统星间星地一体组网就是世界上首个具备全球短报文 通信服务能力的卫星导航系统。根据最新发布的 2022 年《新时代的中国 北斗》白皮书，我国目前共有 45 颗卫星在轨提供服务，北斗三号在轨 30 颗卫星 300 余类、数百万个器部件全部国产。2023 年北斗还将计划发射 3- 5 颗卫星，进一步强化星座，确保系统稳定运行。其中北斗短报文通信正 是北斗系统区别于其他全球卫星导航系统的独有特色服务。即便在没有通 信信号覆盖的地方，北斗用户既能定位又能向外界发送短报文，目前华为 手机已经可以使用相关服务。
相比于更容易相互融合的通导一体化，遥感卫星有独特的规律，跟通信和 导航都不同，其技术门槛也很高。不过在未来，随着技术的进步以及制造 成本的降低智能遥感卫星将构成空间信息网络的关键节点，促进通信、导 航、遥感卫星节点的互联互通，通过充分发挥天基信息系统的通信传输、 导航定位和遥感观测能力，达到卫星测绘遥感信息快准灵服务的发展目标。
政策持续推动，商业小卫星行业前景光明。国家近年来连续颁布政策推动商业航天 的发展，在国家政策的号召下，各省市也纷纷响应国家号召出台相应政策推动本级 内商用航天事业的发展。与大卫星相比，小卫星快捷、灵活、高效，且重量轻、成 本低、体积小、研制加工周期短、卫星功能集成度高，因此是大批量商业航天发射 的首选。技术壁垒高，投资成本大的上游制造环节是小卫星产业链的核心。商业卫 星产业链上的核心玩家仍为传统计划航天背景下的国内科研院所，不过在相关政策 和民间资本的推动下，纯商业化的航天公司开始拥有了更多的成长机会，相关产业 链投资机会凸显。商业航天的发展是对计划航天的继承和拓展。Starlink 的成长离不开 NASA 的 COTS 计划，COTS 项目相当于一条纽带，NASA 将内部沉淀几十年的技术成果和管理经 验，通过这条纽带输送给参与项目的商业航天企业。同时 SpaceX 公司从美国政府 得到的各类项目经费高达 80 亿美元，为 SpaceX 公司的发展提供了坚实的基础。我 国卫星产业链的成长也离不开政府部门的政策、经济、技术上的支持。随着国家以 及地方性政策的持续以及星网招标的持续推进，相关的技术和经验也将会向市场转 移。商业航天，自始自终，都是自顶向下设计，以及自底向上生长，两者逐渐接近、 交融并放大后的产物。我们认为在未来的 5-10 年内中国最终会有引领行业发展的商 业航天公司，但不一定和 SpaceX 相同的私营企业，可能会是一些民企与国企融合 发展出的商业航天公司。
卫星互联网，战略诉求仍是行业发展第一推动力。目前来看，在我国光缆接入发达、 家庭宽带资费极低的情况下，类 Starlink 模式将只能逐利偏僻地区或海上、空中等 特殊场景，市场空间较小。由于国内的商业卫星以及运载火箭技术与 SpaceX 仍有 较大差距，制造和发射成本约为其五到十倍，因此短期来看，商业获利难度较大。但是考虑到低轨卫星在战略中的重要性，无论是从频段资源、轨道资源还是国家安 全建设布局的角度考虑，低轨卫星互联网的建设仍将是我国空天计划发展的必然选 择 商业遥感卫星，下游市场需求高景气度下的优秀赛道。遥感卫星的商业模式主要以 为卫片销售与结合各行业的分析处理应用为主，其主要客户是政府和军队。在政府 方面，随着遥感行业整体融入智能技术，行业迎来了革命式爆发周期。同时相比起 传统卫星，低轨遥感卫星让遥感即时监测成为了可能，有望激化更多应用和战略需 求。在军队方面，我国近年来随着军队信息化投入的加大，行业整体的需求保持高 速增长。且低轨遥感卫星在军用方面有着更加得天独厚的优势，市场前景可观。我 们认为遥感卫星行业商业模式清晰，未来增长空间较大，可能是最有望率先突出重 围的小卫星制造赛道。
低轨卫星导航增强, 高精度物联网的必然选择。低轨导航卫星所能提供的的高安全 实时精密定位功能能满足以自动驾驶等高进度实时定位的市场需求。从更长的产业 维度来看，考虑到成本以及轨道资源的利用效率而言，在低轨卫星组网后，通导一 体化所带来的的新物联网市场空间可能是下游市场爆发的关键点。
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