卫星互联网行业：低轨卫星启动，空地一体通信来临

证券研究报告 通信行业/行业深度报告领先大市-A（维持） 卫星互联网：低轨卫星启动，空地一体通信来临 分析师：李宏涛S09105230300032023年7月11日 本报告仅供华金证券客户中的专业投资者参考请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 实验星正式发射，大规模规划数量到位 ①7月9日，卫星互联网技术试验星在酒泉发射成功，“GW”星座总卫星数1.3万颗 ②ITU规定申请频率和轨位2年10%、5年50%、7年100%部署，我们预估23年小批量发射，25年前小几百颗 长逻辑：大国竞争“高地”+地面通信“填补”+6G网络“组成” ①轨道频段稀缺，俄乌冲突加速空间竞争；②地面通信“填补”，海事、民航、应急亟需；③超低轨、非地面网络是6G的重要组成 短催化：场、箭物理条件具备，与spaceX发射差距缩小 ①最大的固体火箭“力箭”，6月8日一箭26星 ②广东南沙脉动生产线，有望实现10天1发，年产30发 ③酒泉专门发射工位，4小时发射 军主导-->民主导，单星价格大幅下降，民营公司弹性大 ①卫星弹性最大的在射频和通信载荷，关注通信基带处理、天线、TR、芯片、仿真、整机、地面终端等环节 投资建议及相关标的：国内卫星星座计划加速布局中，建议关注：（1）整星：长光卫星；（2）通信：信科移动、创意信息；（3）天线：盟升电子、航天环宇；（4）芯片：铖昌科技、复旦微电、紫光国微、臻镭科技；（5）仿真：坤恒顺维、华力创通；（6）地面设备：震有科技、航天环宇、中国卫星、华力创通、海能达、合众思壮；（7）卫星应用：中国卫通、中国卫星、中国电信 风险提示：卫星发射不及预期、技术研发稳定性变化、市场化机制建设不及预期、业务拓展不及预期、企业经营成本上升 一、投资逻辑二、产业基础三、价值拆解四、弹性空间五、投资标的 1.长逻辑：大国竞争“高地”+地面通信“填补”+6G网络“组成” 2.短催化：场、箭物理条件成熟+军转民低成本发射具备 以美国SpaceX为代表的头部企业加速布局低轨卫星，轨道资源竞争白热化。中国于2020年11月9日提交基于12992颗低轨卫星的“GW星座”计划，与美国星链计划相抗衡。2021年4月28日，中国卫星网络集团正式成立，专门负责统筹中国卫星互联网建设的规划与运营，加快卫星互联网商用化进程，卫星互联网发展竞争已趋于白热化。 低轨卫星竞争呈美国领先、大国追赶的“一超多强”格局。由于卫星制造及火箭发射技术壁垒凸出，全球竞争主要在大国间进行,美国依靠强大的技术积累及资金优势占据着先发优势和主要市场地位。从轨道卫星布局来看，截止2022年5月，美国制造及拥有的近地轨道卫星超3000颗，占比超60%，处于绝对主导地位；从卫星参数来看，美国Starlink计划在卫星数目、投资规模等参数上均远远优于其他国家的星座计划。 100 575 475 521 4266 图表4主要国家近地轨道卫星数量/颗图表5全球低轨卫星通信系统计划概况 国家 项目 运营商 计划数量 轨道高度（Km） 总投资（美元） 频段 提供服务 lridium lridium 66 780 超过50亿 L/Ka 窄带通信互联网（二代） Orbcomm Orbcomm 36 780-835 超过5亿 VHF 非实时窄带物联网（二代） Globalstar Globalstar 48 1389 33亿 L/S 窄带通信互联网（二代） OneWeb OneWeb 1980 1200 预计70亿 Ku/Ka 宽带通信高速互联网 美国 Starlink SpaceX 4409 550/1110-1325 预计超300亿 Ku/Ka 宽带通信高速互联网6G LEOSat LEOSat 37518 328-580 预计35亿 V 宽带通信高速互联网 Kuiper 亚马逊 3236 590-630 预计超100亿 Ka 俄罗斯Yaliny Yaliny 135 600 预计6.25亿 Ku/Ka 互联网 Sphere 俄航天集团 638 - 预计超68.67亿 - 通导遥融合互联网 加拿大Telesat Telesat 298 1000-1248 预计31.3亿 Ka 宽带通信互联网 Kepler 亚马逊 140 520-600 N/A Ku/Ka M2M物联网 印度SpaceNet Astrome 198 - N/A - 高速互联网 韩国Samsung 三星 4600 1400-1500 预计38.3亿 V 高速互联网 Bocing波音1081400预计52亿Ka先进通信高速互联网29561200V宽带通信互联网 美国英国中国俄罗斯其他 轨道和频段资源稀缺，中高轨卫星数量与美国差距明显。我国中高轨道卫星数量较少，仅为美国一半，且以遥感卫星为主，整体卫星数量仅为美国的13.01%，无法满足国家安全及民用通信的需要，因此，国家将目标转向更易部署的近地轨道，但近地轨道空间和频道资源有限且不可再生，预计到2029年，地球近地轨道将部署约57000颗低轨卫星，可用空间将所剩无几。 俄乌冲突加速出于国家安全对近地轨道空间的争夺。在俄乌冲突中，俄罗斯对乌克兰地面网络通信系统进行了摧毁，但SpaceX公司很快为乌克兰开通了Starlink星链网络服务，帮助乌克兰指挥战场上的无人机对俄军坦克装甲地面部队实施侦察和打击。因此，构建基于国家安全的卫星组网通信系统有重大战略意义。 图表1主要国家卫星运行数量对比/颗 图表2全球中（MEO）高（(GEO)）轨道卫星数量/颗 图表3中国在轨卫星用途分布/颗 177 882 587 561 4511 71 149 49 318 美国英国中国俄罗斯其他 236 219 109 64 40 29 25 美国中国俄罗斯英国印度日本其他 通信遥感导航科研等其他用途 低轨卫星是地面通信候补链条，空天地一体化中枢环节。据世界银行及IWS数据显示，截止2022年全球仍有超三成人口不具备联网能力，网络增长空间广阔。然而传统陆基通信一方面需要基站等基础设施完成区域覆盖，连续不间断覆盖需要大量投入基础设施建设；另一方面在远洋货轮、森林、沙漠等场景不具备建设基础设施的物理环境，因此陆基解决方案存在极大的经济性与可行性限制。卫星互联网不受地形与环境限制，当前在5G/6G层面与地面通信走向互补关系。卫星互联网也是我国空天地一体化网络建设的中枢节点，在构建覆盖全球的星地融合通信网络中发挥着关键作用。 高轨道卫星 图表6全球互联网渗透率图表7星地融合层次示意图 全球互联网渗透率（%） 65.60% 67.90% 56.73% 59.60% 49.91% 46.32% 40.91% 43.81% 36.33% 38.30% 低轨道卫星 高空平台 汽车、飞机、游轮、手机等网络接受使用平台 地面基站 2013201420152016201720182019202020212022 资料来源：头豹研究院、高璎园等：《卫星互联网星座发展研究与方案构想》、赵永华：《卫星通信在应急通信中的运用研究》、华金证券研究所整理 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 7 低轨卫星由于传输时延小、链路损耗低、发射灵活、应用场景丰富、整体制造成本低，非常适合卫星互联网通信业务的发展。 ①增强通信：低轨巨型星座可构建覆盖全球的天基网络，提供高速通信服务，为众多地面终端设备提供通信能力，提高指挥和操作能力 ②侦查帧视：卫星数量多、重访周期短，通过在卫星上搭载相应的传感器，可实现对全球的近平全天候不间断的侦查和监视 ③防御预警：可提供覆盖全球的信号波束，进行不明物的探测、跟踪、预警、拦截 ④偏远通信：解决偏远地区、运行中的飞机、海洋、荒漠、山区等无基础设施位置的互联网接入问题 ⑤定位导航：可作为北斗卫星信号导航中继节点，播发大功率导航增强信号，可以提升导航定位系统精确度和抗干扰能力 ⑥应急救援：卫星通讯不受人为因素和极少受天灾影响，可在地震、海啸等严重自然灾害使地面移动通信网络受损中断时提供应急通信服务 类型 方式 最低时延 理论带宽 覆盖距离 应用场景 卫星通信 高轨卫星 270ms 1G 覆盖广于低轨，但由于倾角为0，难以实现南北极的覆盖 海洋、航空等特殊场景，无法覆盖极地 低轨卫星 25-35ms 1G 550km轨道高度的天线覆盖64万km2 极地、海洋、航空等特殊场景 地面通信 5G 1ms 1-2G 半径300m 工业互联网、超高清视频、AR/VR 4G 10ms 150M 半径1-3km 手机游戏、直播、短视频、社交软件、电商 卫星轨道 系统规模 容量 运行寿命 覆盖范围 传输时延 带宽成本 系统建设维护成本 频率协调 高轨 适中 单星容量较高 较长（15年） 单星覆盖范围大，但存在两级盲区，特定地形覆盖困难 较长 较高 较低 难度适中 低轨 较大 单星容量小，系统容量高 较短（5-10年） 单星覆盖范围小，多星组网可实现全球覆盖，通信不间断 短 较低 较高 难度较大 图表8卫星、地面通信性能及应用对比图表9高低轨卫星应用系统优缺点分析 国际电联发布《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》。建议书提出了6G的典型场景及能力指标体系，提出面向2030及未来的6G系统将推动实现包容性、泛在连接、可持续性、创新性、安全性、隐私性和弹性、标准化和互操作、互通性等七大目标。其中泛在连接旨在加强连接性，以缩小数字鸿沟。该使用场景的一个重点是解决目前没有覆盖或几乎没有覆盖的地区，特别是农村、偏远和人口稀少的地区，卫星互联网是实现这一目标的重要手段。 目前，人类在先进卫星发射和制造技术方面取得了重大突破，超低轨（VeryLowEarthOrbit，VLEO）巨型卫星通信网络已经成为学界和业界的研究热点。非地面网络（Non-TerrestrialNetwork，NTN）被广泛认为是6G网络的组成部分。 图表10ITU-R制定的IMT-2030（6G）时间表及6G能力指标体系图表11超低轨道非地面网络场景图 “一箭多星”运载能力：力箭一号是一型四级固体运载火箭，长30米，直径2米65，起飞推力200吨，可将1.5吨重的航天器送入500公里的太阳同步轨道，是迄今为止我国运载能力最大，起飞推力最大、重量最大的固体火箭。 “专属”发射工位：力箭一号在酒泉卫星发射中心具有专属发射工位，由发射场坪、火箭运输车、移动式环境保障装置和火箭的起竖发射装置四个部分组成，发射模式采用水平总装、水平运输、水平测试、垂直发射的“三平一垂”模式，不需要复杂保障设施就可以实施发射，发射用时仅需4小时。 “脉动式”生产能力：力箭一号在广州南沙已经建设脉动式生产线，工厂里设计了三个脉动站，第一站舱段级总装，第二站箭体级总装，第三站全箭测试，目前工厂10天就能出1发火箭，再适当提高效率，可以实现年产火箭30发的目标。 图表12力箭一号固体火箭典型任务剖面图表13力箭一号固体火箭不同轨道运载能力 轨道高度（km） SSO轨道 （kg） 40°圆轨道（kg） 500 1500 1955 700 1330 1730 1000 1070 1420 发射时间紧迫，卫星互联网试验星正式启动。按照ITU要求，申请卫星频率和轨位资源的公司需要在获得许可后2年内完成星座中10%卫星的部署，5年内完成星座中50%卫星的部署，7年内完成星座中100%卫星的部署，如果无法满足上述要求，将对申报星座的频谱权利按届时实际发射数量按比例缩减。2023年下半年银河航天新一代可堆叠平板卫星将择机发射，2023年7月9日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空，国内低轨互联网星座计划正式启动。 力箭一号点燃卫星大规模商用可能，大规模规划数量可期。2023年6月7日，力箭一号遥二运载火箭在我国酒泉卫星发射中心成功发射升空，此次任务是力箭一号运载火箭第2次飞行，采取“一箭26星”方式，刷新我国