计算机行业深度研究报告：卫星互联网建设加速，天地一体化通信可期

卫星互联网发展意义深远，建设天地一体泛在连接。1）卫星互联网是卫星通信发展的高级阶段：卫星通信经历了早期专线、专网时代，当前正处于以个人宽带接入为主的卫星互联网时代。2）卫星频轨资源竞争激烈，国际遵循“先登先占”原则。L、S、C、Ku、Ka等卫星通信频段资源的使用和申报已趋于饱和，Q、V等更高频段资源正逐步成为各国申报储备最新目标。3）卫星互联网属于我国“新基建”中的信息基础设施。我国“十四五”规划重视推动高、中、低轨卫星协调发展，并逐步加强卫星互联网产业发展指引。 全球低轨通信卫星升级组网加快，民用场景拓宽、军事价值发现。1）低轨通信卫星加速组网：据美国卫星行业协会（SIA）统计，商业通信卫星在2023年全球发射的2781颗卫星中占比81%。现全球有超300个低轨互联网星座项目在运营或正在建设中。2）卫星通信系统加速升级：美国铱星、全球星、轨道通信等三大传统低轨卫星通信系统已完成升级换代，一网、星链等星座迎来新的发展阶段。3）“手机直连”打开卫星互联网民用市场：自华为Mate50系列、苹果iPhone14系列手机发布后，vivo、Oppo、小米、荣耀等手机厂商采用各种技术加速推出D2D服务。4）国家安全的需要加速了低轨卫星组网：低轨卫星组网为军事作战通信保障应用提供了新思路，美军已将低轨通信星座作为其“联合全域作战”的核心架构，高效服务于军事作战能力升级。 复盘“星链”盈利史：星座网络、用户结构不断丰富，火箭运力持续增强。1）星链盈利能力提升：据SpaceX公司首席财务官Bret Johnsen表示，星链在2023年年底首次实现盈利。据Quilty Space预测，2024年星链有望实现66亿美元营收，并有望首次实现正自由现金流。2）运载火箭：从猎鹰9号到星舰研制，SpaceX的LEO运力有望超百吨，每公斤发射成本有望降至数百美元的量级。 3）星座设计：星链卫星采用小型化、标准化设计方案，单星成本或低至50万美元以下。4）卫星应用：星链已为全球100个国家和地区的300多万用户提供服务，下游涵盖消费者、国家安全、企业、移动、海事和航空等多个领域。 我国重视高低轨通信卫星协同互补，商业火箭研发迭代提速。1）首张高轨卫星互联网初步建成：近年来，随着中星16号、中星19号、中星26号相继成功部署，我国已初步建成首张完整覆盖我国国土全境及“一带一路”共建国家沿线重点区域的高轨卫星互联网。2）低轨卫星互联网迎来新篇章：2024年8月6日，千帆极轨01组18颗发射入轨，未来一段时间内，GW星座、G60星座（千帆星座）、鸿鹄三号等万星星座计划有望陆续迎来批量发射组网。3）中型主力运载火箭加速迭代：长征六号和长征八号等运载火箭分别采用滚动批投产、完善新构型等方式提升商业化履约能力。4）商业火箭发射成本或进一步下行：随着我国可复用技术的不断突破，发射成本有望再降低。据新京报报道，据贝壳财经记者从蓝箭航天获悉，未来朱雀三号将为2万元人民币/公斤。 我国卫星互联网产业链上下游协同，助推实现高质量发展。1）低轨卫星研制重视高效能：随着商用器件开发、生产流程简化、功能模块化技术应用，单颗低轨卫星研制成本有望不断降低，卫星供给能力有望进一步增强。2）卫星测控沿天地一体综合解决方案演进：在通、导、遥一体化趋势下，形成卫星测控产业链一体化配套能力的企业有望进一步巩固优势，把握机遇。3）两种卫星运营模式共同发展：中国卫通、时空道宇、国电高科等卫星运营商自有卫星资源，中国电信和中信卫星则采用代理或租用卫星模式展开服务。4）卫星应用场景有望不断拓展：我国重视卫星互联网与地面移动通信网融合应用，并有望逐步拓展卫星互联网海洋、航空等方向应用场景。 投资建议：随着我国低轨卫星互联网加速组网，卫星制造及火箭发射的高端配套及下游新的应用场景开发等领域有望迎来发展机遇，建议关注：1）卫星制造：中国卫星、航天电子等；2）火箭发射：高华科技、国科军工等；3）卫星运营及服务：中国卫通、中科星图等；4）地面设备：北斗星通、华力创通等。 风险提示：商业航天政策发生转变，技术研发不及预期，卫星发射不及预期等。 投资主题 报告亮点 报告通过回顾海内外卫星互联网产业发展历程，并梳理上、中、下游全产业链技术趋势及竞争格局对国内卫星互联网产业发展进行全方位解析：1）海外案例分析，复盘SpaceX“星链”盈利历程，从火箭研制、卫星制造、卫星应用等多环节分析SpaceX技术实力及盈利要素，为国内卫星互联网产业发展提供参照；2）国内产业链分析，从卫星制造、卫星测控、卫星运营、卫星应用、火箭供应、发射场地等多角度解析我国卫星互联网产业发展现状及未来趋势。 投资逻辑 卫星通信经历了早期专线、专网时代，当前正处于以个人宽带接入为主的卫星互联网时代。卫星频轨资源国际遵循“先登先占”原则，全球低轨通信卫星升级组网加快，竞争激烈，全球卫星通信民用场景拓宽、军事价值发现。通过复盘“星链”盈利史，我们认为，卫星网络、用户结构的不断丰富，火箭运力的持续增强，卫星制造及火箭成本的不断下降，为“星链”盈利能力的提升奠定了坚实的基础。卫星互联网属于我国“新基建”中的信息基础设施，我国重视高、中、低轨通信卫星协同互补，国内商业火箭的研发迭代提速，共同助推我国商业航天高质量发展。随着我国低轨卫星互联网加速组网，卫星制造及火箭发射的高端配套及下游新的应用开发等环节有望迎来发展机遇。 一、发展卫星互联网意义深远，建设天地一体泛在连接 （一）卫星互联网：新基建信息基础设施，构建天地一体融合通信 卫星通信是以卫星作为中继站进行无线电波发射或转发的一种通信方式，能够实现两个或多个地面站或手持终端以及航天器和地面站间的通信。卫星通信可以补足蜂窝移动通信地域覆盖不足问题，且能满足应急情况下的通信需求。相较于传统地面通信，卫星通信所提供的移动通信服务具有跨度大、距离远、机动性强、通信方式灵活等优点。 图表1基于多层星座的卫星互联网系统结构 卫星互联网是卫星通信发展的高级阶段： 随着高功率转发器、集成电路技术和VSAT技术的日益成熟，用户终端天线口径可以降到米级，同时，卫星和终端的集成度进一步提升，卫星和运载火箭研制成本大幅降低，卫星通信逐步从早期专线、专网时代，过渡到以个人宽带接入为主的卫星互联网时代。 卫星互联网是基于卫星通信技术，通过发射特定数量的卫星形成规模组网，实现全球范围辐射，向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络。作为地面通信的重要补充，卫星互联网具有低延时、低成本、广覆盖、宽带化等优点。 图表2卫星互联网的优势 高、中、低轨卫星互联网有望相互补充，融合发展。根据卫星运行的轨道平台高度不同，可以把卫星分为高轨卫星（20000km以上）、中轨卫星（2000km-20000km）和低轨卫星（200-2000km）。中高轨道卫星具有覆盖优势，单颗GEO卫星可覆盖近1/3地球表面积； 由于高轨卫星相对地面处于静止状态，所以地面接收终端无需跟踪卫星的运动，对准一个方向即可。低轨卫星具有信号衰减和传播延迟低，组网可覆盖全球以及便于与地面网络融合等优点。 图表3不同轨道高度卫星特征参数对比 天地一体化融合通信，成为行业发展趋势。 全球卫星通信事业起步于20世纪中叶，并历经模拟通信、数字通信发展阶段。1957年苏联发射了第一颗人造卫星；1963年美国发射了第一颗地球同步卫星。1965年国际卫星通信组织发射了第一代“国际通信卫星”（INTELSAT-1），正式承担国际通信业务，标志着卫星通信时代的到来。60-70年代，卫星通信主要通过模拟信号传输信息。80-90年代，数字传输技术开始大规模应用于卫星通信中，甚小口径终端（VSAT）的出现，为大量专业卫星网络的发展提供了条件。 20世纪90年代以来，通信卫星由窄带到宽带组网，与地面通信由竞争到融合。20世纪90年代到21世纪初，“铱星”（Iridium）和“全球星”（Globalstar）等窄带卫星计划相继提出，卫星互联网参与地面通信网的竞争。第二代“铱星”、第二代“全球星”等为地面通信提供补充备份。2018年以来，“一网”（OneWeb）、“星链”（Starlink）等低轨卫星通信系统步入与地面通信融合发展阶段，可弥补3G、4G，乃至5G地面基站建设不足造成的“数字鸿沟”问题。 图表4卫星互联网与地面通信网由竞争到融合 图表5高低轨网络组成架构 我国卫星通信事业历经50余年发展，成就显著。 1970年我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，通信卫星事业正式起步。 1997年东方红三号卫星的成功发射，可用于电视传输、电话、电报、传真、广播和数据传输等业务。目前，我国在卫星广播通信领域主要建设了中星、亚太系列通信广播卫星系统。我国卫星通信运营商中国卫通集团股份有限公司运营管理着18颗在轨民商用通信广播卫星，覆盖了中国全境、东南亚、南亚、中东、非洲以及欧洲和太平洋地区。我国的高通量通信卫星已达到百Gbps水平，在全球居于前列。 2016年我国自主化卫星移动系统的“天通卫星”计划发射首星。2018年后，我国卫星互联网事业起步，“虹云”、“鸿雁”星座试验星相继发射。2020年和2021年我国分别提出了GW星座和G60星座等卫星互联网布局计划，并开始发射实验星。当前我国正在发展以固定业务为主的高通量卫星通信系统和以移动业务为主的卫星移动通信系统。 我国重视推进高、中、低轨卫星协调发展，构建天地一体信息网络。 卫星互联网属于我国“新基建”范畴中的信息基础设施。在2020年4月份例行新闻发布会上，国家发改委创新和高技术发展司司长伍浩表示，新型基础设施的主要内容之一是信息基础设施，主要指基于新一代信息技术演化生成的基础设施，其中包括以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施。 我国重视推动高、中、低轨卫星协调发展。2021年11月，工信部发布《“十四五”信息通信行业发展规划》，表示将推动高轨卫星与中低轨卫星协调发展。推进卫星通信系统与地面信息通信系统深度融合，初步形成覆盖全球、天地一体的信息网络，为陆海空天各类用户提供全球信息网络服务。积极参与卫星通信国际标准制定。鼓励卫星通信应用创新。 我国正逐步加强卫星互联网产业发展指引。2023年2月，工信部发布《关于电信设备进网许可制度若干改革举措的通告》，调整部分电信设备监管方式，对卫星互联网设备、功能虚拟化设备，按照《电信条例》《电信设备进网管理办法》等规定，纳入现行进网许可管理。 图表6我国卫星通信系统发展历程 （二）卫星频轨资源竞争激烈，加快卫星组网布局意义深远 1、卫星频轨是稀缺的“不可再生资源”，国际遵循“先登先占”原则 卫星通信使用到的频段涵盖L、S、C、Ku、Ka等，C频段和Ku频段的频谱资源已十分紧张，“星链”、“一网”抢占Ku频段；拥有较大带宽的Ka频段可为高速卫星通信、千兆比特级宽带数字传输、高清晰度电视（HDTV）、卫星新闻采集（SNG）、甚小口径卫星终端站（VSAT）、直接到户（DTH）业务以及个人卫星等新业务提供良好的频谱资源保障。 中轨O3b系统已优先抢占Ka频段，未来Ka频段竞争或趋于白热化。Q、V等更高频段资源正在成为各国申报储备最新目标，有较大可利用空间。 图表7卫星工作的主要频段 2、卫星互联网或成信息化作战的“兵力倍增器”，对于国家安全而言意义重大 国家安全的需要加速了低轨星座的发展。据远望智库指出，俄乌冲突展示了基于太空的互联网连接，以及它通过开源数字战争带来的不对称力量的倍增效应。 近年来，国际航天强国长线布局现役军事卫星通信系统能力升级与后续型号延续性发展。 据2024年张祎莲、王韵涵等《2023年国外通信卫星发展综述》一文指出，2023年美、俄、欧均发射了高轨军事通信卫星，对其骨干系统的作战能力进行补充。此外，美国天军发布了下一代防护战略通信卫星“演进战略卫星通信系统”（ESS）项目招标草案。英国也以其国防部为主体积极推进下一代天网-6（Skynet-6）卫星项目，“天网”新系统