作者/喻雋哲 支持/遠川研究所制造組

　　來源：遠川科技評論（ID:kechuangych）

　　3 月 3 日，吉利衛星項目在臺州正式開工。吉利進軍低軌衛星的消息一出，讓人不禁聯想到太平洋彼岸的另一位汽車狂人——Elon Musk。

　　SpaceX 作為馬斯克控股的另一科技企業，不僅僅造火箭造飛船，旗下的 StarLink（星鏈）計劃，同樣是造低軌衛星的啊！

　　作為第二位造車+造星的選手，吉利難道是想復制馬斯克的道路嗎？

　　不僅如此，谷歌、亞馬遜、三星、SpaceX、波音、騰訊，中國與美國兩國的這些產業巨人們紛紛發布了進軍低軌衛星通信領域的計劃，陰謀何在？我們來詳細分析下。

　　Part1.什么是低軌衛星？

　　書福哥這次要造的可是低軌衛星，這一下子從地上跑的升級到天上飛的，咱們先得捋清楚低軌衛星是什么？

　　低軌衛星是人造地球衛星的一種，是環繞地球運行的無人航天器，傳輸信號通過無線電傳播。

　　這樣說什么是人造衛星你可能不明白，但是你肯定知道 GPS 衛星定位。

　　當我們打開手機導航時，手機作為一個 GPS 接收器就會與至少 4 顆 GPS 衛星相連，通過無線電傳輸信號與衛星交換信息，計算得到我們即時的位置信息。這就是人造衛星日常的一個應用途徑。

　　而人造衛星按軌道高度分類，可以分為低軌（LEO）、中軌（MEO）和高軌(GEO)三類。根據安信證券研報，其中低軌衛星是指距地面高度在 500-2000 公里環繞地球運行的無人航天器，相比中軌距地面 2000-35786 公里和高軌距地 35786 公里，低軌衛星的軌道高度最低，因此名為低軌人造衛星。

圖1：衛星軌道示意圖

　　既然咱們離地面近，那肯定有咱們獨特的優勢不是？

　　高軌通信衛星由于離地面遠，傳輸信號距離遠、延遲大，據安信證券研報資料，一般延遲為 500 毫秒左右，而低軌衛星離地高度大大縮短，約為高軌高度的1/30，大多可以實現 50 毫秒以內的延時，接近地面光纖網絡速度。

　　沒想到這小小衛星能量倒是挺大，那之前怎么從來沒聽說過？

　　其實不然，低軌衛星在 20 年前曾有過一次輝煌期。

　　1987 年，摩托羅拉提出手機全球通信的低軌衛星概念，并于兩年后正式立項為“銥星計劃”。

　　1997、1998 兩年期間，銥星計劃一共發射了 66 顆用于手機全球通信的低軌人造衛星，并正式宣布運營。

　　然而，次年八月，銥星公司由于通話掉話率高達15%，數據傳輸率僅2. 4kb/s，且業務收費高等重重問題，宣布破產。

圖2：銥星計劃重要歷史節點

　　一個摩托羅拉孕育了數十年，投入資金超五十億美金的太空項目，倉惶落幕。

　　而時隔 20 年，全球無數巨頭企業，包括谷歌、亞馬遜、三星、SpaceX、波音、騰訊，紛紛發布了進軍低軌衛星通信領域的計劃，提出了 OneWeb、StarLink、WeEarth 等數十個低軌衛星通信方案。

　　自當年一代霸主摩托羅拉折戟之后，江湖豪強再戰低軌衛星，各位的底氣從何而來？

　　Part2.為什么要進軍低軌衛星？

　　首先，底氣從巨大的市場中來。

　　根據東吳證券研報：2018 年，全球衛星產業總收入為2774 億美元。其中衛星產業規模主要來源于地面設備和衛星服務收入，占總產業收入的91%。而巨頭們要進入的恰恰是這兩項關鍵之處。

圖3：全球衛星產業規模結構

　　其次，底氣從發射低軌衛星的低成本中來。

　　目前低軌衛星的生產已經實現流水線、批量化的方式。根據東北證券研報，低軌衛星行業目前總融資額度第二的 OneWeb 公司的單星研制成本約在60 萬美金左右，而咱們的北斗衛星和美國的 GPS 衛星的單顆造價都要遠高于一億美金，美國軍用的 AEHF-4 衛星造價更是高達18 億美元。

　　光是衛星便宜還不夠，還得要有火箭把衛星給送上天。

　　當年摩托羅拉可是花了整整 50 億美金才把 66 顆衛星送上了天；而現在 SpaceX 的獵鷹 9 號運載火箭單次發射成本已經穩定在了 6 千萬美金，一架獵鷹 9 可以搭載 60 顆低軌衛星，這比起當年也是便宜了一個數量級還不止。

　　這還不算完，現在低軌衛星的傳輸速度也進步了一個數量級。

　　當年的銥星，網絡傳輸速度僅僅 2.4kb/s，而現在 OneWeb 和 StarLink 發布的網絡服務速度都至少達到了 Mb/s這個數量級，毫不遜色于地面光纖。

　　當然，不論是技術進步引領的速度快或是成本低，這些都不是各大巨頭們必須進軍低軌衛星的原因。

　　巨頭們的野心到底在哪里？巨頭們的野心其實藏在物聯網里！

　　目前的 5G 建設搞得是如火如荼，地面基站步步推進，大家手機上也漸漸搭載上了 5G 芯片。5G 的看點可不單單是網速快，最重要的是帶我們走向“萬物互聯”。

　　5G 建設的目標是要將“人與人”的連接，升級成“人與人，人與物，物與物”的全空間連接！

　　圖4：低軌衛星典型應用場景（包括：汽車，飛機，房屋，其他移動設備）資料來源：中國銀河證券，遠川研究所

　　根據華西證券相關研報，物聯網現在通信標準已經推出，以 NB-IoT 蜂窩網絡和 LoRa 低功耗無線局域網技術為代表的無線通信技術已經成為主流。知名國際咨詢機構 IDC 和 Gartener 也均預測 2020 年全球物聯網設備將達 200 億個以上，華為也預測 2025 年物聯網設備將接近 1000 億個。

　　但是要完成物聯網的全球化覆蓋，眼下還有一到難關擺在大家面前。

　　根據全球互聯網統計信息（Internet World States）的數據，目前全球仍有 42% 的人口，約 32 億人沒有被互聯網普及。而且，由于 5G 地面基站建設易受海洋、沙漠、雪山等獨特地形制約，荒野偏僻地區仍將是信號的盲區。

圖5：全球主要地區未連接互聯網家庭數量統計

　　想實現全球物聯網要怎么搞？

　　各個巨頭紛紛望向了頭頂的那片星空。

　　Part3.巨頭們的野望

　　作為有著汽車狂人之稱的書福哥，進入這片星空，他要做的是車聯網。

圖6：吉利控股旗下股權結構

　　吉利此次進軍低軌衛星，用書福哥的話說：那就是為了無人駕駛！

　　現階段無人駕駛的定位技術主要還是靠 GPS 衛星定位系統，但是 GPS 衛星屬于中軌衛星，離地高度大概在 2 萬到 3 萬多公里，所以有時信號達到地面強度會很弱。

　　舉個例子，現在當你下班行走在高樓聳立的市中心街道時，打開導航，你常常無法得到自己確切的位置。

　　這是因為衛星定位信號天然的脆弱性。如果這種情況發生在無人駕駛汽車身上，后果可能不堪設想，下班后的你很可能被它帶著環游某條街道無數次，卻仍然無法找到回家的路。

　　而書福哥這次做的低軌衛星增強系統就是要通過低軌衛星來提高衛星導航的精確性！

　　根據學術文章《低軌導航增強GNSS發展綜述》，低軌衛星由于離地高度低，繞地球旋轉一周的時間遠小于中高軌衛星，在相同時間段內經過的軌跡更長，可以加快高精度定位的收斂時間，提升抗干擾和反欺騙能力。低軌增強系統就是將低軌衛星作為衛星導航系統的高精度天基監測站，與中高軌衛星定位系統形成互補，對增強定位的精度和完好性。

　　通過低軌衛星來增強導航的衛星信號，就能幫吉利定最準的位！成為整條街最“準”的仔！

　　當然大洋彼岸的另一位造車狂人也進入了這片星空，他要用低軌衛星聯動他旗下的生態。

　　StarLink（星鏈計劃）作為馬斯克控股的又一科技公司 SpaceX 旗下的業務，通過發射低軌衛星群，提供覆蓋全球的高速互聯網接入服務。

圖7：星鏈項目建設計劃

　　據東興證券相關研報，星鏈計劃在 2019-2024 年間，將 4425 顆衛星送上軌道。目前 SpaceX 已經將 240 顆衛星送達軌道，預計在今年年底對北美地區實行網絡服務運行試點。當將 4425 顆低軌衛星都送上軌道后，SpaceX 將向全球提供最高 1Gbps 的寬帶服務。

　　這時候大家問題就來了，這和小馬哥旗下的生態圈有啥關系？這不是學著移動、電信給我賣網嗎？

　　還真不是這么簡單。

　　小馬哥手下可不只有一個特斯拉，他同時還造屋頂（Solarcity）、造隧道(The Boring)、造火箭、造飛船（SpaceX）。

圖8:左：特斯拉中：SpaceX 右：The Boring

　　有了星鏈，你還用得著每次 OTA 推送時打開手機給你的特斯拉開移動熱點？

　　有了星鏈，無人駕駛的特斯拉還怕不能和吉利低軌衛星增強系統爭鋒？

　　有了星鏈，到時候無論是在家里、隧道、火箭還是飛船上，小馬哥的星鏈都將無處不在，萬物互聯就這么任性！

　　當然，不僅僅是兩位汽車狂人，其他巨頭們進軍低軌衛星都有著他們各自“萬物聯網”的算盤。

　　據中國銀河證券研報，谷歌早在 2010 年初就聯合匯豐銀行發起了“O3b 計劃”，意圖為其他不能上網的 30 億人（other 3 billion）提供衛星網絡服務。

　　Facebook 也于 2017 年成立了衛星公司，號稱要比星鏈網速快 10 倍！

　　去年 4 月亞馬遜發布的 Kuiper 項目，計劃要發射 3236 顆低軌通信衛星，數量僅次于星鏈！

　　國內巨頭騰訊也入局，19 年 12 月發布的最新產品“WeEarth 超級地球”，就計劃搭建一套包括 300 顆衛星的對地觀測網。

　　安信證券相關研報就稱：WeEarth 只是騰訊進軍空天互聯網的第一步，未來通過優化平臺，可以進一步拓展通信、導航等相關業務，最終形成空天互聯網云平臺的演化。

　　Part4.低軌衛星的大國博弈

　　巨頭們如今紛紛押注低軌衛星，為的是搶奪優勢軌位和頻段。

　　其實衛星的頻段和軌道資源其實是有限且有優劣之分的。根據安信證券相關研報，衛星頻段中，0.3-10GHz 頻段傳播消耗最小，30GHz 附近也消耗相對較小。而且，對于頻段與軌道的分配，目前國際規則是“先申報先使用”！

　　爭奪優勢衛星軌位，這不單單是巨頭們對于制空權的競賽，更是拉開了又一次大國競賽的序幕！

　　上世紀 60-70 年代，美蘇兩國為了在太空競賽中拔得頭籌，一共向太空發射了三十多艘載人飛船，完成六十多次太空飛行，更是有載人登月壯舉。

　　而幾十年后的今天，美國已經不再以國家的形式投入巨額資金進行航空航天研發，逐漸轉變為通過財政支持私營航天企業開拓太空科技。

　　SpaceX 作為目前美國最大的私人航天企業，與美國國家航空航天局（NASA）和美國空軍淵源頗深。NASA 于 2011 年正式與 SpaceX 合作商業載人航天項目，SpaceX 的諸多技術也被視為當年 NASA 相關研發項目的延申。

　　SpaceX 旗下的星鏈計劃組網后，首要任務就是交付美國軍方使用，美國對低軌衛星這一戰可謂勢在必得。

　　而如今太空競賽的另一方，已從蘇聯換成了日新月異的中國，中國對于此戰同樣是虎視眈眈。

　　早在 2016 年 12 月的《十三五國家信息化規劃》中就明確指出“要通過移動蜂窩、光纖、低軌衛星等多種方式完善偏遠地區和貧困地區網絡覆蓋。”

　　2018 年 4 月發改委發布通知：減少衛星運營商的頻率占用費，免除了部分高通量衛星終端用戶的占用費，開展空間科學研究的衛星系統實行50%的減繳政策。

　　而且，對于低軌衛星我們有兩個殺手锏：航天科技的“鴻雁星座”與航天科工的“虹云工程”。

　　鴻雁星座與 18 年底成功發射了首顆試驗衛星，預計今年 7 月再發兩顆衛星，于 2024 年組網完成。而虹云工程同樣是在 18 年底試射成功，預計在 2022 年完成 156 顆衛星組網業務。

　　同時，國內衛星產業鏈的整體建設也是如火如荼。

圖9：低軌衛星產業鏈

　　低軌衛星互聯網目前建設重點是基礎設施建設和衛星研發，產業鏈上游需求十分明確；未來隨著基礎建設完成，產值占比更大的應用服務將是巨大看點！

圖 10：低軌衛星產業鏈相關廠商

　　現階段，產業鏈上游衛星的研發、制造企業如：航天科工、中國衛星、銀河航天，均已有自己的低軌衛星星座計劃，研發制造工作在穩步推進。

　　未來，隨著衛星的上天，產業景氣度將向下游傳導。傳統的衛星應用及服務企業如：中國衛通、航天科技，和跨界衛星運營企業吉利、騰訊，利用組網星座系統，將逐步推進天地一體化進程！

　　從 2000 年中國建成北斗一號系統，到今年 6 月預計完成萬眾矚目的北斗三號系統，我們花了 20 年時間打造出我國完全自主可控的全球導航衛星系統，而美國的 GPS 衛星導航系統交付運營是在 1994 年。

　　衛星定位系統之爭，我們慢了 20 年。此次，低軌衛星的中國與美國競爭序幕再次拉開。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的新太空竞赛：低轨卫星背后的中美大国博弈的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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