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低轨通信卫星产业兴起 机构看好软件定义卫星技术路线

(2020-02-14 出处:证券时报网 )

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  近期,低轨卫星概念持续成为市场热点,催化剂主要来自于特斯拉创始人埃隆·马斯克旗下的SpaceX公司宣布多颗卫星发射计划。东吴证券日前也发布低轨通信卫星产业的深度研究报告,认为软件定义卫星有望成为天基互联网的主流技术路线。   低轨通信卫星正在兴起   资料显示,卫星按用途可分为通信卫星、遥感卫星、导航卫星、技术试验卫星等。根据美国忧思科学家联盟(UCS)最新更新的“在轨卫星统计数据库”显示,截至2019年1月9月,全球在轨正常运行卫星数量为2062颗,其中通信卫星占比最大。2019年全球共发射卫星523颗,占比最大的为技术试验卫星,通信卫星次之。   2018年,我国共发射卫星91颗,其中通信卫星4颗,占比4.4%。2019年我国共发射卫星54颗,其中通信卫星12颗,占比22.22%,比例快速提升。根据UCS数据,截止2019年1月9日,美国在轨卫星达到901颗,占全球在轨卫星44%,远高于其他国家。目前,我国通信卫星数量占比、卫星通信市场占比都低于全球平均水平,通信卫星规划数量低于美国,未来提升空间巨大。   按照通信卫星运行的轨道不同,卫星通信(系统)可分为低轨道(LEO)卫星通信、中轨道(MEO)卫星通信和高轨道(GEO)同步卫星通信。其中,低轨宽带通信卫星系统有制造成本低、发射成本低、接收效率高的优势。   近年来,卫星发射以低轨道(LEO)卫星和高轨道(GEO)卫星为主,且低轨道(LEO)卫星占比逐渐提升。2017年,全球低轨道卫星入轨46颗,占比59%。2018年,低轨道卫星入轨53颗,占比65%。   由于低轨卫星在军事、物联网等领域的巨大应用价值,加之地球近空领域频率和轨道资源有限,而根据国际电联的规定,频谱与轨道归属采用“先发先得”原则。近年来,各国在全球低轨卫星星座领域展开了激烈的竞争。   当前国际主要制造商大多位于美国,包括Space X、OneWeb、泰雷斯等,主要星座计划包含Starlink(星链)、OneWeb、铱星等。   面对国外发展迅猛的低轨卫星通信系统,国内航天科技和航天科工集团分别提出了“鸿雁”和“虹云”低轨卫星通信星座计划,首期组网建设投资估计约为300亿元。根据SIA的数据,卫星组网费用占整个卫星产业链产值的7.5%左右,预计低轨卫星通信产业规模将达到约4000亿元,我国亦将进入低轨卫星通信时代。   未来,“鸿雁”和“虹云”还将分别发射300颗和156颗低轨通信卫星组建太空通信网,两个系统计划将于2023年建设完成,目前两个系统的首颗实验星都已于2018年底试射成功。虽然我国星座计划起步和建设进度落后于发达国家,但诸如“天象”等计划所使用的卫星数和成本都大幅优于国内其它方案,未来有望引领天基互联网的建设运营。   软件定义卫星望成主流   2018年,全球卫星产业总收入为2774亿美元,同比增长3%。其中,卫星产业规模主要来源于地面设备和卫星服务收入,卫星制造和发射服务产业规模较小。卫星服务实现收入1265亿美元,同比减少1.7%,占卫星产业收入的45.6%。   东吴证券认为,软件定义卫星有望成为天基互联网的主流技术路线。因传统卫星研发基本上以实现具体某个功能或者任务定制为主,硬件主导,软件为辅,这样研发周期长、研发成本高,软件定义卫星主要通过对功能模块、载荷、数据处理、网络通信等软件进行更新或重设,采用开放系统架构,使卫星上各类传感器和计算单元之间兼容互通。星载操作环境主要为各类应用程序提供平台运行支撑,实现各类软硬件即插即用和动态配置,使得卫星软件可以独立演化,从而可以在不改变硬件的情况下实现更多的功能,完成更多的任务。   据介绍,软件定义卫星将使网络安全投入成倍增加,在软件定义技术下,卫星需要实现各类软硬件即插即用和动态配置,使得它们能够承担不同的任务并为不同的客户服务,同时面临云安全、天基安全的环境,网络安全成为天基互联网的核心环节,相应的网络安全投入预计将成倍大幅增加。   对于市场普遍关心的航天系标的,东吴证券认为,卫士通(002268)实际控制人中国电科集团将成为国家低轨卫星产业主导者。   目前,我国建设中的低轨宽带卫星系统主要有航天科工集团的 “虹云工程”、航天科技集团的“鸿雁星座” 、中国电科集团的“天象”等。   东吴证券指出,中国电科集团在国内的软件定义卫星方面技术领先,天地一体化信息网重大项目低轨接入网规划仅需60颗综合星和60颗宽带星,卫星之间能够实现多星之间的距离测量和时间统一,实现卫星的“自主导航”,减省地面站的数量以及相应成本,基于此优势,未来中国电科集团有望引领国内天基互联网建设运营。