人造衛星：科技制高點，商業新邊疆。衛星是航天應用的主要載體，按照用途可以分為通信、導航、遙感、科學與技術試驗四類。近年來商業星座大規模建設驅動全球衛星發射數量快速增長。2021年全球發射衛星1673顆，目前在軌衛星數量已超五千顆。衛星產業鏈自上而下包括衛星制造與發射、衛星運營以及應用服務三個環節，根據SIA數據，2021年全球衛星產業市場規模約2800億美元，蘊含廣闊的商業空間。

(資料圖)

制造與發射瓶頸突破，巨型星座時代來臨。小型衛星具有研制生產靈活、單星成本較低等優勢，大量小衛星組網形成巨型星座已成為天基系統建設的發展趨勢。Euroconsult預測未來十年全球有望發射約18460顆小衛星，其中81%為巨型星座的組網衛星。我們認為，星座巨型化是應用需求、組網成本和國際太空政策等因素共同影響下的必然。一方面，火箭技術進步降低發射成本，增強了星座發射組網的能力；另一方面，衛星生產模式正發生變革，也提升了巨型星座建設的經濟性。

巨型星座有望加速衛星應用商業化進程。依托龐大的衛星數量，巨型星座能夠提升天基系統的彈性，可以實現全球覆蓋、高頻重訪、快速響應等應用需求，拓寬衛星應用的場景，加速衛星應用的商業化落地。1）通信：巨型通信星座可以實現全球覆蓋并提升通信容量，Starlink、OneWeb等星座規劃都超過數千量級；2）遙感：巨型遙感星座可以提升系統的覆蓋范圍和時間分辨率，PlanetLabs、Spire等企業均建成了超百顆的遙感衛星網絡。3）導航：巨型星座配備低軌衛星導航增強系統能夠提升衛星導航系統的性能，為導航應用帶來新的發展機遇。

國內巨型星座建設進度不及預期。

衛星是航天應用的主要載體，按照用途主要可以分為通信、導航、遙感、科學與技術試驗四類。人造衛星是航天應用的主要載體，按照用途主要可分為通信衛星、遙感衛星、導航衛星、科學與技術實驗衛星，其中：1）通信衛星作為太空中的中繼站起到傳輸微波信號的作用，主要代表有銥星、Starlink等；2）遙感衛星利用傳感器獲取目標地面物體的電磁波發射、反射和吸收特征，主要應用于農林、海洋、國土、氣象和特種領域的對地觀測活動，主要代表有Worldview系列、SPOT系列等衛星；3）導航衛星通過廣播信號的方式，為用戶提供定位和授時服務，典型代表為GPS、GLONASS、GALILEO和北斗四大衛星導航系統；4）科學衛星包括近地空間物理探測衛星和天文衛星，技術試驗衛星是指對新技術及儀器設備或新型衛星進行先期試驗的衛星。

圖表1：衛星基本分類方式

資料來源：《航天器總體設計》（彭成榮，2011），中金公司研究部

衛星由平臺和有效載荷兩部分構成，分別約各占整星成本的50%。衛星平臺：為衛星載荷正常工作提供支持的部分，主要包括結構、熱控、姿軌控、電源、遙感測控和數據管理等分系統，其中1）衛星結構組件、熱控分系統，保證衛星功能、保證衛星工作的溫度環境，成本占比在整星的5%-10%；2）姿軌控制系統保證衛星的姿態、方位，包括星敏感器、太陽敏感器、磁強計、動量輪、推進器等，價值占比在30%-40%左右。3）其他輔助系統保證地面測控、數據傳輸等功能，價值占比在10%-15%左右。有效載荷：直接執行特定任務的儀器和設備，根據衛星任務不同可以是通信、導航與遙感或科學研究載荷。

圖表2：衛星的結構組成及價值量分布

資料來源：《衛星成本預測方法的比較分析》（盧波等，2005），中金公司研究部

按照運行軌道的不同，衛星可分為低軌道（LEO）衛星、中軌道（MEO）衛星和地球同步軌道（GSO）衛星、地球靜止軌道（GEO）衛星等。LEO衛星在高度小于1000公里的軌道飛行，MEO衛星飛行高度約在1000-36000公里，地球同步軌道高度約為3.6萬公里，其中軌道傾角為0、在赤道正上方的地球同步軌道又稱為地球靜止軌道。不同軌道的運行周期和覆蓋范圍不同，最終影響衛星所能開展的任務類型，例如：LEO衛星軌道運行周期短、飛行高度低，發射入軌成本以及與數據傳輸時延、鏈路損耗均較低，大多數遙感衛星、新型的通信衛星采用LEO軌道；GSO軌道運行周期與地球自轉周期一致，能夠對地表某一特定區域進行連續覆蓋，適用于通信、氣象、預警等類型的衛星。

圖表3：常見衛星軌道類型及特征

資料來源：歐洲宇航局官網，《衛星設計學》（王希冀等，2014），《新興低軌衛星通信星座發展前景研究》（鄒明等，2020），中金公司研究部

全球衛星發射按下“快進鍵”，商業星座部署成為主要推動力

全球衛星發射數量大幅增長，低軌通信衛星貢獻主要增量

受益于商業星座大規模建設，全球衛星發射數量從2017年開始快速增長。2013年全球衛星發射數量首次超過100顆，此后全球衛星發射數量總體呈現上升趨勢。得益于以“星鏈”為代表的商業衛星星座大規模建設，2017年以來全球衛星發射數量快速增長，2021年全球衛星發射數量已達到1673顆。近年來，電子信息、材料、制造技術快速進步，衛星集成度和技術先進性不斷提高，衛星小型化的趨勢不斷加速。此外，航天發射、宇航制造、新型傳感器以及圖像梳理、通信傳輸技術的快速進步，共同為商業小衛星星座的發展奠定了基礎。我們認為，隨著各國商業星座建設的進一步加速，全球衛星發射數量仍將保持較快增長的態勢。

圖表4：全球衛星發射數量自2017年以來大幅增長

資料來源：UCS，中金公司研究部

全球在軌衛星數量超五千顆，低軌道通信衛星已成為最主要的衛星類別。根據UCS數據，截止2022年5月全球在軌衛星數量達5465顆，其中：1）按國家劃分，美國在軌衛星數量占全球衛星數量的63%，位列其后的中國和英國在軌衛星數量分別為10%/9%；2）按衛星用途劃分，通信及遙感領域在軌衛星數量分別為66%/21%，隨著以Starlink為代表的低軌通信星座大規模組網，在軌通信衛星數量占比顯著提升；3）按軌道劃分，全球在軌衛星中86%運行于低軌道，地球同步軌道、中軌道、橢圓軌道分別占10%/3%/1%。4）按用戶類型劃分，商業衛星占總數的73%，政府衛星和特種領域衛星分別占在總數的13%/10%。

圖表5：全球在軌衛星按國家劃分

資料來源：UCS，中金公司研究部? 注：數據時點為2022年5月

圖表6：全球在軌衛星按用途劃分

資料來源：UCS，中金公司研究部? 注：數據時點為2022年5月

圖表7：全球在軌衛星按軌道劃分

資料來源：UCS，中金公司研究部? 注：數據時點為2022年5月

圖表8：全球在軌衛星按用戶類型劃分

資料來源：UCS，中金公司研究部? 注：數據時點為2022年5月

中國衛星發射進程加快，空間基礎設施持續完善

2018年以來中國衛星發射數量明顯增加，空間基礎設施建設趨于完備。十三五期間，北斗衛星導航系統、高分辨率對地觀測系統等重大專項密集實施，在政策的驅動下國內商業航天蓬勃發展。2017-2021年中國共發射衛星387顆，相比2012-2016年發射數量增加241顆，中國衛星發射數量呈現出較快增長趨勢。截至2022年5月，中國共有541顆衛星在軌運行，其中通信衛星、導航衛星和遙感衛星合計約占在軌衛星總數的79%。我們認為，未來我國衛星發射數量有望保持在較高水平，服務于特種領域和國民經濟的空間基礎設施將日益完善。

圖表9：2012-2021年中國衛星發射數量

資料來源：UCS，中金公司研究部

圖表10：中國在軌運行衛星的應用領域分布

資料來源：UCS，中金公司研究部 注：數據時點為2022年5月

衛星產業鏈包括衛星制造與發射、衛星運營以及應用服務三個環節。1）上游衛星制造與發射：包括衛星平臺研制和總裝、衛星載荷研制、火箭制造與發射服務；2）中游衛星運營：包括衛星測控、星座管理、衛星數據服務等業務和相關地面系統建設；3）下游衛星應用：包括衛星通信、導航、遙感相關的各類應用服務、應用軟件和終端硬件等，例如衛星移動通信業務、衛星廣播電視業務、在地面站點間進行衛星通信的衛星固定業務、遙感圖像處理軟件、遙感影像數據服務、個人導航設備、高精度定位設備等。

2021年全球衛星行業市場規模約2800億美元。根據SIA數據，2021年全球衛星產業市場規模2790億美元。1）產業鏈上游衛星制造的市場規模約為140億美元，發射服務市場規模約60億美元，約占行業市場規模的7.17%。2）產業鏈中下游，與衛星運營和應用相關的地面設備市場規模約為1420億美元，其中地面導航設備市場空間約為1100億美元，其余主要為各類衛通終端和地面網絡設備；3）衛星服務市場規模約1180億美元，其中消費級市場規模約984億美元，主要為衛星廣播業務、衛星電視業務和個人衛星寬帶業務。

圖表11：2021年全球衛星產業鏈各環節市場規模（億美元）

資料來源：SIA，中金公司研究部

小型衛星契合商業航天發展模式，近年來發射數量快速提升

按重量劃分，衛星可分為大衛星和小衛星等類型。衛星按重量區分，可分為大衛星和小衛星等類型，1000kg是大衛星和小衛星的劃分的依據。大衛星是指重量在1000kg以上的衛星，相比于小衛星具有更高的可靠性、更長的設計壽命、更高的控制精度，常用于高軌通信衛星、大型遙感衛星以及科學試驗衛星等場景。廣義上的小衛星是指1000kg以內的人造衛星，其中10-100千克的又稱為微小衛星（Microsatellites），1-10千克的稱為納衛星（Nanosatellites），0.1-1千克的稱為皮衛星（Picosatellites）。

圖表12：衛星按重量分類

資料來源：《Why satellites are scaling down.》（Sweeting, M. N.，1991），《現代小衛星發展現狀和關鍵技術》（陳國鑫等，2017），中金公司研究部

小衛星研制生產靈活、單星成本較低，技術進步拓寬了小衛星的任務場景。1）大衛星的研制周期通常在30個月以上，設計與生產過程高度定制化，而小衛星廣泛采用一體化、標準化和模塊化的設計思路和批量生產的模式，具有研制周期短、成本低、可批量生產、發射方式靈活等優點。2）伴隨衛星平臺與載荷技術的發展，小衛星的數據處理、姿態控制、數據傳輸等能力都有了顯著提升，能夠適用于對衛星能力要求更高的復雜性任務。3）小衛星大多以多星組網的衛星形式運行，同時可以通過增加、替換衛星來實現星座的快速擴容與升級，系統的安全冗余度也比單顆大衛星更高。上述優勢使小衛星在通信、導航、遙感、科研試驗等領域的應用迅速拓展。

圖表13：大衛星與小衛星研制模式的差異

資料來源：《低軌大規模星座的機遇與挑戰》（趙秋艷等，2020），《現代小衛星技術現狀與發展》（張艷娥等，2006），《小衛星的現狀、特點及發展方向》（張祥根，2000），中金公司研究部

衛星平均重量持續下降，衛星小型化已成為行業主要發展趨勢。從上世紀80年代以來，以高技術為主要特征的小衛星成為行業發展熱點。隨著技術的不斷成熟，小衛星開始為遙感、導航、通信等領域提供高質量的數據和服務，逐漸成為衛星發展的主要方向。根據UCS數據，從2016年到2021年全球1000千克以下衛星發射數量由61顆增加到1605顆。SpaceX公司在2021年發射952顆重量260kg的Starlink衛星，即使將Starlink發射數據剔除，2021年全球小衛星發射數量占比依然達到93%的水平。從衛星平均重量來看，全球發射衛星平均質量已經從2016年的1798千克下降到300千克，衛星小型化成為行業趨勢。

圖表14：全球發射衛星數量分布（按衛星質量大小）

資料來源：UCS，中金公司研究部? 注：“小衛星”指質量小于1000千克的衛星

圖表15：全球發射衛星平均質量（kg）

資料來源：UCS，中金公司研究部

巨型星座已成為行業發展趨勢，是全球天基系統發展的熱點

大量小衛星組網形成巨型星座，已成為天基系統建設的發展趨勢。小衛星以其成本低、研制與生產周期短、適合大規模組網應用等特點，成為當前各國宇航產業發展的熱點方向。根據Euroconsult預測數據，2022-2031年間全球有望發射約18460顆小衛星，數量相比2012-2021年增加超過三倍，其中商業衛星、科研衛星、政府衛星和特種領域衛星分別占比69%/8%/19%/4%，未來十年小衛星制造與發射市場空間有望達到年均84億美元。小衛星的龐大需求主要來自于巨型星座組網及補網活動，根據Euroconsult預計，未來十年全球所發射的小衛星中的81%為巨型星座的組網衛星。

星座巨型化是應用需求、組網成本和國際太空政策等因素共同影響下的必然結果。我們認為，1）巨型星座的發展是未來業務需求的必然選擇：巨型通信星座可以實現全球覆蓋并提升通信容量，Starlink、Oneweb、Kuiper等通信星座規劃都超過數千量級；巨型遙感星座可以提升系統的覆蓋范圍和時間分辨率，PlanetLabs、Spire等企業均建成了超過百顆的遙感衛星觀測網絡。2）小衛星的批量化制造和不斷下降的火箭發射成本，也提升了巨型星座的經濟可行性，大幅降低了巨型星座的組網成本。3）星座巨型化趨勢亦是太空空間頻率、軌道資源競爭的結果：國際電信聯盟（ITU）對衛星軌道位置和頻率的分配采用“先到先得”原則，出于搶占稀缺的衛星軌道和頻率資源，申報巨型星座成為各航天大國的必然選擇。

圖表16：海外小衛星星座建設計劃

資料來源：NSR（美國衛星與航天市場研究與咨詢公司Northern Sky Research，下同），各公司官網，中金公司研究部??注：數據時點為2022年5月

商業火箭已成為全球航天發射市場主力

全球火箭發射市場格局穩定，運載能力不足是我國航天領域的長期痛點之一。1）從發射次數來看，2020-2021年全球火箭發射市場整體格局基本穩定，中、美兩國合計占全球火箭發射次數70%以上。2）從載荷發射數量來看，2021年美國載荷發射數量占全球比例超60%，我國載荷發射數量占比約6%位列第三。3）從入軌重量來看，2021年美國發射入軌重量約422噸，占全球入軌質量的54.8%，我國火箭發射入軌重量186噸。我國運載火箭在發射入軌重量上相比美國仍有一定差距，火箭運力不足是我國衛星大規模建設的主要制約因素之一。

圖表17：2020~2021全球各國航天發射次數統計

資料來源：《2021中國商業航天產業發展報告》（中關村領創商業航天產業發展聯盟），中金公司研究部 ?

圖表18：2020~2021全球各國載荷發射數量統計

資料來源：《2021中國商業航天產業發展報告》（中關村領創商業航天產業發展聯盟），中金公司研究部

SpaceX已成為美國商業發射任務主力，我國商業發射主要靠“國家隊”火箭完成。美國在2020-2021年間共計95次的火箭發射任務均由私營企業完成，其中SpaceX發射次數占總發射次數的59%。相比之下，2020-2021年我國運載火箭發射次數共計94次，其中航天科技集團和航天科工集團承擔發射任務90次，約占總發射次數96%。在運載火箭發射格局上，“國家隊”承擔我國航天運輸任務的中堅力量，美國的航天發射主要依賴以SpaceX為代表的民營企業。

相比美國等成熟商業發射市場，國內發射成本仍有優化空間。根據SpaceX公司公布的數據，獵鷹9號發射任務成本由火箭成本、發射成本、測控成本以及保險費用構成，其中火箭占總成本70%，測控成本約占總成本13%。測控成本、發射成本和保險費用主要取決于任務規模、發射成功率等因素，成本可控制性較低，運載火箭是各項成本中最主要的可控成本。SpaceX公司的獵鷹9號作為最成功的商業運載火箭之一，LEO軌道發射服務公開報價大幅降低至約3000美元/千克，低于世界上其他同等運載能力的一次性運載火箭。據央廣網報道，國內快舟1號運載火箭，LEO軌道發射服務價格約為2萬美元/千克，發射成本仍有較大優化空間。

圖表19：航天發射成本構成情況

資料來源：SpaceX，中金公司研究部

圖表20：獵鷹9號火箭成本構成

資料來源：SpaceX，中金公司研究部??注：2021年數據

圖表21：國內外商業火箭發射價格及運載能力

資料來源：FAA，各公司官網，中金公司研究部??注：2021年數據

三大路徑推動火箭技術升級，衛星發射成本有望持續降低

提升運力、可重復使用、通用化設計是降低發射成本的主要技術路徑。我們認為，實現低成本發射服務的關鍵在于：1）通過采用新技術路徑、提高發動機比沖、結構輕量化等方式提升火箭運載能力，攤薄火箭單位重量發射成本。例如，SpaceX官網披露，其正在研發的“星艦”的LEO軌道運載能力將達到150噸，SpaceX預計這有望使發射成本下降到約10美元/千克。2）突破高精度制導與控制、發動機推力控制、著落緩沖等技術，實現火箭回收重復利用。例如，SpaceX的獵鷹9火箭通過一子級的垂直返回和重復利用，大幅降低了火箭使用成本。3）廣泛采用模塊化設計、商業貨架產品，有效降低火箭關鍵系統的研制成本。

圖表22：降低火箭發射成本的技術路徑

資料來源：FAA，各公司官網，中金公司研究部

圖表23：Falcon9發射報價拆分（萬美元）

資料來源：《獵鷹_9火箭一子級海上回收試驗成功及成本分析》（劉博，2016），中金公司研究部??注：2021年數據

圖表24：復用10次火箭成本降幅測算（萬美元）

資料來源：《獵鷹_9火箭一子級海上回收試驗成功及成本分析》（劉博，2016），中金公司研究部??注：2021年數據

我國商業火箭公司蓬勃發展，有望有效降低國內衛星發射成本。在上世紀90年底末，我國逐步退出全球商業發射市場。面對未來大規模火箭發射的需求，國內火箭有效運力不足、發射成本較高的矛盾愈發明顯。近年來，在全球商業發射市場快速發展、國內政策環境支持以及產業資本的推動下，國內商業發射領域蓬勃發展，涌現出了一批如科工火箭、中國火箭、藍箭航天、星河動力、星際榮耀、天兵科技等代表性商業火箭企業。國內商業火箭公司已初步具備商業載荷入軌發射能力，并正積極探索實現低成本商業發射的可行路徑，我們認為國內商業發射能力的快速發展，有望有效降低衛星發射成本。

衛星生產模式正發生變革，提升巨型星座建設的經濟性

傳統衛星科研生產模式效率較低，難以實現衛星的大規模低成本制造。傳統的衛星研制具有高度定制化特點，設計、制造、發射周期理論上通常在26~32個月，其中：衛星的論證階段大約需要8~10個月，時間占比30%；研制、生產及測試需要16~20個月，交付與發射時間大約需要兩個月。我國體制內衛星規劃周期在3~5年，通常由總體部門牽頭組織隊伍論證，需經歷模樣設計、初樣設計、正樣設計、在軌驗證等環節，研制流程通常為串行模式，需要消耗大量的時間、空間和人力資源，生產成本遠高于規模化生產的通用工業產品。

圖表25：傳統衛星研制模式時間周期通常在26~32個月

資料來源：《國際大型商業通信衛星生產周期研究》（劉豪，2013），中金公司研究部

衛星小型化、星座巨型化背景下，衛星制造進入“工業化”大規模生產時代。在衛星小型化、星座巨型化背景之下，組網衛星數量大幅增加對衛星的設計理念、生產方式等都帶來了挑戰，衛星逐漸從傳統的“定制化”研制模式，走向“工業化”大規模生產模式。通過模塊化設計、柔性生產、智能制造等技術，采用流水線并行生產等方式，可以把衛星的設計生產周期壓縮到數周甚至數天，同時大幅降低衛星的制造成本。例如，Oneweb衛星生產能力可以達到每天1~3顆，而Starlink衛星的生產速度可以達到每周45顆左右。我們認為巨型星座的組網建設，有望成為推動我國衛星科研生產模式轉型的主要因素。

通過設計優化、規模化生產和采用商用器件，能夠有效降低衛星制造成本。我們認為，衛星低成本規模化生產主要得益于三方面的變革：1）采用新設計理念、新技術、新工藝等，以提升衛星的經濟性；2）通過流水線實現規模化生產，縮短生產周期，降低人工和制造成本；3）供應鏈重塑，采用商用貨架產品替換宇航級元器件，能夠顯著降低衛星生產成本。

圖表26：采用可堆疊衛星構型可提高發射效率

資料來源：Starlink，OneWeb，中金公司研究部

圖表27：采用電推進技術可以實現更高的承載效率

資料來源：《國外全電推進衛星平臺的發展及啟示》（胡照等，2015），中金公司研究部 ?
注：承載效率=有效載荷重量/發射重量

圖表28：OneWeb衛星工廠采用模塊化的生產方式

資料來源：OneWeb，中金公司研究部

衛星應用服務是衛星產業鏈上市場空間最大、盈利能力最強的環節。衛星應用服務處于衛星產業鏈下游，包括衛星通信、導航、遙感相關的各類應用服務、應用軟件和終端硬件等。根據美國衛星工業協會（SIA）2022年發布的《2021年全球衛星產業報告》，2021年全球衛星產業產值為2790億美元，其中應用服務以及與應用服務密切相關的地面設備分別占行業總產值42%和51%，上游衛星制造與發射服務占5%/2%。從盈利能力的角度看，衛星制造環節凈利潤率通常低于10%，中下游運營/應用服務提供環節的凈利潤率在15%~50%之間，是產業鏈上盈利能力最強的環節。

圖表29：應用服務占衛星行業總產值42%

資料來源：SIA，中金公司研究部 注：數據時點為2021年

圖表30：產業鏈中應用服務環節盈利能力最強

資料來源：Wind，中金公司研究部

巨型星座可提升天基系統的彈性和應用服務能力。相比傳統的衛星，巨型星座對于衛星應用環節的提升主要體現在：1）增強系統的彈性。小衛星具有快速響應、使用靈活、分散部署等優勢，大規模組網后與中大型衛星優勢互補、協同工作，能夠增強系統的重構性、冗余性，提升空間體系的彈性。2）提升服務能力，拓展應用場景。巨型星座依托龐大的衛星數量，可以實現全球覆蓋、高頻重訪、指令及時響應等應用需求，拓寬衛星應用的場景。通過融合多顆衛星的計算、存儲、載荷資源，還能夠提升星座系統的網絡處理和應用服務能力。

全球衛星互聯網建設加速，衛星通信產業迎來變革

傳統衛星通信主要應用于特定場景，2021年全球衛星通信相關市場規模接近1500億美元。衛星通信系統能夠滿足廣播、電話、數據通信等基本通信業務需求，在航海、應急、特種等領域應用。根據SIA數據，2021年與衛星通信相關的服務和設備市場規模合計達1476億美元：1）衛星電視直播、無線電廣播、衛星寬帶等通信業務占衛星服務環節收入比重98%是衛星服務業收入的最主要來源，其中包含電視、廣播和寬帶的全球衛星通信消費者服務市場規模984億美元，包含轉發器協議和衛星固定業務的衛星通信企業服務市場規模172億美元。2）在地面設備環節，衛星電視機頂盒等的地面衛星通信消費者設備市場規模173億美元，地面網絡設備市場規模147億美元。

低軌衛星通信系統具有傳輸時延低、損耗小、系統容量高等優勢，是衛星通信重要的發展方向。低軌衛星通信系統與傳統的地球靜止軌道衛星通信系統主要有以下幾點不同：1）傳輸時延：高軌通信衛星通信傳輸時延約為270毫秒，目前主流的低軌星座其通信傳輸時延約7毫秒，考慮其他影響因素也可以做到50毫秒以內；2）傳輸損耗：LEO衛星信號自由空間損耗比GSO衛星少，有利于終端的小型化和數據的高速傳輸。3）星下點移動速度：低軌衛星相對地球表面運動更快，帶來多普勒頻移、地面終端天線指向跟蹤、波束間切換等技術問題。4）波束覆蓋：低軌通信衛星對地視場小，須通過多星組網才能實現全球覆蓋。5）衛星容量：低軌通信衛星體積小、重量輕，處理能力弱，依靠整個系統實現高通信容量。6）系統可靠性：低軌衛星通信系統衛星數量龐大，且分布于多個軌道面，任意一顆或幾顆衛星損壞不會影響系統可靠性。此外，低軌小衛星造價低，應急補網發射成本低。

圖表31：低軌衛星通信系統和傳統的高軌衛星通信的技術特點比較

資料來源：《我國空間互聯網星座系統發展戰略研究》（周志成等，2021），中金公司研究部

衛星通信系統可分為窄帶和寬帶兩類系統，全球巨型低軌寬帶星座建設發展迅速。低軌衛星通信系統可分為窄帶移動通信和寬帶互聯網通信兩個方向。隨著衛星制造、發射成本的下降以及通信載荷技術的發展，全球巨型低軌寬帶互聯網星座建設開始加速。從2014年開始， SpaceX、亞馬遜、三星、波音等公司紛紛披露星座計劃，星座規模遠高于傳統衛星系統，根據SpaceX公司官方數據，截止2022年11月該公司已完成60余次發射任務，成功發射衛星數量超過3500顆。

圖表32：低軌寬帶、低軌窄帶、高軌通信衛星星座比較

資料來源：各公司官網，中金公司研究部 注：表中在軌衛星數量不同于衛星發射數量 注：數據時點為2022年5月

圖表33：全球前十大通信星座在軌衛星數量

資料來源：UCS，中金公司研究部? 注：數據時點為2022年5月

巨型星座提升觀測能力，衛星遙感應用場景加速延展

衛星遙感數據蘊含豐富商業價值，遙感應用市場成長空間廣闊。衛星遙感能夠及時獲取地球表層較大范圍內的數據資料，獲取的數據具有廣域性、多源性、周期性、綜合性和數量化的特點，目前已經廣泛應用于特種、農業、林業、氣象、海洋、自然資源、應急管理等眾多行業。根據Euroconsult數據，2019年全球衛星遙感市場規模約46億歐元，至2028年有望達到約113億歐元，CAGR為9.4%。2019年中國遙感應用市場規模為155億元，同比增長18.6%，遠高于全球市場總體增速。

圖表34：全球衛星遙感市場規模及預測

資料來源：Euroconsult，中金公司研究部

圖表35：2019年國內衛星遙感市場規模為155億元

資料來源：前瞻產業研究院，中金公司研究部

衛星遙感拓展現有空間信息感知能力，應用邊界的拓展將帶動行業快速發展。相比于攝像頭、激光雷達、探地雷達等地面監測手段，以及遙感飛機、無人機等航空探測手段，衛星遙感具有覆蓋面積廣、探測手段多樣、數據成本低等優點。衛星遙感與地面、空中監測體系融合，形成“天-空-地”一體的立體感知體系，將拓展現有對地理空間信息、地表動態信息等信息的感知能力，能夠有效改善監管效率、促進生產力的提高。我們認為隨著遙感影像空間/時間分辨率提高，影像處理技術、定量遙感技術的進步，衛星遙感的應用邊界將不斷拓展，帶動行業的市場規模持續快速擴張。

衛星遙感應用場景持續拓寬，企業和大眾市場有望打開市場空間。隨著遙感衛星數量和質量的提升以及地面應用系統的持續完善，遙感的應用場景逐步政府及特種領域，拓展至企業和大眾服務市場，面向金融、石油、電力、水利、農業等領域用戶提供信息服務。我們認為隨著遙感衛星覆蓋區域、覆蓋頻次、成像精度的提升，以及下游用戶對衛星遙感認知的提高，面向企業和大眾市場有望為行業打開更大成長空間。

巨型遙感星座豐富遙感影像數據，加速遙感應用商業化發展。1）遙感影像數據源持續豐富、價格持續下降，降低遙感應用數據的成本：大型商業遙感星座的快速發展，有助于豐富衛星遙感應用的數據來源，能夠驅動遙感影像數據價格持續下降，從而降低下游遙感應用企業數據成本，進一步加速遙感應用的商業化進程。以50cm分辨率單片存檔影像為例，其國內市場價格已從2019年的100元/平方公里下降至2021年的40元/平方公里。2）巨型星座能夠提高重訪頻率，豐富下游遙感應用場景：巨型星座擁有更多的衛星數量，能夠有效提高重訪頻率，使衛星遙感數據獲取能力大幅提升，進一步豐富了下游的應用場景。3）大型星座提供更多觀測角度，提升對地觀測性能：巨型星座可提供甚長測量基線，從而提升星載干涉儀、全球遙感、同步目標跟蹤觀測等應用的能力。

圖表36：50cm分辨率衛星遙感影像價格

資料來源：高景1號官網，MAXAR官網，中金公司研究部

圖表37：大型遙感衛星星座可以執行高時間分辨率任務

資料來源：歐比特官網，中金公司研究部

圖表38：全球前十大遙感星座在軌衛星數量

資料來源：UCS，中金公司研究部? 注：數據時點為2022年5月

高精度衛星導航應用泛化，智能駕駛等新場景快速發展

衛星導航系統是重要的時空基礎設施，2019年全球衛星導航定位市場規模約1500億歐元。全球衛星導航系統（GNSS）是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的重要時空基礎設施。根據GSA數據，2019年全球衛星導航定位（GNSS）市場規模為1507億歐元，2029年全球市場預計將達到3244億歐元，未來十年復合增速約為8.0%。

? 從地域分布來看：2019年北美和歐盟分別占據GNSS全球市場規模的26.7%和25.5%，亞太地區占比30.5%，GSA預計2029年將提升至32.7%，是未來GNSS市場增長的重要引擎。

? 從下游應用來看：GSA預計2019-2029年手機、可穿戴設備等消費電子和汽車合計貢獻93%的市場需求，其余為無人機、船舶導航模組以及建筑、地信、精準農業、航天、導航授時等領域的高精度GNSS接收機。

圖表39：2019-2029年期間全球GNSS市場總收入各應用領域占比

資料來源：GSA，中金公司研究部

衛星導航應用場景持續拓展，自動駕駛需求推動乘用車導航進入高精度時代。我國衛星導航與位置服務產業正處于高速發展階段，導航應用在氣象、民政、電力、交通、海事等領域持續滲透。近年來，L3以上自動駕駛所要求的乘用車高精度定位需求，推動了多星座、多頻、RTK/PPP增強等高精度GNSS技術棧逐漸被引入汽車行業，傳統主機廠和造車新勢力陸續推出了支持車道級定位的車型。我們認為，在新能源汽車快速發展的背景下，“上車”有望成為高精度GNSS從行業應用走向大眾應用的重要突破口。

巨型星座配備低軌衛星導航增強系統能夠提升衛星導航系統的性能，提升導航應用效果。低軌衛星具有信號功率高、幾何動態大、抗干擾能力強等優勢，既可以播發衛星導航增強信號，作為GNSS的有效提升與補充，也可以通過通信系統和導航系統融合，播發獨立測距信號，形成備份的定位導航能力，提升衛星導航系統的精度、完好性、連續性和可用性。根據鴻雁星座的首發星導航增強試驗結果，其導航信息增強服務可以使得用戶單點定位解算收斂時間從30分鐘縮短到1分鐘以內。低軌導航增強系統建成后，用戶可獲得準確、可靠的高精度定位服務，為高精度位置服務在更多領域推廣應用奠定良好的基礎。

圖表40：低軌導航精度增強與其他增強手段比較

資料來源：《基于低軌通信星座的導航增強技術發展概述》（田潤等，2021），中金公司研究部

通導遙一體化成為趨勢，“星盾”為融合應用提供最新范例

衛星技術發展為通導遙融合應用奠定基礎，集成多種功能的衛星系統有望成為趨勢。隨著衛星技術的發展，衛星正向著具備“通導遙一體化”的能力方向發展。在硬件層面，技術進步驅動單個任務載荷重量降低，因此現在衛星平臺上可以集成更多種類的任務載荷；在軟件層面，“軟件定義”衛星逐漸成熟，解決了不同模塊之間的兼容問題，可以實現多功能系統的統一架構，通過軟件定義和重構實現不同功能。

國內外已有多個衛星系統采用“通導遙一體化”設計，SpaceX公司“星盾”是最新案例。我國于2020年8月發射了多功能試驗衛星，吉利未來出行星座也于2022年6月完成了首批9顆衛星部署，實現通導遙技術的融合應用。國外方面，2022年12月2日，SpaceX公司正式發布了專門用于特種領域的“星盾”衛星項目。“星盾”衛星將利用“星鏈”通信衛星的現有技術，并融合遙感觀測能力，未來將主要應用于三個領域：1）遙感：發射具有對地觀測載荷的衛星，直接向用戶提供處理后的遙感數據。2）通信：向特種領域終端用戶提供安全可靠的全球通信。3）載荷托管：通過“星盾”衛星平臺托管各種特種載荷，提供供電、通訊、熱控、總線等一條龍服務。

圖表41：“星盾”三大應用領域：遙感、通信、載荷托管

資料來源：SpaceX官網，中金公司研究部

衛星互聯網被納入新基建范疇，國內低軌通信星座有望加快部署。2016年以來，中國航天科技集團、中國航天科工集團、銀河航天等企業陸續提出通信衛星星座建設計劃，重點發展基于低軌衛星星座的衛星互聯網系統，并發射了試驗衛星。2020年4月20日，國家發改委首次將衛星互聯網列入“新基建”范疇，2021年4月，中國衛星網絡集團有限公司掛牌成立，負責牽頭組織國內衛星互聯網建設與運營。我們認為，國內衛星互聯網領域已具備較好發展基礎，我國衛星互聯網空間段建設有望持續加速。

遙感衛星星座建設計劃密集落地，商業遙感星座建設有望迎來高峰。遙感衛星方面，1）高分專項遙感衛星系統已在2020年完成建設，建成了具有全天時、全天候和全球范圍觀測能力的高分辨率對地觀測系統。2）目前吉林、海南、深圳、寧夏、珠海、四川等地方政府紛紛以光學遙感或雷達遙感為主，提出遙感衛星星座建設計劃。3）民營資本投資的商業遙感星座快速發展，天儀研究院、國星宇航、千乘探索、天輔高分等企業也提出了以特定區域、特定目標、特定載荷或高時間分辨率主要特點的遙感星座建設計劃。

國內巨型星座建設進度不及預期。2016年以來，中國航天科技集團、中國航天科工集團、銀河航天等企業陸續提出通信衛星星座建設計劃，2021年4月，中國衛星網絡集團有限公司掛牌成立，負責牽頭組織國內衛星互聯網建設與運營。上述單位組織實施的星座建設計劃存在取消、延遲等可能性，可能會造成國內巨型星座建設進度不及預期。