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低轨宽带通信卫星行业报告:天基互联网基础设施(45页)

行业报告下载 2020-02-27 45 管理员

卫星按照用途大致可分为:通信卫星、遥感卫星(狭义指民用地球观测卫星,广 义还包含军事侦查卫星)、导航卫星(提供位置服务)、技术试验卫星等。根据 SIA (美国卫星产业协会)数据显示,截至 2018 年底,全球共有在轨卫星 2092 颗, 其中通信卫星、遥感卫星、导航卫星的占比分别为 40%、26%、6%。2019 年,全球 共发射 505 颗卫星,其中通信卫星、遥感卫星、导航卫星的占比分别为 33%、22%、 3%。根据 SIA 数据,2013-2018 年全球在轨卫星中,通信卫星占比最高,基本保持在 50%左右(除 2017 年因遥感卫星占比大幅增加外),遥感卫星占比小幅增加。从全 球卫星发射情况来看,遥感卫星 2014 年起成为发射数量占比最高的卫星类别,通 信卫星发射数量占比受遥感卫星发射数量大幅增加的影响,2014 年起发射数量占 比在 18%-26%之间波动。 值得注意的是,SpaceX 于 2019 年开始使用“一箭 60 星”的方式发射 Starlink 通信卫星,或将显著提升此后全球在轨卫星中通信卫星的占比。

上游的卫星制造和发射服务是卫星产业的基石,但市场规模相对较小,2018 年全 球卫星制造和发射收入为257亿美元,同比增长27.86%,占卫星产业收入的9.26%。 全球卫星地面设备制造业 2018 年收入达到 1252 亿美元,同比增长 5%,占卫星产 业收入的 45.13%。 卫星服务是全球卫星产业的支柱,2018年全球收入达1265亿美元,同比减少1.7%, 占卫星产业收入的 45.6%,主要包括卫星宽带通信、地球观测、位置信息、科学 研究等服务。 3、低轨宽带通信卫星系统概况 3.1、低轨宽带通信卫星系统定义及工作原理  3.1.1、低轨宽带通信卫星系统定义  低轨宽带道通信卫星系统由大量(通常为数百或数千颗)低轨道小型通信卫星组 成卫星系统/星座,通常使用 Ku、Ka、Q/V 等高频频段进行宽带通信。部分低轨宽 带道通信卫星系统中包含少量中高轨卫星,其多作为节点/中转星,大部分通信数 据链仍在低轨卫星和地面之间完成。 由于地球曲率的影响,高轨道卫星能够以更少的数量实现全球覆盖,而低轨道卫 星则需要成百甚至上千颗卫星组成星座才能实现全球覆盖,即“站得高,看得远”。 在卫星制造成本和发射成本高居不下的时代,低轨道卫星系统由于组网复杂、所 需发射量大,并不具备经济可行性。近年来,伴随技术的进步,卫星的体积、质 量、成本逐步下降、可靠性、集成度不断提升,同时伴随火箭发射成本的显著下 降,低轨道小型卫星系统的大规模部署已逐渐具备条件。

低轨道(LEO)卫星通信:LEO 卫星较小,运行于距地面 500-2000km 的轨道上, 具有传输时延(Starlink 双向通信时延为 50-70ms)、覆盖范围、链路损耗、功耗 较小等特征。典型系统为美国铱星通讯公司(IRDM)的第二代铱星系统。 中轨道(MEO)卫星通信:MEO 卫星运行于距地面 2000-20000km 的轨道上,其传 输时延(MEO 卫星系统 O3b 双向通信时延约为 300ms)、覆盖范围、链路损耗、功 耗大于 LEO 但小于 GEO。典型系统为英国 Inmarsat 公司的国际海事卫星系统。 高轨道(GEO)同步卫星通信:GEO 卫星运行于距地面 35800km 的地球同步静止轨 道上。传统的 GEO 通信系统的技术最为成熟,但由于存在较长的传播时延(双向 通信时延 500ms 以上)和较大的链路损耗,在实时通信中存在显著的延迟。

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标签: 空天信息|卫星|航天|卫星导航

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