商业卫星产业化现状分析

商业卫星产业化现状分析

夏晓蕾   刘贺等同第一作者 杨钊

国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心   天津   300304

摘要：卫星产业可以分为卫星服务业、卫星制造业、发射服务业和地面设备制造业四个部分。本文将基于美国卫星产业协会的产业报告，从卫星的产业现状角度对卫星商业化进程进行分析。

关键词：卫星；产业；商业化

引言

商业航天在20世纪70年代开始萌芽，涵盖了五大方向，主要包括运载火箭、人造卫星、载人航天、深空探测以及空间站。卫星指在空间轨道上环绕地球运行的无人航天器，提供通信、导航、观测等多方面的服务，其可以按照应用领域、轨道、重量等分为不同的类型。本文将从卫星的产业现状角度对商业卫星商业化进程进行分析。

1. 商业卫星概况

人造卫星指在空间轨道上环绕地球运行的无人航天器，为经济社会各领域用户提供通信广播、导航定位授时、地球综合观测及其他产品与服务的天地一体化设施。卫星的分类方式较多，按照应用领域分类，主要分为通信卫星、导航卫星以及遥感卫星，其他还包括一些教育、科研用卫星等。也可以按照所处轨道、重量、应用领域进行分类。按照卫星的重量，可分为大卫星、中卫星、微小卫星等。      

商业卫星是在多星组网、立方星、体积、重量、空间、成本等方面进行改进的卫星。商业卫星是通过向客户提供服务实现价值兑换和盈利，这就意味着来自卫星的服务不可避免的需要在价格、品质和用户体验三个维度和其他的解决方案进行竞争。比如在遥感领域，卫星遥感需要和飞机(包括无人机)在成像分辨率、数据获取成本、覆盖区域等一系列维度竞争。在现今的时代，商业卫星往往需要多星组网才能够提供持续稳定的服务，因此商业卫星在大多数时候都是以星座的形式出现。其次，随着微电子、微光机电和集成电路技术不断发展，卫星小型化趋势不断加速，微纳卫星性能快速提升，成为小卫星领域发展最为活跃的组成部分。尤其是50kg以下微纳卫星发展高度活跃，成为航天技术创新和航天应用变革的重要突破点。对于同样的功能与性能而言，把卫星做的越小、集成度越高，则在成本控制上的优势越明显，技术难度也越大。在2000年后，一种标准化、模块化的立方体卫星快速兴起，1U大小为10cm*10cm*10cm，根据需求可以多个组合形成3U、6U、12U甚至36U的大型立方星。立方体卫星因其标准化、模块化、低成本优势而广受高校与初创航天公司青睐。

作为通信、遥感、导航等卫星应用重要领域，卫星通信是率先实现商业化发展的领域，比如卫星电视直播、宽带卫星业务以及移动卫星业务。经过半个多世纪的快速发展，商业航天日渐繁荣。

2.全球卫星产业统计

卫星产业可以分为卫星服务业、卫星制造业、发射服务业和地面设备制造业四个部分。其中卫星服务业包括大众通信消费服务、卫星固定通信服务、卫星移动通信服务和对地观测服务。其中，大众通信消费服务包括卫星电视、卫星广播、卫星宽带业务；卫星固定通信服务包括转发器租赁协议、网络管理服务（包括机载服务）。卫星制造业包括卫星制造以及部组件和分系统制造，比如平台制造与有效载荷制造，发射服务业包括发射服务和运载火箭服务。地面设备制造业包括网络设备和大众消费设备。其中，网络设备主要包括信关站、网络运营中心（NOCs）、卫星新闻采集（SNG）、甚小孔径终端（VSAT）；大众消费设备主要包括卫星电视天线、卫星无线电设备、卫星宽带天线、卫星电话和移动卫星终端、卫星导航单机硬件等。其中消费设备比如卫星电视、宽带、无线电与移动通信终端等也是卫星应用的重要方面，运营服务主要有遥感业务、航天飞行管理、卫星移动服务、以及消费服务如卫星电视、卫星宽带和卫星音频广播。

通过对美国卫星产业协会2011-2020十年的《卫星产业报告》相关数据的统计，分别从在轨运行卫星数量、全球卫星产业收入、卫星产业各分支收入等方面进行分析。

图 1中近十年在轨活跃卫星数量从2010年的953颗增长到2019年的2460颗，增长近3倍。

图1 在轨活跃卫星数量

图 2为近十年全球航天产业收入与全球卫星产业收入，以每年百亿美元稳步上升。

图 2 航天产业和卫星产业收入

图 3是全球卫星产业收入在全球航天产业中的占比

2015年之前，占比在0.6左右，2016开始，占比将近0.8，足以可见卫星产业占据了大半壁江山。

图 3 卫星产业收入在航天产业收入的占比

图4 卫星产业各分支收入

图 5 卫星产业各分支收入占比

综合图 4和图 5可以看出，卫星服务业一直是卫星产业的主要收入来源，其中的大众消费业务如卫星电视、卫星广播、卫星宽带等业务均发展的相当成熟，再加之与大众生活息息相关，因此成为整个卫星产业的主要驱动力。发射服务业和卫星制造业更偏重基础设施构建，更多在于卫星产业硬件设施的维护与服务。此外，随着地面设备制造业在2015年的崛起，其在整个卫星产业所占比重将近0.5，这也与卫星通信、卫星电视等大众消费类设备的生产密不可分。