中國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告
2022-06-09
來(lái)源:中關(guān)村商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ID:cncaia)
在新的歷史時(shí)期下,中國(guó)航天產(chǎn)業(yè)被賦予了新的責(zé)任和使命。習(xí)近平總書(shū)記在2013年指出“發(fā)展航天事業(yè),建設(shè)航天強(qiáng)國(guó),是我們不懈追求的航天夢(mèng)”,首次將航天夢(mèng)上升至中國(guó)夢(mèng)的高度,充分凸顯了其戰(zhàn)略地位。黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人關(guān)于建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)的指示精神,既是對(duì)我國(guó)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得成績(jī)的肯定,也是黨、國(guó)家和人民對(duì)航天產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的期望和要求。建設(shè)航天強(qiáng)國(guó),已經(jīng)成為我國(guó)航天產(chǎn)業(yè)現(xiàn)階段最緊迫、最重要的發(fā)展使命和目標(biāo)。
商業(yè)航天作為我國(guó)航天工業(yè)發(fā)展的重要補(bǔ)充和生力軍,近年來(lái)發(fā)展迅速,依托中國(guó)雄厚的航天工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)和人才儲(chǔ)備,商業(yè)航天企業(yè)在研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造等具有一定的規(guī)模,但我國(guó)商業(yè)航天整體處于探索和業(yè)務(wù)布局階段,還未形成真正的產(chǎn)業(yè)閉環(huán),在發(fā)展過(guò)程中,也暴露出了一些共性問(wèn)題。在此背景下,中關(guān)村領(lǐng)創(chuàng)領(lǐng)創(chuàng)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合錢(qián)學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀調(diào)研,編寫(xiě)了《中國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(2021年)》并于2022年4月24日在首屆中關(guān)村商業(yè)航天大會(huì)上正式對(duì)外發(fā)布,旨在為商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展提供有效的參考。
本報(bào)告走訪(fǎng)調(diào)研了國(guó)內(nèi)數(shù)十家主要商業(yè)航天企業(yè),涵蓋產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié),具有較好的代表性。報(bào)告從商業(yè)航天的定義、政策與法規(guī)、業(yè)務(wù)活動(dòng)、市場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)分布及發(fā)展趨勢(shì)等維度,反應(yīng)當(dāng)下商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn),并對(duì)未來(lái)發(fā)展給出建設(shè)性建議。本報(bào)告得到了中關(guān)村領(lǐng)創(chuàng)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟多家成員單位的鼎力支持。
商業(yè)航天的內(nèi)涵和定義
關(guān)于商業(yè)航天,各航天大國(guó)都是根據(jù)自己國(guó)情、發(fā)展目的、技術(shù)基礎(chǔ)等做出了相關(guān)內(nèi)涵界定。
美國(guó):2010年美國(guó)《國(guó)家航天政策》中提出,商業(yè)航天活動(dòng)是“私營(yíng)企業(yè)在承擔(dān)適度的投資風(fēng)險(xiǎn)和責(zé)任的前提下,提供航天產(chǎn)品和服務(wù)的活動(dòng)。商業(yè)航天活動(dòng)與基于市場(chǎng)動(dòng)機(jī)的活動(dòng)都以控制成本、優(yōu)化投資回報(bào)率為目標(biāo),均具有為現(xiàn)有或潛在非政府用戶(hù)提供產(chǎn)品和服務(wù)的法定資格?!?,根據(jù)概定義,包括三個(gè)方面:一是國(guó)家類(lèi)航天工程項(xiàng)目商業(yè)化運(yùn)行。即把私企能承擔(dān)的國(guó)家重大航天工程項(xiàng)目(涵蓋軍事航天工程項(xiàng)目),都通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制交給私企運(yùn)營(yíng);二是非政府航天工程項(xiàng)目商業(yè)化運(yùn)行。即航天項(xiàng)目完全由私營(yíng)企業(yè)自行發(fā)起、社會(huì)投資、自主經(jīng)營(yíng)、自擔(dān)風(fēng)險(xiǎn);三是航天應(yīng)用領(lǐng)域商業(yè)化。即私營(yíng)企業(yè)圍繞衛(wèi)星通信、衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域提供航天產(chǎn)品和服務(wù)的活動(dòng)。
歐洲:主要航天國(guó)家對(duì)商業(yè)航天的普遍認(rèn)識(shí)是,按市場(chǎng)規(guī)則運(yùn)行的所有航天活動(dòng),如企業(yè)以競(jìng)爭(zhēng)性方式承接歐盟、歐空局或歐洲國(guó)家的政府項(xiàng)目,包括使用公私合作模式(PPP),由公私各方共同承擔(dān)責(zé)任和融資風(fēng)險(xiǎn),實(shí)現(xiàn)航天資源的高效配置。對(duì)企業(yè)的所有制屬性不做過(guò)多限制。
我國(guó):關(guān)于商業(yè)航天,國(guó)內(nèi)還沒(méi)有統(tǒng)一的、被業(yè)內(nèi)廣泛接受的成熟概念。本研究中,商業(yè)航天定義為按市場(chǎng)規(guī)則配置技術(shù)、資金、人才等資源要素,以盈利為目的、獨(dú)立的非政府航天活動(dòng)及商業(yè)行為。
商業(yè)航天的發(fā)展
隨著世界航天經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,航天產(chǎn)業(yè)是當(dāng)今世界上最具挑戰(zhàn)性和廣泛帶動(dòng)性的高科技領(lǐng)域之一,是國(guó)家綜合國(guó)力的集中體現(xiàn)和重要標(biāo)志,是國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和先進(jìn)制造業(yè)的重要組成部分。近幾年來(lái),隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展和航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模的日益擴(kuò)大,商業(yè)航天快速發(fā)展,以商業(yè)運(yùn)載火箭、低軌互聯(lián)網(wǎng)星座、亞軌道旅游、商業(yè)遙感等為代表的商業(yè)航天各領(lǐng)域得到迅速推進(jìn),航天產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)新的發(fā)展態(tài)勢(shì),成為推進(jìn)全球航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?,商業(yè)航天已經(jīng)穩(wěn)居世界航天經(jīng)濟(jì)的核心主導(dǎo)地位,并呈現(xiàn)高潮迭起的態(tài)勢(shì)。
商業(yè)航天的發(fā)展催生了新的航天發(fā)展模式,培育了新型的航天企業(yè)主體,進(jìn)一步激發(fā)了航天發(fā)展的新活力,展現(xiàn)出了旺盛的生命力和良好的發(fā)展勢(shì)頭。2021年,全球航天產(chǎn)業(yè)收入已達(dá)6000多億美元,其中商業(yè)航天占比高達(dá)80%,商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為世界發(fā)達(dá)國(guó)家倍受追捧的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),成為推進(jìn)全球航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?,是建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的新機(jī)遇、新動(dòng)能、新賽道、新業(yè)態(tài),是社會(huì)資本熱捧的投資前沿領(lǐng)域,同時(shí)也是世界大國(guó)戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)與博弈的主陣地、主戰(zhàn)場(chǎng)。
作為航天產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略型先導(dǎo)產(chǎn)業(yè),商業(yè)航天能夠充分發(fā)揮民營(yíng)效率優(yōu)勢(shì),構(gòu)建上下游產(chǎn)業(yè)鏈體系,整合技術(shù)降低成本;以航天技術(shù)成果轉(zhuǎn)化與應(yīng)用為特色的產(chǎn)業(yè)鏈條快速延伸,在信息安全、安防安保、空間生物、節(jié)能環(huán)保、物聯(lián)網(wǎng)、新能源、軟件、氣象工程、特種裝備等民用產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域形成了一定產(chǎn)業(yè)規(guī)模,對(duì)于帶動(dòng)周邊產(chǎn)業(yè)發(fā)展及升級(jí)具有十分明顯的作用。商業(yè)航天的快速發(fā)展,使得傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式正在被顛覆,新經(jīng)濟(jì)、新業(yè)態(tài)得到快速的應(yīng)用和催生。
商業(yè)航天政策與法規(guī)
總體上看,我國(guó)直接針對(duì)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)出臺(tái)的監(jiān)管政策較少,但我國(guó)針對(duì)航天產(chǎn)業(yè)本身的監(jiān)管政策,對(duì)商業(yè)航天也同樣適用,并在某種程度上對(duì)我國(guó)商業(yè)航天的發(fā)展產(chǎn)生了深刻影響。從這個(gè)意義上說(shuō),我國(guó)在商業(yè)航天的火箭研制與發(fā)射、衛(wèi)星研制、衛(wèi)星應(yīng)用、頻率軌位資源管理等環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的政策法規(guī)加以規(guī)范,這些規(guī)范性文件從當(dāng)時(shí)管理需求出發(fā),對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的規(guī)范發(fā)展起到了重要作用,但也存在一些文件與其所應(yīng)有的法律位階不相適應(yīng)、一些文件已不適應(yīng)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀等情況,對(duì)這些文件應(yīng)該視情況轉(zhuǎn)化為法律或予以廢止。
國(guó)家對(duì)商業(yè)航天監(jiān)管的規(guī)范性文件一覽表
近年來(lái),國(guó)家密集出臺(tái)各類(lèi)支持商業(yè)航天發(fā)展的政策或規(guī)劃,覆蓋衛(wèi)星研制、發(fā)射、衛(wèi)星應(yīng)用等細(xì)分領(lǐng)域,有力地促進(jìn)了商業(yè)航天的發(fā)展。從政策具體內(nèi)容來(lái)看,主要包括在相關(guān)政策或規(guī)劃中提出未來(lái)某一階段的具體發(fā)展目標(biāo),或者提出鼓勵(lì)發(fā)展的細(xì)分領(lǐng)域。
國(guó)家促進(jìn)商業(yè)航天發(fā)展的有關(guān)政策一覽表
由于商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)屬于高科技產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)力較強(qiáng),經(jīng)濟(jì)效益明顯,因此深受我國(guó)地方政府歡迎。隨著各地“十四五”規(guī)劃的出臺(tái),從各地“十四五”規(guī)劃中,也有許多關(guān)于商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)相關(guān)的內(nèi)容。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)不含港澳臺(tái)的31個(gè)省級(jí)行政區(qū)域相繼發(fā)布的“十四五規(guī)劃”中,有30個(gè)省級(jí)行政區(qū)域提及了商業(yè)航天或航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展有關(guān)的內(nèi)容,占比高達(dá)96.7%。
部分地方政府促進(jìn)商業(yè)航天發(fā)展的政策文件
從全國(guó)各省級(jí)行政區(qū)“十四五”規(guī)劃中對(duì)航天產(chǎn)業(yè)的政策定位來(lái)看,基本可以分為定位為以制造業(yè)為主(產(chǎn)業(yè)鏈上游)的省份和定位于以服務(wù)業(yè)為主(產(chǎn)業(yè)鏈中、下游)的省份兩類(lèi)。前者一般擁有較好的傳統(tǒng)航天產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),且經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng),往往還會(huì)往產(chǎn)業(yè)鏈下游(服務(wù)業(yè))延伸;后者較多聚焦于本省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),將衛(wèi)星應(yīng)用作為重要手段為本省經(jīng)濟(jì)發(fā)展有關(guān)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型升級(jí)賦能。
省級(jí)“十四五”規(guī)劃中主要定位于航天領(lǐng)域制造業(yè)的省份圖
省級(jí)“十四五”規(guī)劃中主要定位于航天領(lǐng)域服務(wù)業(yè)的省份圖
商業(yè)航天活動(dòng)
商業(yè)發(fā)射活動(dòng):商業(yè)發(fā)射是指以盈利為目的進(jìn)行的運(yùn)載火箭發(fā)射活動(dòng),所搭載的載荷類(lèi)型主要是國(guó)內(nèi)外商業(yè)衛(wèi)星。本報(bào)告主要通過(guò)火箭搭載載荷的性質(zhì)和火箭研制方背景來(lái)判斷是否為商業(yè)發(fā)射。
我國(guó)最早的商業(yè)發(fā)射可以追溯到1990年用長(zhǎng)征三號(hào)火箭對(duì)亞洲一號(hào)衛(wèi)星的發(fā)射。發(fā)展至今,商業(yè)發(fā)射領(lǐng)域是目前資本最為關(guān)注的商業(yè)航天細(xì)分領(lǐng)域,也是近年來(lái)融資金額最大的商業(yè)航天細(xì)分領(lǐng)域。近年來(lái),我國(guó)在商業(yè)發(fā)射領(lǐng)域發(fā)展迅速,一系列重點(diǎn)商業(yè)火箭型號(hào)陸續(xù)完成了地面試驗(yàn)、總裝、發(fā)射等活動(dòng),并形成了一定的社會(huì)影響力。近年來(lái)該領(lǐng)域主要商業(yè)航天活動(dòng)如下表所示:
2015-2021年我國(guó)商業(yè)發(fā)射分類(lèi)情況圖
2015-2021年各型號(hào)火箭商業(yè)發(fā)射次數(shù)圖
火箭研制活動(dòng):在商業(yè)火箭的研制上,我國(guó)的“快舟”系列火箭是先行者,早在2013年我國(guó)就首次采用“快舟”固體小型運(yùn)載火箭以一車(chē)一箭車(chē)載機(jī)動(dòng)發(fā)射方式成功將“快舟一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射升空;2018年,我國(guó)的零壹空間公司又發(fā)射了首顆民營(yíng)商業(yè)火箭“OS-M”;2021年,星河動(dòng)力公司研制的“谷神星一號(hào)”取得了民營(yíng)商業(yè)火箭的連續(xù)發(fā)射成功。目前我國(guó)已發(fā)射和在研的商業(yè)運(yùn)載火箭型號(hào)合計(jì)超過(guò)20種。
我國(guó)已發(fā)射和主要在研商業(yè)運(yùn)載火箭情況表
商業(yè)衛(wèi)星研制:商業(yè)衛(wèi)星是指在軌運(yùn)行后將以商業(yè)化方式運(yùn)營(yíng)并用于盈利目的的衛(wèi)星??傮w上看,目前我國(guó)遙感衛(wèi)星和導(dǎo)航衛(wèi)星領(lǐng)域都呈現(xiàn)出以公益衛(wèi)星為主體,商業(yè)衛(wèi)星為補(bǔ)充的特點(diǎn);通信衛(wèi)星領(lǐng)域當(dāng)前商業(yè)化程度較高,大部分民用通信衛(wèi)星都已經(jīng)以商業(yè)化方式運(yùn)營(yíng)。據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2021年12月底,我國(guó)共有在軌商業(yè)衛(wèi)星(不含試驗(yàn)星)179顆。
1、商業(yè)遙感衛(wèi)星
我國(guó)第一顆完全以商業(yè)化模式運(yùn)營(yíng)的遙感衛(wèi)星為北京二十一世紀(jì)公司所運(yùn)營(yíng)的“北京一號(hào)”遙感衛(wèi)星,該衛(wèi)星由我國(guó)與英國(guó)的薩里衛(wèi)星技術(shù)有限公司(SSTL)合作設(shè)計(jì)制造,于2005年投入使用。到2015年,由長(zhǎng)光衛(wèi)星公司研制的“吉林一號(hào)”光學(xué)遙感衛(wèi)星發(fā)射升空,該衛(wèi)星是我國(guó)第一顆自主研發(fā)的商業(yè)遙感衛(wèi)星。從2015年至今,我國(guó)商業(yè)遙感衛(wèi)星研制領(lǐng)域蓬勃發(fā)展,已經(jīng)成為當(dāng)前我國(guó)商業(yè)衛(wèi)星研制數(shù)量最多、最活躍的領(lǐng)域。主要包括吉林、高景、北京、珠海、航天宏圖、海絲、星時(shí)代、天雁、千乘、佛山、齊魯、瀟湘、靈鵲等系列衛(wèi)星。到2021年底,我國(guó)商業(yè)航天公司、高校和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究機(jī)構(gòu)、地方政府等各類(lèi)主體已規(guī)劃商業(yè)遙感衛(wèi)星星座計(jì)劃27個(gè),規(guī)劃衛(wèi)星總數(shù)超過(guò)1801顆。2021年當(dāng)年,我國(guó)研制并成功發(fā)射商業(yè)遙感衛(wèi)星及其試驗(yàn)星20顆,具體情況如下表所示:
2021年我國(guó)發(fā)射商業(yè)遙感衛(wèi)星表
到2021年底,我國(guó)已發(fā)射商業(yè)遙感衛(wèi)星及其試驗(yàn)星超過(guò)87顆,其中絕大部分屬于光學(xué)遙感衛(wèi)星,部分遙感星座建設(shè)情況如下表所示:
我國(guó)主要商業(yè)遙感衛(wèi)星星座建設(shè)情況表(截至2021年底)
2、商業(yè)通信衛(wèi)星
我國(guó)民用通信衛(wèi)星開(kāi)展商業(yè)化運(yùn)營(yíng)之路最早可追溯到二十世紀(jì)八九十年代,至今已探索出了一套適合我國(guó)國(guó)情的商業(yè)通信衛(wèi)星發(fā)展之路。在研制領(lǐng)域,地球靜止軌道通信衛(wèi)星的訂單基本被國(guó)家航天力量所把控,總體研制層面缺乏民營(yíng)企業(yè)參與。到2015年后,隨著國(guó)家對(duì)商業(yè)航天的鼓勵(lì)政策,我國(guó)開(kāi)始不斷有民營(yíng)企業(yè)涉足低軌商業(yè)通信衛(wèi)星研制,目前我國(guó)民營(yíng)背景的商業(yè)通信衛(wèi)星主要集中在低軌互聯(lián)網(wǎng)通信衛(wèi)星和低軌物聯(lián)網(wǎng)通信衛(wèi)星的研制方面。
2021年我國(guó)主要商業(yè)通信衛(wèi)星發(fā)射情況表
目前我國(guó)商業(yè)通信衛(wèi)星包括亞太衛(wèi)星、亞洲衛(wèi)星、鑫諾衛(wèi)星、天通衛(wèi)星、中星等地球靜止軌道衛(wèi)星系列和正在規(guī)劃建設(shè)中的星網(wǎng)、上海垣信衛(wèi)星、九天微星、天啟等低軌通信衛(wèi)星系列。
我國(guó)同步軌道商業(yè)通信衛(wèi)星情況表(截至2021年底)
除星網(wǎng)和上海垣信衛(wèi)星的低軌星座外,其他部分已公布的低軌星座建設(shè)情況如下表所示:
我國(guó)低軌商業(yè)通信衛(wèi)星建設(shè)規(guī)劃情況表(截至2021年底)
3、其他商業(yè)衛(wèi)星
除了商業(yè)遙感和商業(yè)通信衛(wèi)星外,目前國(guó)內(nèi)商業(yè)航天領(lǐng)域還包括商業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、商業(yè)AIS衛(wèi)星、商業(yè)電磁頻譜探測(cè)衛(wèi)星、商業(yè)低軌導(dǎo)航增強(qiáng)衛(wèi)星等。2015年至今,我國(guó)在這些商業(yè)航天細(xì)分領(lǐng)域也取得了較大的進(jìn)步:
2016年我國(guó)第一顆商業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“瀟湘一號(hào)”發(fā)射成功;
2017年,我國(guó)第一顆低軌導(dǎo)航增強(qiáng)試驗(yàn)用衛(wèi)星和第一顆AIS商用海事衛(wèi)星分別發(fā)射成功;
2019年,我國(guó)第一顆商業(yè)電磁頻譜探測(cè)衛(wèi)星“鐘子號(hào)”發(fā)射成功。
其他商業(yè)衛(wèi)星研制和發(fā)射情況表(截至2021年底)
衛(wèi)星在軌運(yùn)管服務(wù):航天器在軌正常運(yùn)行所需保障性服務(wù)包括:測(cè)控與數(shù)據(jù)接收、遙感衛(wèi)星定標(biāo)、碰撞預(yù)警等服務(wù)。
1、商業(yè)測(cè)控和數(shù)據(jù)接收服務(wù)。據(jù)統(tǒng)計(jì),經(jīng)過(guò)近幾年的快速發(fā)展,目前我國(guó)商業(yè)測(cè)控站已遍布全國(guó)和海外地區(qū),測(cè)控站點(diǎn)的設(shè)施設(shè)備數(shù)量合計(jì)超過(guò)100臺(tái)套。我國(guó)部分商業(yè)公司地面站點(diǎn)建設(shè)情況如下:
我國(guó)主要商業(yè)公司地面站網(wǎng)
2、 碰撞預(yù)警服務(wù)。近年來(lái),隨著以SpaceX為代表的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的興起,在軌衛(wèi)星數(shù)量爆發(fā)式的增長(zhǎng),發(fā)生空間碰撞的風(fēng)險(xiǎn)急劇增加。據(jù)新聞報(bào)道,僅2021年,SpaceX的星鏈衛(wèi)星就曾2次靠近中國(guó)的空間站,給我國(guó)執(zhí)行在軌任務(wù)的航天員帶來(lái)了巨大的風(fēng)險(xiǎn),并使得尚在建設(shè)階段的中國(guó)空間站組合體實(shí)施了兩次“緊急避碰”。從國(guó)際法來(lái)說(shuō),由于各衛(wèi)星均有歸屬?lài)?guó),各歸屬?lài)?guó)均有義務(wù)避免碰撞的發(fā)生,在此需求下,天鏈測(cè)控于2021年開(kāi)發(fā)部署了“碰撞預(yù)警分析系統(tǒng)”,經(jīng)過(guò)多次實(shí)戰(zhàn)化驗(yàn)證,系統(tǒng)具備了為各衛(wèi)星用戶(hù)提供常態(tài)化碰撞預(yù)警分析服務(wù)的能力,同時(shí)天鏈測(cè)控與國(guó)內(nèi)權(quán)威單位建立了良好的碰撞預(yù)警信息共享與通報(bào)機(jī)制,已具備常規(guī)預(yù)警、應(yīng)急預(yù)警和控制過(guò)程預(yù)警等多種模式下的預(yù)警能力。
3、衛(wèi)星定標(biāo)服務(wù)。定標(biāo)指用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備對(duì)儀器儀表進(jìn)行校驗(yàn)、調(diào)整以保證其測(cè)量精度。遙感衛(wèi)星定標(biāo)是指在遙感衛(wèi)星過(guò)境時(shí),對(duì)地面定標(biāo)場(chǎng)進(jìn)行拍攝成像,地面設(shè)備測(cè)量大氣狀態(tài)及地面狀態(tài),對(duì)衛(wèi)星實(shí)際成像與地面數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),分析評(píng)判衛(wèi)星成像誤差。遙感衛(wèi)星定標(biāo)需要借助專(zhuān)業(yè)的定標(biāo)設(shè)施進(jìn)行。
傳統(tǒng)的遙感衛(wèi)星定標(biāo)與真實(shí)性檢驗(yàn)技術(shù)和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施功能單一,建設(shè)成本高,共享性低,無(wú)法滿(mǎn)足我國(guó)商業(yè)衛(wèi)星領(lǐng)域日益增長(zhǎng)的定標(biāo)與真實(shí)性檢驗(yàn)需求。從國(guó)內(nèi)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況來(lái)看,商業(yè)化將成為未來(lái)一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。
衛(wèi)星應(yīng)用:傳統(tǒng)的航天應(yīng)用以衛(wèi)星為主,包括通信、導(dǎo)航、遙感、科研四大方向。隨著商業(yè)航天的 興起,產(chǎn)生了新的方向,在衛(wèi)星通信領(lǐng)域出現(xiàn)了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),以及太空旅行、太空采礦、 深空探測(cè)等。更長(zhǎng)期的如建設(shè)太空基地、移民火星等,也是人類(lèi)航天技術(shù)未來(lái)可能的發(fā)展方向。
1、衛(wèi)星遙感:衛(wèi)星遙感商業(yè)應(yīng)用的主要產(chǎn)出是衛(wèi)星遙感圖像及以遙感圖像為基礎(chǔ)的圖像分析服務(wù)。具體業(yè)務(wù)劃分包括:數(shù)據(jù)接收業(yè)務(wù)、遙感數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)、信息產(chǎn)品業(yè)務(wù)、大數(shù)據(jù)產(chǎn)品業(yè)務(wù)。
2、衛(wèi)星通信。按照傳統(tǒng)劃分,我國(guó)衛(wèi)星通信應(yīng)用按業(yè)務(wù)模式可分為衛(wèi)星電視直播、廣播業(yè)務(wù),衛(wèi)星固定通信業(yè)務(wù)和衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)。我國(guó)衛(wèi)星通信應(yīng)用領(lǐng)域長(zhǎng)期以地球同步軌道通信衛(wèi)星所提供的傳統(tǒng)直播、廣播和固定通信業(yè)務(wù)為主,衛(wèi)星通信應(yīng)用產(chǎn)值規(guī)模一直偏小。
2016年前后,隨著國(guó)外“Oneweb”和“星鏈計(jì)劃”不斷取得突破性進(jìn)展,國(guó)內(nèi)對(duì)低軌通信衛(wèi)星應(yīng)用的關(guān)注和熱度也在不斷增加。一些民營(yíng)企業(yè)如九天微星、銀河航天等陸續(xù)成立并致力于在該領(lǐng)域的發(fā)展。當(dāng)前,我國(guó)衛(wèi)星通信應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)形成了三條特征明顯的賽道,即地球靜止軌道衛(wèi)星通信,低軌衛(wèi)星通信,衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng),三條賽道有明顯不同的主導(dǎo)、參與者和商業(yè)模式。總體來(lái)看,地球靜止軌道衛(wèi)星傾向于提供電視直播、廣播,政府、企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)通信、高軌移動(dòng)通信等;低軌通信衛(wèi)星側(cè)重于發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)接入、低軌移動(dòng)通信等;物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)可由高軌或低軌通信衛(wèi)星提供,一般為窄帶數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。由于技術(shù)和行政準(zhǔn)入門(mén)檻相對(duì)友好,衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也是民營(yíng)企業(yè)提供服務(wù)最活躍的賽道。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于城市交通基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)、城市周邊生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象與自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)、空天地一體森林防火等領(lǐng)域。
3、衛(wèi)星導(dǎo)航。目前我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航已廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域以及電力、交通運(yùn)輸、公共安全、森林防火、防災(zāi)減災(zāi)等行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用是目前我國(guó)應(yīng)用衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域規(guī)模最大、發(fā)展最快、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最成功的領(lǐng)域。
與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用直接相關(guān)的,包括芯片、器件、算法、軟件、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、終端設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施等在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值在總產(chǎn)值中占比為32.11%,同比增長(zhǎng)11%;包括與定位導(dǎo)航授時(shí)應(yīng)用相關(guān)的其他各種數(shù)據(jù)及軟件產(chǎn)品、各類(lèi)集成應(yīng)用系統(tǒng)、基于位置信息的運(yùn)營(yíng)服務(wù)業(yè)務(wù)等在內(nèi)的,由衛(wèi)星導(dǎo)航衍生帶動(dòng)形成的關(guān)聯(lián)產(chǎn)值達(dá)到2738億元人民幣。同時(shí),我國(guó)北斗已經(jīng)走出國(guó)門(mén),在俄羅斯、巴基斯坦、泰國(guó)、緬甸、新加坡、印度尼西亞等國(guó)得到應(yīng)用和推廣。
技術(shù)創(chuàng)新:隨著規(guī)?;亲M網(wǎng)建設(shè)需求牽引及國(guó)外先進(jìn)制造理念影響,國(guó)內(nèi)衛(wèi)星批量化生產(chǎn)線(xiàn)也逐步開(kāi)始規(guī)劃和建造;不斷提高星上自主運(yùn)行和自主任務(wù)規(guī)劃能力,自主完成衛(wèi)星長(zhǎng)期在軌狀態(tài)管理和運(yùn)行監(jiān)測(cè),星上自主實(shí)現(xiàn)用戶(hù)定制的各載荷在軌應(yīng)用模式的相關(guān)操作復(fù)雜的控制指令序列,減輕地面測(cè)運(yùn)控壓力;液體火箭寬范圍變推力控制技術(shù)是可重復(fù)使用液體火箭得以應(yīng)用的瓶頸技術(shù)。國(guó)內(nèi)目前在飛的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)基本上還是定推力發(fā)動(dòng)機(jī),即使有一部分具備變推能力,但也是階躍性調(diào)節(jié)。
商業(yè)航天市場(chǎng)
根據(jù)測(cè)算,我國(guó)火箭研制總體規(guī)模從2015年63億元人民幣增長(zhǎng)到2021年134億元人民幣;衛(wèi)星研制總體規(guī)模從2015年244.9億元增長(zhǎng)到2021年已達(dá)到519.6億元人民幣,其中,商業(yè)微小衛(wèi)星(<200kg)研制規(guī)模從16.6億元增長(zhǎng)到36.6億元。衛(wèi)星應(yīng)用市場(chǎng)2021年我國(guó)衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)規(guī)模約為6837.8億元人民幣;航天保險(xiǎn)市場(chǎng)方面,我國(guó)由中國(guó)人保牽頭,在1997年成立了“航天保險(xiǎn)聯(lián)合體”,目前該聯(lián)合體成員幾乎包攬了國(guó)內(nèi)商業(yè)發(fā)射保險(xiǎn)市場(chǎng)。對(duì)超出保險(xiǎn)聯(lián)合體成員承保能力的部分,也會(huì)依商業(yè)慣例將份額再分保給國(guó)際市場(chǎng)。
2015-2021年我國(guó)航天保險(xiǎn)市場(chǎng)規(guī)模圖(單位:億元)
商業(yè)航天企業(yè)
據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)較活躍的商業(yè)航天企業(yè)已超過(guò)320家。當(dāng)前,商業(yè)航天企業(yè)已經(jīng)深入到產(chǎn)業(yè)鏈每一個(gè)細(xì)分環(huán)節(jié),從數(shù)量來(lái)說(shuō),產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)數(shù)量最多,產(chǎn)業(yè)鏈上游次之,產(chǎn)業(yè)鏈中游企業(yè)數(shù)量最少。值得注意的是,我國(guó)商業(yè)航天企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈布局較為靈活,一些商業(yè)航天企業(yè)采取了深耕某一產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的“縱向”發(fā)展戰(zhàn)略,另一些企業(yè)采取了跨產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)經(jīng)營(yíng)的“橫向”發(fā)展戰(zhàn)略,如衛(wèi)星應(yīng)用企業(yè)可能同時(shí)從事相關(guān)衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù),衛(wèi)星研制企業(yè)可能同時(shí)從事衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)、衛(wèi)星應(yīng)用業(yè)務(wù)。
商業(yè)航天發(fā)展趨勢(shì)
一、市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)
衛(wèi)星研制領(lǐng)域,從市場(chǎng)結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)出三個(gè)重要變化趨勢(shì),即商業(yè)遙感衛(wèi)星研制領(lǐng)域由單一的光學(xué)商業(yè)遙感衛(wèi)星研制到光學(xué)遙感衛(wèi)星與SAR衛(wèi)星并重;通信衛(wèi)星研制領(lǐng)域由扎堆提出低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星研制計(jì)劃到大部分聚焦于研制低軌物聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星;衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域全球服務(wù)系統(tǒng)組網(wǎng)完成,未來(lái)熱點(diǎn)在于建設(shè)低軌導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)。
我國(guó)商業(yè)衛(wèi)星研制市場(chǎng)結(jié)構(gòu)變化圖
市場(chǎng)結(jié)構(gòu)變化方面,短期市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將立足于誰(shuí)能提供更穩(wěn)定、成功率更高的固體火箭商業(yè)運(yùn)載服務(wù)。但長(zhǎng)期看,誰(shuí)能最早推出發(fā)射成功率高、發(fā)射次數(shù)穩(wěn)定、滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的中、大型液體箭型,誰(shuí)就能真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)載火箭研制的質(zhì)的突破和先發(fā)優(yōu)勢(shì)。
火箭研制市場(chǎng)短期和長(zhǎng)期市場(chǎng)聚焦關(guān)鍵能力
市場(chǎng)規(guī)模方面,結(jié)合我國(guó)商業(yè)衛(wèi)星星座發(fā)射計(jì)劃和當(dāng)前我國(guó)商業(yè)運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力估算,預(yù)計(jì)我國(guó)“十四五”期間商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到763.2億元人民幣。
衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域,市場(chǎng)結(jié)構(gòu)方面,衛(wèi)星遙感預(yù)計(jì)新型數(shù)據(jù)接收業(yè)務(wù)比重將進(jìn)一步加大,尤其是紅外、微波以及溫室氣體排放檢測(cè)等相關(guān)載荷比重預(yù)計(jì)將進(jìn)一步上升;衛(wèi)星通信預(yù)計(jì)短期內(nèi)衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)將保持高增長(zhǎng),長(zhǎng)期看低軌衛(wèi)星寬帶服務(wù)將逐步出現(xiàn)并規(guī)模化應(yīng)用。衛(wèi)星導(dǎo)航方面,隨著低軌增強(qiáng)和地基增強(qiáng)的深入,高精度服務(wù)將越來(lái)越呈現(xiàn)呈現(xiàn)泛在化的趨勢(shì),大眾設(shè)備也可以進(jìn)行低端測(cè)繪活動(dòng),不再是測(cè)繪設(shè)備廠(chǎng)商和商業(yè)服務(wù)提供商的專(zhuān)有市場(chǎng)。
市場(chǎng)規(guī)模方面,按我國(guó)衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)有增速推算,“十四五”期間,衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域總體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到4.15萬(wàn)億元,年均市場(chǎng)規(guī)模約8313億元。
二、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
1、兼顧低成本和可靠性的商業(yè)元器件選用標(biāo)準(zhǔn)體系和質(zhì)量體系。商業(yè)微小衛(wèi)星以盈利為目的,因此在成本控制上較傳統(tǒng)衛(wèi)星更加苛刻。在成本的優(yōu)化上,衛(wèi)星有關(guān)元器件的成本降低是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié),宇航級(jí)元器件相對(duì)成熟工業(yè)級(jí)元器件來(lái)說(shuō),在同樣性能水平下成本可以高出數(shù)倍。但直接選用工業(yè)級(jí)元器件上星又面臨空間環(huán)境的諸多考驗(yàn),即使是把低成本看做很重要因素的商業(yè)衛(wèi)星也不敢貿(mào)然選用。因此,發(fā)展符合商業(yè)航天選用需求的元器件標(biāo)準(zhǔn)體系、質(zhì)量體系,兼顧商業(yè)航天的成本要求和可靠性要求,則成為未來(lái)商業(yè)航天發(fā)展的重要趨勢(shì)。
2、可重復(fù)使用商業(yè)火箭研制。近年來(lái),由于美國(guó)“獵鷹9”火箭在成本、運(yùn)載能力方面取得的巨大成功??芍貜?fù)使用火箭研制成為商業(yè)運(yùn)載火箭研制領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。目前全世界僅有SpaceX的“獵鷹9號(hào)”液氧/煤油火箭具備垂直回收重復(fù)使用能力,同時(shí)也是全球發(fā)射成本最低的火箭,占據(jù)2020全球發(fā)射市場(chǎng)的50%以上。由于動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),僅液體火箭具備實(shí)現(xiàn)可重復(fù)使用的能力,而動(dòng)力系統(tǒng)占液體火箭整箭成本的70%以上,通過(guò)對(duì)火箭的子級(jí)回收,可以大幅降低火箭的發(fā)射成本。根據(jù)公開(kāi)報(bào)道,星際榮耀、藍(lán)箭、星河動(dòng)力、深藍(lán)航天等均致力于研制商業(yè)可重復(fù)使用運(yùn)載火箭。商業(yè)可重復(fù)使用運(yùn)載火箭的研制,將成為未來(lái)我國(guó)新一代商業(yè)運(yùn)載火箭發(fā)展最重要的技術(shù)趨勢(shì)之一。
3、一箭多星多任務(wù)并行商業(yè)測(cè)運(yùn)控。商業(yè)衛(wèi)星大多采用微納平臺(tái),整星重量小、成本低,前期試驗(yàn)階段以搭載發(fā)射為主,正式進(jìn)入組網(wǎng)階段將采用專(zhuān)箭一箭多星的方式發(fā)射。近兩年,商業(yè)衛(wèi)星一箭10星甚至更多衛(wèi)星的發(fā)射任務(wù)并不鮮見(jiàn),Starlink星座幾乎都是以一箭60星的速度快速發(fā)射,因此多星入軌和飛控階段的多任務(wù)并行測(cè)運(yùn)控將成為一個(gè)迫切且重要的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。
4、“軟件+服務(wù)”變革衛(wèi)星通信應(yīng)用模式。傳統(tǒng)衛(wèi)星通信應(yīng)用模式上,衛(wèi)星主要作為通信鏈路的節(jié)點(diǎn)提供彎管式轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù),且業(yè)務(wù)類(lèi)型以窄帶通信為主。未來(lái)隨著衛(wèi)星通信應(yīng)用領(lǐng)域衛(wèi)星通信容量的提高,且衛(wèi)星寬帶通信的大力發(fā)展,以“軟件+服務(wù)”為特征的衛(wèi)星通信應(yīng)用模式將成為主流。即對(duì)于衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō),提供語(yǔ)音服務(wù)、數(shù)據(jù)流量服務(wù)只是作為通信基礎(chǔ)設(shè)施的管道化的存在,能夠創(chuàng)造價(jià)值的部分則是以此為基礎(chǔ)的個(gè)性化軟件和服務(wù)。
5、人工智能技術(shù)將牽引遙感大數(shù)據(jù)產(chǎn)品業(yè)務(wù)的發(fā)展。在衛(wèi)星遙感應(yīng)用的細(xì)分產(chǎn)品類(lèi)型中,大數(shù)據(jù)產(chǎn)品業(yè)務(wù)近年來(lái)增速最快。大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)涉及到海量數(shù)據(jù)的目標(biāo)提取、模式識(shí)別等過(guò)程。該領(lǐng)域的發(fā)展近年來(lái)與人工智能的發(fā)展密不可分,人工智能領(lǐng)域中的深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)必將極大推動(dòng)遙感大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的進(jìn)一步發(fā)展,人工智能技術(shù)未來(lái)將牽引遙感大數(shù)據(jù)產(chǎn)品業(yè)務(wù)的發(fā)展。
商業(yè)航天發(fā)展趨勢(shì)
從2015年以來(lái),我國(guó)商業(yè)航天加速發(fā)展,至今已到了第七個(gè)年頭?;厥卓磥?lái),我國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)在短短幾年時(shí)間在諸多省份形成了產(chǎn)業(yè)集群,跑出了一批具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的新型商業(yè)航天企業(yè),同時(shí)對(duì)我國(guó)航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)和發(fā)展格局產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。展望未來(lái),我國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)將持續(xù)發(fā)力,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。