摘要
隨著全球商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)進(jìn)入爆發(fā)式增長(zhǎng)期,電子技術(shù)作為航天器的"神經(jīng)中樞",正面臨著前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。2025年,中國(guó)商業(yè)航天完成50次發(fā)射,入軌商業(yè)衛(wèi)星311顆,占全年入軌衛(wèi)星總數(shù)的84%。在全球低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)競(jìng)賽中,"國(guó)網(wǎng)星座"與"千帆星座"加速組網(wǎng),推動(dòng)星載電子技術(shù)向高性能、低成本、抗輻射、智能化方向快速演進(jìn)。本文系統(tǒng)梳理2025年國(guó)內(nèi)外商業(yè)航天發(fā)展態(tài)勢(shì),深入剖析衛(wèi)星星座架構(gòu),全面闡述商業(yè)航天所需的關(guān)鍵電子技術(shù),涵蓋信息處理與計(jì)算、通信與射頻、測(cè)控與導(dǎo)航、電源與能源管理、抗輻射與電磁兼容、先進(jìn)載荷與應(yīng)用等核心技術(shù)領(lǐng)域,并展望2026年我國(guó)商業(yè)航天的發(fā)展趨勢(shì)。

第一章:2025年國(guó)內(nèi)外商業(yè)航天發(fā)展介紹
1.1 全球商業(yè)航天發(fā)展概況
2025年,全球商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)迎來(lái)"周更發(fā)射時(shí)代",全年完成約325次發(fā)射任務(wù),其中美國(guó)以163次發(fā)射占據(jù)全球50.2%的份額,中國(guó)以87次發(fā)射位列第二,兩國(guó)合計(jì)貢獻(xiàn)全球86%的發(fā)射量。這一數(shù)據(jù)標(biāo)志著商業(yè)航天已從傳統(tǒng)的國(guó)家主導(dǎo)模式轉(zhuǎn)變?yōu)樯虡I(yè)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)業(yè)化階段。
美國(guó)SpaceX公司繼續(xù)領(lǐng)跑全球商業(yè)航天市場(chǎng),全年完成138次發(fā)射,占美國(guó)發(fā)射總量的84.7%。截至2025年底,SpaceX的星鏈(Starlink)星座已累計(jì)發(fā)射超過(guò)10000顆衛(wèi)星,在軌工作衛(wèi)星數(shù)量超過(guò)9000顆,服務(wù)覆蓋全球七大洲155個(gè)以上國(guó)家和地區(qū),活躍終端用戶(hù)數(shù)突破920萬(wàn)。星鏈系統(tǒng)的成功運(yùn)營(yíng)不僅驗(yàn)證了大規(guī)模低軌星座的技術(shù)可行性,更開(kāi)創(chuàng)了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的新模式。

從市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看,2025年全球商業(yè)航天市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)突破2.8萬(wàn)億元人民幣,其中衛(wèi)星制造、發(fā)射服務(wù)、地面設(shè)備、衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)等細(xì)分領(lǐng)域均保持高速增長(zhǎng)。SpaceX公司估值已高達(dá)1.5萬(wàn)億美元,并確認(rèn)籌備2026年潛在IPO計(jì)劃,這將進(jìn)一步釋放商業(yè)航天板塊的估值空間,吸引長(zhǎng)線(xiàn)資金加速布局。
歐洲、日本、印度等國(guó)家和地區(qū)也在積極布局商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)。歐洲通過(guò)"阿里安"系列火箭和"伽利略"導(dǎo)航系統(tǒng)保持競(jìng)爭(zhēng)力;日本依托H3火箭和商業(yè)遙感衛(wèi)星拓展市場(chǎng);印度則憑借低成本發(fā)射優(yōu)勢(shì)吸引國(guó)際商業(yè)訂單。然而,從發(fā)射頻次、技術(shù)成熟度和市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看,中美兩國(guó)已形成明顯的"雙雄"格局。
1.2 中國(guó)商業(yè)航天發(fā)展現(xiàn)狀
2025年是中國(guó)商業(yè)航天發(fā)展史上具有里程碑意義的一年。根據(jù)國(guó)家航天局公布的數(shù)據(jù),全年商業(yè)航天完成發(fā)射50次,占我國(guó)全年宇航發(fā)射總數(shù)的54%,首次超過(guò)半壁江山。其中,商業(yè)運(yùn)載火箭發(fā)射25次,海南商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)投入使用并實(shí)施9次發(fā)射,其他商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射16次。全年入軌商業(yè)衛(wèi)星311顆,占我國(guó)全年入軌衛(wèi)星總數(shù)的84%。
發(fā)射場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得重大突破
2024年11月30日,我國(guó)首個(gè)商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)——海南商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)首次發(fā)射取得圓滿(mǎn)成功,這是中國(guó)首個(gè)企建民用的航天發(fā)射場(chǎng)。該發(fā)射場(chǎng)擁有兩個(gè)中型液體發(fā)射工位,基本覆蓋我國(guó)主流商業(yè)火箭的多種構(gòu)型,每個(gè)中型液體工位每年均可發(fā)射16發(fā)火箭,具備常態(tài)化高密度發(fā)射能力。2025年,海南商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)累計(jì)完成10次發(fā)射,有效緩解了傳統(tǒng)發(fā)射場(chǎng)的容量限制。

可重復(fù)使用運(yùn)載火箭技術(shù)加速突破
2025年12月3日,朱雀三號(hào)遙一運(yùn)載火箭在東風(fēng)商業(yè)航天創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū)發(fā)射升空,雖然一子級(jí)在著陸段點(diǎn)火后出現(xiàn)異常,未實(shí)現(xiàn)軟著陸,但二子級(jí)成功入軌,標(biāo)志著我國(guó)可重復(fù)使用火箭技術(shù)取得重要進(jìn)展。此外,長(zhǎng)征十二A、天龍三號(hào)、引力二號(hào)、雙曲線(xiàn)三號(hào)、智神星一號(hào)等一批新型號(hào)商業(yè)火箭在2025年底陸續(xù)迎來(lái)首飛。這些可復(fù)用火箭的成熟將大幅降低發(fā)射成本,助力國(guó)內(nèi)低軌衛(wèi)星星座組網(wǎng)加速落地。
衛(wèi)星制造能力快速提升
千帆星座的衛(wèi)星制造商上海微小衛(wèi)星工程中心具備每年300顆以上的衛(wèi)星產(chǎn)能,格思航天規(guī)劃目標(biāo)產(chǎn)能為年產(chǎn)270顆;銀河航天南通衛(wèi)星智慧工廠年產(chǎn)能預(yù)計(jì)可達(dá)300-500顆。批量化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)模式正在逐步替代傳統(tǒng)的"定制化"生產(chǎn)方式,為大規(guī)模星座部署奠定基礎(chǔ)。
從市場(chǎng)規(guī)模看,2025年我國(guó)商業(yè)航天市場(chǎng)規(guī)模約7810.4億元,其中導(dǎo)航與位置服務(wù)5815億元,衛(wèi)星通信888.5億元,衛(wèi)星遙感產(chǎn)業(yè)170.3億元,商業(yè)航天設(shè)備59.7億元,發(fā)射規(guī)模199.7億元。商業(yè)遙感衛(wèi)星已成為拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、豐富日常應(yīng)用的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
1.3 商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展特點(diǎn)
中國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈已完成"從0到1"的跨越式突破,但想要"從1到N"實(shí)現(xiàn)規(guī)?;?、市場(chǎng)化驅(qū)動(dòng)發(fā)展,仍面臨以下挑戰(zhàn):
成本壓力依然突出
傳統(tǒng)航天以"保成功"為第一要?jiǎng)?wù),單件產(chǎn)品和試制周期長(zhǎng)、冗余設(shè)計(jì)多、人工與試驗(yàn)成本高。相比之下,SpaceX單次發(fā)射成本已降至1500-3000美元/公斤區(qū)間,獵鷹9號(hào)一級(jí)助推器B1067已完成29次復(fù)用飛行。而我國(guó)商業(yè)火箭單次發(fā)射成本仍在5000-8000美元/公斤區(qū)間徘徊,復(fù)用技術(shù)尚未普及,發(fā)射頻率和成本優(yōu)化潛力巨大。
規(guī)?;a(chǎn)能力有待提升
2024年我國(guó)全年發(fā)射衛(wèi)星257顆,其中商業(yè)衛(wèi)星201顆。而星網(wǎng)、千帆等巨型星座需每年發(fā)射超千顆才能按規(guī)劃推進(jìn)。當(dāng)前衛(wèi)星和火箭生產(chǎn)仍以"定制化"為主,標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,批量化、規(guī)?;a(chǎn)能力尚未完全釋放。
頻軌資源競(jìng)爭(zhēng)激烈
2025年12月底,我國(guó)正式向國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)提交了新增20.3萬(wàn)顆衛(wèi)星的頻率與軌道資源申請(qǐng)。按照ITU規(guī)則,申請(qǐng)單位必須在7年內(nèi)完成首批10%部署以保留權(quán)利,9年內(nèi)完成50%,14年內(nèi)完成全部部署。這意味著我國(guó)需要在7年內(nèi)完成約2萬(wàn)顆衛(wèi)星部署,對(duì)發(fā)射能力和衛(wèi)星制造能力提出極高要求。
盡管面臨挑戰(zhàn),中國(guó)商業(yè)航天已形成"國(guó)家隊(duì)"與"民營(yíng)隊(duì)"并行的特色模式。北京作為航天事業(yè)發(fā)源地,已培育銀河航天、星際榮耀、星河動(dòng)力等30家國(guó)家級(jí)專(zhuān)精特新"小巨人"企業(yè)。截至2025年5月,中國(guó)在冊(cè)的商業(yè)火箭公司達(dá)37家,商業(yè)衛(wèi)星公司超過(guò)400家,產(chǎn)業(yè)生態(tài)日趨完善。
1.4 商業(yè)航天發(fā)展趨勢(shì)分析
技術(shù)趨勢(shì)方面
可重復(fù)使用運(yùn)載火箭、大規(guī)模低軌星座、衛(wèi)星直連通信、在軌服務(wù)與制造成為四大發(fā)展方向。SpaceX星艦(Starship)實(shí)現(xiàn)完全可重復(fù)使用,將單次發(fā)射成本降至傳統(tǒng)火箭的1/10;星鏈已啟動(dòng)手機(jī)直連衛(wèi)星服務(wù),推動(dòng)衛(wèi)星通信與地面移動(dòng)通信融合。
應(yīng)用趨勢(shì)方面
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、遙感大數(shù)據(jù)、精準(zhǔn)導(dǎo)航、太空旅游等應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)從寬帶接入向物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、航空航海通信延伸;遙感數(shù)據(jù)從靜態(tài)圖像向?qū)崟r(shí)視頻、三維重建、變化監(jiān)測(cè)發(fā)展;導(dǎo)航定位從米級(jí)精度向厘米級(jí)、毫米級(jí)演進(jìn)。
產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)方面
垂直整合與水平分工并存,頭部企業(yè)通過(guò)全產(chǎn)業(yè)鏈布局構(gòu)建生態(tài)壁壘,專(zhuān)業(yè)化公司聚焦細(xì)分領(lǐng)域形成技術(shù)壁壘。資本市場(chǎng)對(duì)商業(yè)航天的關(guān)注度持續(xù)提升,2025年商業(yè)航天指數(shù)年內(nèi)漲幅達(dá)58.95%,反映出市場(chǎng)對(duì)行業(yè)長(zhǎng)期增長(zhǎng)確定性的認(rèn)可。
第二章:我國(guó)衛(wèi)星星座介紹
2.1 衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略?xún)r(jià)值
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是基于衛(wèi)星通信技術(shù)提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的全球性通信系統(tǒng),具有覆蓋范圍廣、不受地理?xiàng)l件限制、部署快速靈活等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在地面網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)、海洋、空中以及應(yīng)急救災(zāi)場(chǎng)景,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是不可或缺的通信手段。
從戰(zhàn)略層面看,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已成為全球通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的新高地,是大國(guó)博弈的重要領(lǐng)域。當(dāng)前,低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)更掀起"基建狂潮",成為一場(chǎng)"先到先得"的太空圈地運(yùn)動(dòng)。地球近地軌道預(yù)計(jì)可容納約6萬(wàn)顆衛(wèi)星,而全球已申報(bào)的衛(wèi)星數(shù)量遠(yuǎn)超這一數(shù)字,頻軌資源的稀缺性使得競(jìng)爭(zhēng)日趨白熱化。
2026年1月12日,根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)最新披露數(shù)據(jù),中國(guó)通過(guò)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)再次申報(bào)了名為CTC-1及CTC-2的超大規(guī)模衛(wèi)星星座計(jì)劃,申報(bào)總數(shù)接近20萬(wàn)顆,這一規(guī)模創(chuàng)下國(guó)內(nèi)衛(wèi)星星座申報(bào)的新紀(jì)錄。

2.2 國(guó)網(wǎng)星座(GW星座)
國(guó)網(wǎng)星座由中國(guó)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司(中國(guó)星網(wǎng))打造,是我國(guó)首個(gè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃、首個(gè)空天一體6G互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃。該星座共計(jì)規(guī)劃發(fā)射12992顆衛(wèi)星,分為兩個(gè)子星座:
GW-A59子星座:6080顆衛(wèi)星,分布在500-600千米的極低軌道,主要提供低時(shí)延、高速率的寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務(wù);
GW-A2子星座:6912顆衛(wèi)星,分布在1145千米的近地軌道,側(cè)重廣覆蓋和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
2024年12月16日,我國(guó)以"一箭十星"成功發(fā)射衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低軌01組衛(wèi)星,標(biāo)志著GW星座正式邁入建設(shè)階段。2025年,GW星座進(jìn)入高密度組網(wǎng)期,8月12日長(zhǎng)征五號(hào)乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射低軌08組衛(wèi)星,8月17日長(zhǎng)征六號(hào)改運(yùn)載火箭成功發(fā)射低軌09組衛(wèi)星。7月27日至8月17日期間,連續(xù)完成05組至09組衛(wèi)星發(fā)射,組網(wǎng)速度顯著加快。
根據(jù)規(guī)劃,未來(lái)五年內(nèi)我國(guó)將發(fā)射GW星座約10%的組網(wǎng)衛(wèi)星(約1300顆),到2035年完成全部12992顆衛(wèi)星的發(fā)射任務(wù),實(shí)現(xiàn)全球組網(wǎng)覆蓋。GW星座的建設(shè)將構(gòu)建自主可控的全球?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò),對(duì)標(biāo)SpaceX星鏈,避免太空資源和戰(zhàn)略主動(dòng)權(quán)被國(guó)外壟斷。
2.3 千帆星座(G60星座)
千帆星座由上海垣信衛(wèi)星科技有限公司牽頭建設(shè),因位于長(zhǎng)三角G60科創(chuàng)走廊而得名。該星座空間段遠(yuǎn)景規(guī)劃部署1.5萬(wàn)余顆衛(wèi)星,按照"三步走"戰(zhàn)略推進(jìn):
· 第一階段(2025年底):完成648顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng),初步提供區(qū)域網(wǎng)絡(luò)覆蓋;
· 第二階段(2027年底):完成共1296顆衛(wèi)星的一期建設(shè),提供全球網(wǎng)絡(luò)覆蓋;
· 第三階段(2030年底):完成超1.5萬(wàn)顆低軌衛(wèi)星的互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)。
2024年8月6日,千帆星座首批18顆商業(yè)組網(wǎng)衛(wèi)星成功發(fā)射升空,并順利進(jìn)入預(yù)定軌道,發(fā)射任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。2025年,千帆星座進(jìn)入批量部署階段,衛(wèi)星分別由上海微小衛(wèi)星工程中心和上海格思航天制造,前者承擔(dān)50%產(chǎn)能,具備每年300顆以上的衛(wèi)星產(chǎn)能;后者承擔(dān)50%產(chǎn)能,規(guī)劃目標(biāo)產(chǎn)能為年產(chǎn)270顆。
千帆星座側(cè)重民用通信與物聯(lián)網(wǎng)服務(wù),與國(guó)網(wǎng)星座形成互補(bǔ)。在商業(yè)運(yùn)營(yíng)方面,千帆星座積極拓展國(guó)際合作,已與多個(gè)國(guó)家和地區(qū)簽署服務(wù)協(xié)議,推動(dòng)中國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)"走出去"。
2.4 其他商業(yè)星座
銀河星座:由北京銀河航天科技有限公司建設(shè),依托其南通衛(wèi)星智慧工廠年產(chǎn)能300-500顆的能力,計(jì)劃構(gòu)建超大規(guī)模低軌星座。銀河航天專(zhuān)注于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和遙感應(yīng)用,已發(fā)射多顆試驗(yàn)衛(wèi)星驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)。
吉利未來(lái)出行星座:由時(shí)空道宇科技有限公司建設(shè),是首個(gè)面向出行領(lǐng)域的低軌衛(wèi)星星座。該星座計(jì)劃部署240顆衛(wèi)星,為智能駕駛、無(wú)人機(jī)物流、海洋航運(yùn)等領(lǐng)域提供高精度定位服務(wù)和通信能力。2025年,吉利星座已完成多個(gè)軌道面部署,開(kāi)始為極氪、領(lǐng)克等品牌汽車(chē)提供衛(wèi)星通信服務(wù)。
天啟星座:由北京國(guó)電高科科技有限公司建設(shè),是我國(guó)首個(gè)低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座。該星座計(jì)劃部署38顆衛(wèi)星,已廣泛應(yīng)用于應(yīng)急通信、海洋監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、電力物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。天啟星座采用小衛(wèi)星平臺(tái),具有成本低、部署快、應(yīng)用靈活等特點(diǎn)。
鴻雁星座:由中國(guó)航天科技集團(tuán)建設(shè),是我國(guó)較早提出的全球低軌衛(wèi)星移動(dòng)通信與空間互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。雖然在建設(shè)進(jìn)度上略晚于國(guó)網(wǎng)和千帆,但鴻雁星座在系統(tǒng)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證方面積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
2.5 星座組網(wǎng)的技術(shù)挑戰(zhàn)
大規(guī)模低軌星座組網(wǎng)面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn):
軌道設(shè)計(jì)與碰撞規(guī)避:上萬(wàn)顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行,軌道設(shè)計(jì)必須考慮避免碰撞和頻譜干擾。需要建立精確的軌道預(yù)報(bào)模型和碰撞預(yù)警系統(tǒng),實(shí)施主動(dòng)的軌道機(jī)動(dòng)規(guī)避策略。
batch發(fā)射與快速部署:為趕在ITU規(guī)定的7年期限內(nèi)完成首批10%部署,需要具備年發(fā)射超千顆衛(wèi)星的能力。這對(duì)運(yùn)載火箭的產(chǎn)能、發(fā)射場(chǎng)的調(diào)度、衛(wèi)星的批量生產(chǎn)都提出極高要求。
星間鏈路與網(wǎng)絡(luò)路由:低軌衛(wèi)星相對(duì)地面高速移動(dòng),需要建立星間激光鏈路或微波鏈路,實(shí)現(xiàn)空間組網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)路由算法必須適應(yīng)拓?fù)涞母邉?dòng)態(tài)變化,保證通信的連續(xù)性和服務(wù)質(zhì)量。
在軌管理與失效處理:大規(guī)模星座需要自主的健康管理和故障處理能力,對(duì)失效衛(wèi)星要及時(shí)離軌或轉(zhuǎn)移到墓地軌道,避免產(chǎn)生太空碎片。這要求衛(wèi)星具備軌道維持、故障診斷、自主決策等能力。

第三章:商業(yè)航天中所需電子技術(shù)介紹
3.1 商業(yè)航天電子技術(shù)的特殊性
商業(yè)航天電子技術(shù)與傳統(tǒng)航天電子技術(shù)相比,具有鮮明的特點(diǎn):
成本敏感性:傳統(tǒng)航天追求"零缺陷",不惜成本采用最高等級(jí)的元器件和工藝。商業(yè)航天則需要在可靠性與成本之間尋找平衡,通過(guò)系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)彌補(bǔ)元器件等級(jí)的降低,實(shí)現(xiàn)"好鋼用在刀刃上"。
批量化需求:傳統(tǒng)航天單件或小批量生產(chǎn),商業(yè)航天需要年產(chǎn)數(shù)百顆甚至上千顆衛(wèi)星,要求電子系統(tǒng)具備高度的一致性和可重復(fù)性,推動(dòng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)自動(dòng)化、測(cè)試智能化。
快速迭代:商業(yè)航天技術(shù)更新快,需要縮短研發(fā)周期,快速響應(yīng)市場(chǎng)需求。這要求采用開(kāi)放的架構(gòu)、模塊化的設(shè)計(jì)、 commercial-off-the-shelf(COTS)元器件,以及敏捷的開(kāi)發(fā)流程。
性能提升:現(xiàn)代衛(wèi)星功能越來(lái)越復(fù)雜,對(duì)處理速度、存儲(chǔ)容量、通信帶寬、測(cè)量精度等性能指標(biāo)提出更高要求。商業(yè)航天需要在成本和性能之間取得平衡,不能簡(jiǎn)單地犧牲性能換取低成本。
3.2 商業(yè)航天電子系統(tǒng)架構(gòu)
典型的商業(yè)航天電子系統(tǒng)包括以下分系統(tǒng):
信息處理與計(jì)算分系統(tǒng):相當(dāng)于衛(wèi)星的"大腦",負(fù)責(zé)姿軌控計(jì)算、任務(wù)規(guī)劃、數(shù)據(jù)處理、故障診斷等。核心器件包括星載計(jì)算機(jī)、FPGA、DSP、存儲(chǔ)器等。
通信與射頻分系統(tǒng):負(fù)責(zé)衛(wèi)星與地面站、衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的通信。包括射頻前端、調(diào)制解調(diào)器、天線(xiàn)系統(tǒng)、頻率綜合器等。
測(cè)控與導(dǎo)航分系統(tǒng):負(fù)責(zé)衛(wèi)星的軌道確定、姿態(tài)測(cè)量、時(shí)間同步等。包括GNSS接收機(jī)、星敏感器、陀螺、太陽(yáng)敏感器、磁強(qiáng)計(jì)等。
電源與能源管理分系統(tǒng):負(fù)責(zé)為整星提供穩(wěn)定可靠的電能。包括太陽(yáng)能電池陣、蓄電池、電源控制器、配電單元等。
載荷電子分系統(tǒng):根據(jù)衛(wèi)星任務(wù)不同而異,通信衛(wèi)星包括轉(zhuǎn)發(fā)器、波束形成網(wǎng)絡(luò);遙感衛(wèi)星包括相機(jī)控制器、數(shù)據(jù)壓縮單元、數(shù)傳設(shè)備等。
綜合電子分系統(tǒng):負(fù)責(zé)各分系統(tǒng)的互聯(lián)、數(shù)據(jù)交換、綜合管理等。包括總線(xiàn)系統(tǒng)、接口電路、綜合電子單元等。
3.3 商業(yè)航天電子元器件等級(jí)
根據(jù)抗輻射能力和可靠性等級(jí),商業(yè)航天電子元器件可分為以下幾類(lèi):
宇航級(jí)(Class V/S):采用抗輻射加固工藝,通過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量認(rèn)證,如QML-V、QML-S等。成本極高,供貨周期長(zhǎng),主要用于傳統(tǒng)高可靠任務(wù)。
高可靠商業(yè)級(jí)(Class Q):采用商用工藝但通過(guò)特殊篩選和加固設(shè)計(jì),滿(mǎn)足一定抗輻射要求。成本適中,是商業(yè)航天的主要選擇。
汽車(chē)級(jí)/工業(yè)級(jí)(Class A/T):標(biāo)準(zhǔn)商用元器件,成本低、性能好,但抗輻射能力弱。需要通過(guò)系統(tǒng)級(jí)容錯(cuò)設(shè)計(jì)才能用于航天。
COTS+:commercial-off-the-shelf plus,對(duì)商用元器件進(jìn)行批次的輻射測(cè)試和篩選,建立可靠性數(shù)據(jù)庫(kù),配合系統(tǒng)級(jí)容錯(cuò)機(jī)制使用。
商業(yè)航天傾向于采用"金字塔"策略:對(duì)最敏感或最關(guān)鍵的部件(如電源管理芯片、時(shí)鐘電路、配置存儲(chǔ)器)采用抗輻射等級(jí)器件,對(duì)計(jì)算核心等采用COTS+策略,通過(guò)三模冗余、糾錯(cuò)碼、刷新等技術(shù)保障可靠性。

3.4 電子技術(shù)的成本與可靠性平衡
商業(yè)航天電子技術(shù)的核心挑戰(zhàn)在于實(shí)現(xiàn)成本與可靠性的最佳平衡:
設(shè)計(jì)加固(RHBD, Radiation Hardening by Design):通過(guò)電路級(jí)和版圖級(jí)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)抗輻射性能,而非依賴(lài)昂貴的工藝級(jí)加固。例如,采用環(huán)形柵、保護(hù)環(huán)隔離、三模冗余、糾錯(cuò)碼等技術(shù)。
選擇性加固:根據(jù)輻射敏感性分析,只對(duì)關(guān)鍵路徑和敏感節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加固,避免過(guò)度設(shè)計(jì)。
系統(tǒng)級(jí)容錯(cuò):通過(guò)整機(jī)或系統(tǒng)級(jí)的冗余設(shè)計(jì)、故障檢測(cè)與隔離、重構(gòu)恢復(fù)等技術(shù),容忍元器件級(jí)別的偶發(fā)故障。
批量篩選與測(cè)試:對(duì)COTS元器件進(jìn)行批次的輻射測(cè)試、老煉篩選,剔除早期失效品,建立質(zhì)量一致性數(shù)據(jù)庫(kù)。
在軌健康管理:通過(guò)遙測(cè)監(jiān)視、故障診斷、壽命預(yù)測(cè)等技術(shù),實(shí)現(xiàn)在軌維護(hù)和任務(wù)調(diào)整,延長(zhǎng)衛(wèi)星使用壽命。
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商業(yè)航天中的電子技術(shù):推動(dòng)衛(wèi)星從"定制化航天器"向"工業(yè)化電子產(chǎn)品"轉(zhuǎn)變(一)
商業(yè)航天中的電子技術(shù):推動(dòng)衛(wèi)星從"定制化航天器"向"工業(yè)化電子產(chǎn)品"轉(zhuǎn)變(二)
商業(yè)航天中的電子技術(shù):推動(dòng)衛(wèi)星從"定制化航天器"向"工業(yè)化電子產(chǎn)品"轉(zhuǎn)變(三)

