卫星互联网行业研究报告：星地一体未来可期

（报告出品：中信证券）

技术突破+政策支持，卫星互联网产业持续催化

产业成熟：Space X 发射提速，“星链计划”验证商业模式可行性

SpaceX 打造全球最大星座 Starlink，计划到 2027 年部署 4.2 万颗卫星。Starlink（星 链）是美国 SpaceX 推出的低轨卫星互联网星座项目，通过搭建低轨卫星网络为全球提供 高速、低延迟的宽带接入服务。2002 年 6 月，埃隆·马斯克(Elon Musk)出资 1 亿美元， 成立 SpaceX 公司，短期目标是实现低成本的太空运输方式，长期远景设想是实现向火星 殖民。2015 年，美国 SpaceX 首席执行官埃隆·马斯克宣布，SpaceX 将向近地轨道发射 约 1.2 万颗星链卫星，组建一个巨型低轨道卫星星座；2019 年 10 月，SpaceX 公司公告 将向 FCC 追加申报 3 万颗卫星，总数量将达到 4.2 万颗，将于 2027 年建成。截至 2023 年 11 月，Starlink 卫星累计发射超过 5000 颗，SpaceX 已成为世界上最大的卫星通信运 营商。

Starlink 商业模式可行性得到验证。据《华尔街日报》报道，SpaceX 在 2023 年第一 季度的收入为 15 亿美元，总利润达到 5500 万美元，首次实现盈利，此前 2021~2022 年 公司分别亏损 9.68/5.59 亿美元。同时根据 Starlink 官网，2023 年 5 月 Starlink 用户数已 达到 150 万以上，考虑到当时距离 Starlink 开启个人宽带商业服务不到三年，我们认为 Starlink 所代表的卫星互联网商业模式已得到初步认证。

SpaceX 发射持续加速。在 2022 年，SpaceX 共发射了 61 枚火箭，创下了一家私人 公司在一年内进行最多轨道任务的纪录。SpaceX 首席执行官埃隆·马斯克（Elon Musk）计划在 2024 年创下更大的纪录。马斯克在推特社交平台发文表示，SpaceX 每隔三天就 从佛罗里达发射一次火箭——实际速度是在过去 311 天内进行了 80 次发射，接近每 3.8 天进行一次发射。马斯克表示，公司计划在 2024 年实现每隔两天进行一次发射。如果 SpaceX 能够在全年保持这种速度，那将意味着 2024 年将进行大约 180 次发射，这个数 字可能将近翻倍于公司在 2023 年的发射数量。

政策支持：国内卫星互联网发展有望提速

星网招标落地，中国“星链”组网加速。2021 年 4 月 26 日，中国卫星网络集团有限 公司（星网公司）成立，由中国电子信息产业集团、中国航天科工集团等牵头成立，国务 院国有资产监督管理委员会代表国务院履行出资人职责，主要职责是整合、统筹我国低轨 卫星星座计划。首批招投标落地，大批量发射在即。2022 年 10 月 20 日，首次招标落地， 标志着中国低轨通信卫星事业进入实质性爆发阶段。

我国成功发射卫星互联网技术试验卫星。2023 年 7 月 9 日 19 时，我国在酒泉卫星发 射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空并顺利进入预 定轨道，成为我国卫星互联网领域的重要里程碑，中国星网正式进入建设阶段。

工信部积极推进卫星互联网业务准入制度改革。2023 年 10 月 7 日，工信部公开征求 对《关于创新信息通信行业管理优化营商环境的意见（征求意见稿）》的意见。意见稿指 出，有序扩大电信业务对外开放，探索在自由贸易港等地区先行先试，试点扩大开放增值电信业务。统筹推进电信业务向民间资本开放，加大对民营企业参与移动通信转售等业务 和服务创新的支持力度，分步骤、分阶段推进卫星互联网业务准入制度改革，不断拓宽民 营企业参与电信业务经营的渠道和范围。我们认为，本次意见稿为卫星互联网业务准入制 度改革提供了明确的指导方向，有利于我国卫星互联网产业进一步加速扩张。

多个地方政府加快推动卫星互联网建设。2023 年 3 月 6 日，重庆市人民政府印发《关 于加快推进以卫星互联网为引领的空天信息产业高质量发展的意见》，提出到 2025 年，重 庆市构建空天地一体化、通导遥深度融合的空天信息服务体系，创建国家级卫星互联网产 业创新中心，卫星互联网产业园形成品牌和规模效应。到 2030 年，全面建成卫星互联网 综合应用示范区，推动 3-5 家企业上市，引进培育上百家“专精特新”企业，形成千亿级 空天信息产业集群，成为具有全国影响力的空天信息产业基础设施主阵地、原始创新策源 地、产业发展集聚地、应用服务新高地。

2023 年 11 月 20 日，上海市政府官网发布《上海市促进商业航天发展打造空间信息 产业高地行动计划（2023—2025 年）》，拟深入贯彻航天强国、数字中国国家战略，抢抓 商业航天发展重要机遇，加快上海市构建面向未来的商业航天发展格局，努力实现空间信 息产业高质量发展。重点包括：1）形成从火箭、卫星、地面站到终端的全覆盖产业链。发展新一代中大型运载火箭、 低成本高集成卫星、智能应用终端三大拳头产品。形成年产 50 发商业火箭、600 颗商业 卫星的批量化制造能力，以打造“上海星”“上海箭”为目标，提供卫星研制、运载发射、 在轨交付与管理链式服务模式。2）完善从专项资金、产业基金到扶持政策全方位保障的产业生态。到 2025 年，上海 要新引进和培育 10 家商业航天重点企业，培育 5 家具备科创板上市条件的硬核企业，扶 持一批民营“专精特新”优势企业，实现空间信息产业规模超 2000 亿元。

技术突破：华为 mate 60 pro 开启卫星通信市场新纪元

2023 年 8 月 29 日中午，华为官宣推出 mate 60 pro 并同步线下开售，为全球首款支 持卫星通话的大众智能手机。此机型通过“天通一号”卫星系统的通信服务，可以在无法 接收到地面 3G/4G/5G 信号的情况下（如沙漠、森林）直连卫星，建立通信链路，实现通 话、短信和数据传输功能，同时还支持自由编辑卫星消息，选择多条位置信息生成轨迹地 图。目前用户如果需要使用卫星通话功能，需要开通电信的专属卫星套餐：根据中国电信 官网，直连卫星功能月租 10 元，（1）语音包 50 分钟 200 元，或 100 分钟 300 元，或 200 分钟 500 元；（2）若不订购语音包，则接打电话 9 元/分钟，短信发送 5 元/条，短信接收 免费。Mate 60 pro 的卫星通话资费套餐标志着我国卫星通信正式落地商用。

华为此前于 2022 年 9 月推出的 Mate 50 系列智能手机，为全球首款支持卫星消息的 大众智能手机，该机型通过北斗系统的通信服务，支持卫星短报文消息，为免费功能。华 为于 2023 年 3 月发布 Mate X3 系列机型对“捅破天”卫星技术进行了升级，支持双向 卫星通信功能。该技术能够在手机无信号（极端环境、天气等）的情况下，通过北斗卫星 发送和接收消息。根据华为官网，以 Mate 60 为例，每月有发送和接收共计 30 条免费额 度，月末最后一日 24 时清零。在 2023 数字科技生态展上，中国电信发布自主研发的 5G 卫星双模手机——天翼铂 顿 S9，搭载天通卫星通信芯片和国产 5G 芯片紫光展锐 T820 5G SoC，不仅可以打卫星 电话，还能打量子密话。天翼铂顿 S9 利用线极化天线技术，将卫星天线集成到金属边框 上，同时，利用部分硬件复用模式，将卫星通信和 5G 通信融合到常规手机形态中。

行业现状：海外龙头领跑，中国发展加速

卫星互联网战略地位凸显，低轨卫星轨道资源稀缺

卫星互联网指基于卫星通信的互联网，通过一定数量的卫星形成规模组网，从而辐射 全球，构建具备实时信息处理的大卫星系统，是一种能够完成向地面和空中终端提供宽带 互联网接入等通信服务的新型网络。通信目前正从地面走向天空，卫星互联网将随着技术 逐步成熟，作为地面通信的重要补充，与地面网络融合发展。卫星系统包括空间段、地面段、用户段：空间段由不同轨道、用途、频段的卫星构成；地面段指在地球表面的无线电通信站，包括地面站、机载站和船（舰）载站，负责卫星信 号接收处理以及卫星姿态的控制等；用户段包括不同类型的用户设备。信号传输的流程是 用户段发出基带信号经过发射地面段处理变为射频信号后发送到空间段，再由空间段对收 到的射频信号进行低噪声、变频、功率放大等处理后发送到接收地面段，再对其处理变成 基带信号后，发送到用户段。

按照轨道高度，卫星可分为同步轨道 GEO、中轨道 MEO 和低轨道 LEO 卫星等。高 轨卫星以与地球自转相同的速度绕地球运行，使得卫星始终保持在相同的位置上，可以提 供稳定的覆盖范围，3 颗卫星即可实现全球覆盖。虽然高轨卫星技术成熟、寿命长等特点， 但是存在时延高、损耗大，轨道资源极其稀缺的特点。与传统的地球同步轨道卫星相比， 低轨道卫星广域覆盖能力比较强、覆盖偏远地区的性价比更高，同时还具有建设成本低、 高带宽和低时延的优势。

根据国际电信联盟制定的《无线电规则》，卫星轨道和频谱资源具有排他性和时效性， 卫星星座建设存在明显的“先发优势”。（1）轨道和频谱资源的排他性：地球静止轨道 GEO 只有一条，各国之间需要公平协 商分配，而其他轨道（低轨道 LEO、中轨道 MEO）则需要各国按照“先登先占”的原则 进行协调分配。根据赛迪数据，地球近地轨道可以容纳的卫星数量为 6 万颗。而仅考虑 SpaceX的Starlink星链、亚马逊的kuiper、韩国三星的太空互联网计划以及英国One Web， 总规划低轨道卫星发射数量已超 6 万颗。此外，根据卫星工业协会（Satellite Industry Association）估计，在轨的商业航天器数量将在 2029 年超过 10 万个。无论是从经济还是 国家战略角度考虑，发展低轨道卫星已经刻不容缓。（2）时效性：根据国际电信联盟规定，卫星运营商须在第一颗卫星投入使用的监管 期结束后的 2 年内发射 10%的卫星，5 年内发射 50%，7 年内全部部署完成，若未按时达 到要求则被视为放弃相应的资源所有权。

海外：Starlink 占据绝对优势

由于卫星轨道资源和频谱的稀缺性，各国均早已开始竞争性发射卫星从而占据先发优势。美国作为空间航天的全球霸主，早在上世纪 80 年代便通过计划 Iridium 项目开始布局 卫星发射，根据著名太空工程分析机构 Bryce Tech 数据统计，2013-2022 年所有小卫星中 74%的小卫星为美国发射，我国虽然在发射数量绝对值上排名第 3，但发射份额仅为 6%。此外，根据我们对各个国家已有的星座计划发展进程梳理发现，美国在轨低轨道卫星数量 同样最多。我国在 2015、2018 年分别推出鸿雁、虹云、银河等星座项目，计划发射近 1500 颗低轨卫星，但目前尚未进入到大规模发射和组网阶段。

低轨卫星发展迅猛，成为产业发展主流方向。随着海外卫星互联网高速发展，卫星星 座计划层出不穷，卫星设计、通信协议、卫星发射等相关技术不断创新，商业模式和市场 机制持续完善。从卫星数量看，相较于 20 世纪 90 年代附近的铱星、全球星、轨道通信每 个星座不到 100 颗的数量，近年来迅速发展的 Starlink、OneWeb、Kuiper 组网卫星数量 均在数千甚至上万颗。从卫星工作频段看，低轨卫星星座实现由以 C/L/S/VHF 频段为主的 窄带通信向以 Ka/Ku/V 为主的宽带通带转变。海外卫星企业正加速打造新卫星星座或升级 现有星座，卫星互联网产业进入发展快车道。OneWeb 涅槃重生，专攻卫星运营。OneWeb 的前身 WorldVu 成立于 2012 年，并 于 2020 年开始构建其星座。受全球宏观因素影响，OneWeb 于 2020 年 3 月宣布破产， 后经英国政府、印度巴蒂企业、休斯网络系统和软银集团的巨额投资，2021 年开始复苏。OneWeb 作为面向电信运营商的卫星容量批发商和卫星终端提供商，满足电信运营商的基 础设施需求，间接服务个人消费者和商业客户，典型的业务提供方式包括提供卫星网络接 入、拓展地面网络两种。因此，OneWeb 可以集中资源从事卫星运营业务，将客户营销与 政府流程性事务交由当地运营商负责。从 OneWeb 的规划来看，其星座建设可分为三个阶 段：（1）发射 648 颗 Ku/Ka 频段卫星，星座容量可为 7Tbit/s;（2）增加 720 颗 V 频段卫 星，组成与初期星座的轨道高度相同的“亚星座”，星座容量达到 120Tbit/s; （3）增加 1280 颗 V 频段卫星，运行在更高的中地球轨道，星座容量达到 1000Tbit/s。

铱星星座财务情况稳健，盈利能力持续增长。据铱星公司 2022 年年报，铱星星座的 用户数量已达到 199.9 万；同时公司 2018 年以来收入稳健增长，从 2018 年的 5.23 亿美 元增长至 2022 年的 7.21 亿美元，CAGR 为 8.36%，其中 2022 年同比增长 17.33%，并 且实现 872 万美元利润。

SpaceX 领跑全球，计划实现 360°覆盖。Starlink（星链）是美国 SpaceX 推出的低 轨卫星互联网星座项目，通过搭建低轨卫星网络为全球提供高速、低延迟的宽带接入服务。2002 年 6 月，埃隆·马斯克(Elon Musk)出资 1 亿美元，成立 SpaceX 公司，短期目标是 实现低成本的太空运输方式，长期远景设想是实现向火星殖民。2015 年，美国 SpaceX 首席执行官埃隆·马斯克宣布，SpaceX 将向近地轨道发射约 1.2 万颗星链卫星，组建一 个巨型低轨道卫星星座；2019 年 10 月，SpaceX 公司公告将向 FCC 追加申报 3 万颗卫星， 总数量将达到 4.2 万颗，将于 2027 年建成。截至 2023 年 11 月，星链计划已成功发射超 过 5000 颗卫星，远超其他参与主体，SpaceX 已成为世界上最大的卫星通信运营商。SpaceX 优势一：全球布局，实现无死角覆盖。2015 年，马斯克提出部署 4.2 万颗卫星，由分布在 1100-1300km 高度的 4425 颗低轨卫星和分布在高度不超过 346km 的 7518 颗超低轨卫星构成。2018 年，SpaceX 发射 2 个试验星，但均脱离轨道。2019 年，SpaceX 正式开始大规模的卫星发射计划，当年两次发射共计 120 颗卫星，其中 50 颗脱离轨道。2020 年，星链计划创纪录地发射了 800+颗卫星，并成功将脱离轨道地卫星数量控制在 5 颗，发射成功率大大提高。此后的 2021~2023 年，星链计划核心技术趋于成熟，卫星发 射高速推进，最近的一次发射在 2023 年 11 月 4 日，SpaceX 公司的猎鹰 9 号火箭 B1058 从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地 40 号发射台升空，将 23 颗星链卫星送入低地轨道。截至 2023 年 11 月，星链计划已成功发射超过 5200 颗卫星，远超其他参与主体。

SpaceX 优势二：回收利用降成本，一箭多星高效率。SpaceX 在卫星发射规模上遥 遥领先，核心优势在于先进的重型火箭技术以及对卫星供应链的整合。首先，单颗卫星的 发射成本等于制造成本加上平均发射成本（即：发射成本/卫星数量）。2023 年 11 月 4 日， SpaceX 公司的猎鹰 9 号火箭 B1058 从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地 40 号发射台 升空，将 23 颗星链卫星送入低地轨道。目前，B1058 共执行了 13 次星链任，2 次运输 任务，1 次专用通信卫星任务，和 1 次向国际空间站补给的任务，总共将 844 颗卫星送 入了轨道。在完成了 11 月 4 日的这次发射中，B1058 成功降落在海上降落台“重力不足” 上，并返回了卡纳维拉尔港，准备冲击第 19 次飞行。此前 SpaceX 公司只用了 45 天 的时间就将这枚火箭从第 17 次飞行到第 18 次飞行之间进行了翻新。极高的单次载重和 火箭回收技术大大降低了卫星的平均发射成本。平均下来，SpaceX 猎鹰火箭每公斤发射 成本只有 2700 美元，而被认为世界上第二便宜的商用火箭发射费用也在 1 万美元/公斤左 右。此外，受益于对供应链的整合，SpaceX 将卫星的制造成本也压缩到了极致，SpaceX 号称一颗卫星的造价仅 50 多万美元，而一般传统的卫星造价要在两三百万美元以上。

SpaceX 通过回收实现单次降本 70%，可回收降本路径得到验证。SpaceX 的猎鹰 9 号火箭是商业航天时代可回收技术的代表，用了不到 10 年的时间实现了从首飞到一级回 收、一级复用、整流罩回收和整流罩复用。根据《“猎鹰”9 火箭的发射成本与价格策略分 析》（刘洁、丁洁、李翔宇等）数据，全新火箭的成本在 5000 万美元，而在回收一级和整 流罩后的复用火箭的单次发射成本仅在 1500 万美元，仅为全新火箭成本的 30%，即使考 虑到重复使用次数的限制，可回收路径依旧可以实现有效降低火箭成本。未来随着 SpaceX探索火箭二级的可回收技术，我们认为未来火箭单次的发射成本将会进一步下降。

SpaceX 优势三：技术加持“高鲁棒性”，为星间通信保驾护航。（1）激光链路：星间链路包括无线电波链路、光链路两类。传统的商业卫星使用微 波或无线电频率信号在星间和星地间进行通信，而星链计划采用光链路，由于卫星之间的 距离相对较短，并且在太空中也不会受大气对光的吸收或折射。这一改动使得星间链路频 段变宽，通信容量增加，且功率的降低也减少了天线所需的尺寸。星上通过路由，地面终 端与卫星之间通过 P2P 通信协议实现数据传输。卫星的通信数据采用自研的硬件实现数据 加密并分布式储存在多个数据信息块中，而这些技术细节信息均对外保密。

（2）氪离子推进系统：“星链”卫星是第一个采用氪离子推进系统的航天器。卫星配 备一个高效的氪离子推进系统，此推进系统能够在运营期间进行抬升轨道高度、维持轨道 形状等轨道机动，并能在寿命末期进行降低轨道、完成离轨操作的机动。其原理是先将气 体电离，然后通过电场力把离子加速，向后喷出，以此来产生推力。理想的气体是氙气但 成本高昂。氙原子质量大，可以提供更大的冲击力，同时又具有惰性和高存储密度，适合 长期储存在卫星上。但由于成本过高，星链选择了更加便宜的氪气，提供更好的比冲，具有极其明显的价格优势和成本节约。（3）自主碰撞规避系统：星链卫星自主机动以降低碰撞出现的可能。卫星使用从地 面传输的空间碎片威胁信息数据以及自身携带的 4 个动量轮系统配合离子推进系统来实现 自动规避空间碎片和其他航天器的功能。这种自主规避防撞功能能够最大限度地降低人工 出错的概率，超出行业标准一个数量级，让卫星在一个可靠的、无碰撞的空间环境中稳定 运行。（4）单一太阳能电池列阵：卫星采用单个太阳能电池列阵设计，极大地简化了系统， 太阳能电池采用标准部件，并易于集成到制造过程中，方便集中发射。

SpaceX 优势四：与政府紧密合作，构筑多元商业体系。纵观 SpaceX 的发展历程可 以发现，SpaceX 的发家之路离不开美国政府的大力支持：2006-2018 年，SpaceX 从美 国政府得到的项目订单高达 80 亿美元，是当时公司营收的主要来源；技术方面，NASA 在火箭、飞船和卫星等各领域都给予了支持；发射场地方面，除了其自建的“星舰基地” （Starbase）外，范登堡空军基地 SCL-4E 发射工位、肯尼迪航天中心 LC-39A 发射工位、 卡纳维拉尔角空军基地 SCL-40 发射工位均向美国政府租借，美国空军和 NASA 对其提供 各项支持服务。同时，随着火箭发射与回收技术的成熟，SpaceX 也构建起了多元的商业 模式，确立了卫星发射业务、“星链”（Starlink）宽带通信服务、载人航天和运载服务三大 营收来源。欧洲咨询公司（Euroconsult）估算，目前 SpaceX40%的收入来源于 Starlink。

国内：试验星成功发射，GW 星座和 G60 星链发展提速

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