东吴证券：软件定义卫星 电科集团将成主导

近日，东吴证券分析师针对我国低轨道卫星产业进行了深入的研究与分析，并指出软件定义卫星有望成为天基互联网的主流技术路线，电子科技集团将成为国家低轨卫星产业主导。

低轨通信卫星产业正在兴起

卫星按用途可分为通信卫星、遥感卫星、导航卫星、技术试验卫星等。根据美国忧思科学家联盟（UCS）最新更新的“在轨卫星统计数据库”显示，截至2019年1月9月，全球在轨正常运行卫星数量为2062颗，其中通信卫星占比最大。2019年全球共发射卫星523颗，占比最大的为技术试验卫星，通信卫星次之。

2018年，我国共发射卫星91颗，其中通信卫星4颗，占比4.4%。2019年我国共发射卫星54颗，其中通信卫星12颗，占比22.22%，比例快速提升。根据UCS数据，截止2019年1月9日，美国在轨卫星达到901颗，占全球在轨卫星44%，远高于其他国家。目前我国通信卫星数量占比、卫星通信市场占比都低于全球平均水平，通信卫星规划数量低于美国，未来提升空间巨大。

按照通信卫星运行的轨道不同，卫星通信（系统）可分为低轨道（LEO）卫星通信、中轨道（MEO）卫星通信和高轨道（GEO）同步卫星通信。其中，低轨宽带通信卫星系统有制造成本低、发射成本低、接收效率高的优势。

近年来，卫星发射以低轨道（LEO）卫星和高轨道（GEO）卫星为主，且低轨道（LEO）卫星占比逐渐提升。2017年，全球低轨道卫星入轨46颗，占比59%。2018年，低轨道卫星入轨53颗，占比65%。

美国优先布局，中国也已起步

由于低轨卫星在军事、物联网等领域的巨大应用价值，加之地球近空领域频率和轨道资源有限，而根据国际电联的规定，频谱与轨道归属采用“先发先得”原则。近年来，各国在全球低轨卫星星座领域展开了激烈的竞争。

当前国际主要制造商大多位于美国，包括Space X、OneWeb、泰雷斯等，主要星座计划包含Starlink（星链）、OneWeb、铱星等。

面对国外发展迅猛的低轨卫星通信系统，国内航天科技和航天科工集团分别提出了“鸿雁”和“虹云”低轨卫星通信星座计划，首期组网建设投资估计约为300亿元。根据SIA的数据，卫星组网费用占整个卫星产业链产值的7.5%左右，根据组网费用300亿元÷占比7.5%=总体产业规模4000亿元，预计低轨卫星通信产业规模将达到约4000亿元，我国亦将进入低轨卫星通信时代。未来，，“鸿雁”和“虹云”还将分别发射300颗和156颗低轨通信卫星组建太空通信网，两个系统计划将于2023年建设完成，目前两个系统的首颗实验星都已于2018年底试射成功。虽然我国星座计划起步和建设进度落后于发达国家，但诸如“天象”等计划所使用的卫星数和成本都大幅优于国内其它方案，未来有望引领天基互联网的建设运营。

鸿雁星座是由中国航天科技集团有限公司建设的低轨卫星通信系统，是我国投资规模最大的国家级商业航天项目，依托东方红卫星移动通信有限公司开展建设运营。具有全天候、全时段及在复杂地形条件下实时双向通信能力，可以提供全球实时数据通信和综合信息服务。建设规划方面，“鸿雁星座”一期预计投资200亿元，在2022年建成由60颗卫星组成的通信网络，实现一带一路区域覆盖；二期预计2025年完成，通过300+卫星构建“海、陆、空、天”一体的卫星移动通信与空间互联网接入系统，实现全球任意地点的互联网接入。

目前，首颗试验卫星“重庆号”已于2018年12月成功发射，并计划在2020年7月再发射两颗试验卫星。建成后将成为全球无缝覆盖的空间信息网络基础建设，为地面固定、手持移动、车载、船载、机载等各类终端提供互联网传输服务。

虹云工程是由航天科工集团二院牵头研制的低轨宽带通信卫星系统，计划发射156颗卫星，在距离地面1000公里的轨道上组网运行。其将以天基互联网接入能力为基础，融合低轨导航增强、多样化遥感，实现通、导、遥的信息一体化。目前，2018年12月22日，航天科工虹云工程首星成功发射并进入预定轨道，这是我国首颗低轨宽带通信技术验证卫星，首次将毫米波相控阵技术应用于低轨宽带通信卫星，能够利用动态波束实现灵活的业务模式。

除通信主载荷外，虹云工程首星还承载了光谱测温仪和3S载荷，实现高层大气温度探测和船舶自动识别系统（AIS）信息、飞机广播式自动相关监视（ADS-B）信息和传感器数据信息采集（DCS），可广泛应用于科学研究、环境、海事、空管等领域。据悉，虹云工程将于今年投入示范应用。

地轨轨道和频率资源是有限的，包括美国、中国在内的国家在全球低轨卫星星座领域已全面展开竞争。与美国相比，我国低轨卫星星座计划分散，规模小，我国未来有望进一步整合资源，加大投入，建设比当前更大规模的低轨卫星工程。

软件定义卫星，电科将成主导

2018年，全球卫星产业总收入为2774亿美元，同比增长3%。其中卫星产业规模主要来源于地面设备和卫星服务收入，卫星制造和发射服务产业规模较小。卫星服务实现收入1265亿美元，同比减少1.7%，占卫星产业收入的45.6%。

市场主要关注低轨卫星产业硬件投资，我们认为软件定义卫星有望成为天基互联网的主流技术路线。传统卫星研发基本上以实现具体某个功能或者任务定制为主，硬件主导，软件为辅，这样研发周期长、研发成本高，软件定义卫星主要通过对功能模块、载荷、数据处理、网络通信等软件进行更新或重设，采用开放系统架构，使卫星上各类传感器和计算单元之间兼容互通。星载操作环境主要为各类应用程序提供平台运行支撑，实现各类软硬件即插即用和动态配置，使得卫星软件可以独立演化，从而可以在不改变硬件的情况下实现更多的功能，完成更多的任务。

软件定义卫星将使网络安全投入成倍增加，在软件定义技术下，卫星需要实现各类软硬件即插即用和动态配置，使得它们能够承担不同的任务并为不同的客户服务，同时面临云安全、天基安全的环境，网络安全成为天基互联网的核心环节，相应的网络安全投入预计将成倍大幅增加。

市场主要关注航天系标的，我们认为电子科技集团将成为国家低轨卫星产业主导。目前我国建设中的低轨宽带卫星系统主要有航天科工集团的 “虹云工程”、航天科技集团的“鸿雁星座” 、中国电科集团的“天象”等。电科在国内的软件定义卫星方面技术领先，天地一体化信息网重大项目低轨接入网规划仅需60颗综合星和60颗宽带星，卫星之间能够实现多星之间的距离测量和时间统一，实现卫星的“自主导航”，减省地面站的数量以及相应成本，基于此优势未来电科集团有望引领国内天基互联网建设运营。