卫星互联网

卫星互联网主要是指以卫星为接入手段的互联网宽带服务模式，属于新基建中的信息基础设施。

卫星互联网是基于卫星通信技术接入互联网，可以通俗地理解为地面基站被搬入空中的卫星平台，每颗卫星都是天上的移动基站，可以为全球范围内用户提供高带宽、灵活便捷的互联网接入服务。

20世纪90年代，涌现出提供通信和网络服务的卫星星座。包括美国铱星、全球星、轨道通信以及比尔·盖茨所投资的Teledesic在内的多家公司都曾试图建立一个天基网络、销售独立的卫星电话或上网终端，与地面电信运营商竞争用户。随着卫星通信技术的发展，各国纷纷将卫星互联网建设提升为国家战略，并吸引了一批航天及互联网巨头涌入。以美国为例，SpaceX、亚马逊等公司纷纷布局。SpaceX率先布局巨型星座，并成功发射420颗卫星，标志着美国在该领域进入实质性建设阶段。2018年12月22日，“虹云工程”首发星即技术验证卫星被送入轨道，标志着中国低轨宽带通信卫星系统建设迈出实质性步伐。2020年2月16日，银河航天（北京）科技有限公司首发星在轨30天后成功开展通信能力试验，在国际上第一次验证了低轨Q/V/Ka等频段通信。同年6月，银河航天（北京）科技有限公司（以下简称“银河航天”）首发星首次实现3分钟以上通信应用试验。工作人员使用手机连接银河卫星终端提供的WiFi热点，通过这颗5G卫星实现了3分钟视频通话。2020年4月20日，中国国家发改委首次明确了“新基建”范围，卫星互联网被纳入新型基础设施建设。2020年6月，北京联通与银河航天进行的5G与卫星互联网融合测试成功，中国国内首次通过低轨卫星互联网链路完成5G基站的开通测试验证。同年9月1日，九天微星卫星研发制造基地——智能卫星工厂在唐山市路南区正式开工。这是卫星互联网纳入中国新基建之后，首个落地建设的重大项目。2020年11月，银河航天计划在江苏南通重点打造新一代卫星智能制造超级工厂，目标为年产300-500颗卫星。2021年2月，春节期间，银河航天联合新浪微博推出以“跨越宇宙的告白”为主题的节日活动，该活动通过银河航天首发星为用户提供预约发送微博服务，这也是中国宽带卫星互联网首次向所有公众开放。2023年4月，在云南丽江玉龙县的大山深处，中国在首次在偏远地区实现低轨卫星互联网在电力通信领域的测试应用。在没有地面通信基站的情况下，利用卫星信号，也可以支撑电力巡检、应急保障等任务。同年7月9日，中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。2023年11月，2023中国卫星应用大会在北京召开。大会公布，航天科技集团中国卫通已初步建成首张完整覆盖中国国土全境及“一带一路”沿线重点区域的高轨卫星互联网。

卫星互联网示意图

2024年2月29日21时03分，中国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将卫星互联网高轨卫星01星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。

根据通信卫星所处轨道的不同，卫星互联网可分为高轨和低轨两类。

高轨卫星的轨道距离地面约3.6万公里，也叫作对地静止轨道。尽管都在高速运动，但该轨道上的卫星轨道周期和地球自转周期严格一致，相对地面保持“静止”，其覆盖的地区也是固定，因此建立通信服务比较容易。利用这个特点，可以通过高轨卫星实现宽带通信，而且所需的卫星数量不用太多。但高轨卫星互联网也存在天然的局限。地球半径只有6378公里，用高轨卫星实现通信服务，相当于从地球表面发信号到3.6万公里以外，有着一定的延迟。对于一般的通话或访问网页来说还可接受，但对实时性要求高的应用如联网游戏、无人机遥控等则无法满足需求。

低轨卫星在500—2000公里范围内的近地轨道上运行。在这个轨道上，地面和卫星之间的通信传输时延达毫秒，足够满足车联网、自动驾驶等需求。以1000公里的近地轨道为例，卫星绕地球一圈100多分钟，通过成百上千个卫星在这个轨道高度组成星座，从而实现对全球的无缝覆盖。对用户来说，尽管卫星始终在运动，但每时每刻都有卫星飞过头顶，网络信号始终保持稳定覆盖。

使用卫星互联网，可以实现宽带服务接入、高清视频回传、流媒体传输等功能。最关键的是，卫星互联网可以弥补地面移动互联网在山区、高原、沙漠、空中和海洋等空间的覆盖不足。此外，卫星互联网使用的卫星还可以搭载不同的有效载荷，能够实现更多的卫星应用功能。例如，搭载数据采集载荷，可以实现卫星物联网服务，让用户的物流产品无论是在陆地、海上或者空中，均可以准确获取其位置信息、温度信息和其他状态信息等。搭载船舶防碰撞系统载荷，卫星可以接收全球任意海域各类船舶的位置等信息，再播发给各类船只，使之可以感知周边船舶信息或者开展经济信息分析等。搭载民航广播式自动相关监视载荷，可以接收全球民航客机广播信息，既有利于航空公司飞机的飞行安全，也有利于空域实时监控管理。搭载导航增强载荷，可实现高精度的导航定位功能，提供车道级导航和厘米级定位精度业务。搭载遥感观测载荷，可以感知全球农作物生长态势、病虫害监测、森林火情监测、污染监测和违章建筑识别等。

卫星互联网产业链分为卫星制造、卫星发射、地面设备、卫星运营及服务四个部分。其中，卫星制造分为卫星平台和卫星载荷;卫星发射包括火箭制造和发射服务;地面设备包括固定地面站、移动站和用户终端;卫星运营及服务包含卫星移动通信服务、宽带广播服务和卫星固定服务。

卫星互联网使用卫星通讯技术，而卫星通信服务区域广，且不受地球表面地理环境影响。在全球有约80%的区域（包括海洋和偏远、欠发达地区等）近50%的人口无法上网。一方面，这些地区往往基础设施薄弱，大规模建设地面网络系统投入巨大，投入产出比严重失衡，卫星通信将为这些区域和人口的网络覆盖提供一种低成本解决方案；另一方面，海域、空域与地面网络连接的难度很大，天基互联网是已知的唯一解决方案。