通信行业新基建系列报告之五：沟通从地面到天空，卫星通导遥发展提速

沟通从地面到天空，卫星通导遥发展提速发布日期：2019年05月27日1证券研究报告·通信行业深度研究·新基建系列报告之五阎贵成yanguicheng@csc.com.cn010-85159231执业证书编号：S1440518040002香港执业证书编号：BNS315武超则wuchaoze@csc.com.cn010-85156318执业证书编号：1440513090003香港执业证书编号：BEM208第一章卫星产业总体介绍第二章卫星通信第三章卫星导航第四章卫星遥感第五章投资建议3图1：卫星（通信卫星）工作示意图1.1 卫星结构•人造卫星通常指围绕地球飞行并在空间轨道运行的无人航天器。•人造卫星借助太空飞行运载工具（如运载火箭、航天飞机等）发射到太空预定轨道后，环绕地球进行一定的探测与应用。•人造卫星系统主要分为有效载荷与卫星平台两部分（卫星因应用的不同，结构也会存在不同），其中，有效载荷指卫星直接实现特定应用及科研任务而安装的各种仪器设备；卫星平台指用于支持有效载荷正常工作的所有保障系统，通常相同的卫星平台可用于不同的有效载荷。卫星系统有效载荷对地相机恒星相机搭载的有效载荷卫星平台服务系统热控分系统姿态和轨道控制分系统程序控制分系统遥测分系统遥控分系统跟踪和测试分系统供配电分系统返回分系统（限于返回式卫星）图2：卫星主要系统结构资料来源：公开资料收集，中信建投证券研究发展部4表1：卫星按轨道、质量大小分类情况1.2 卫星分类•按轨道划分，卫星可分为低轨道（LEO）卫星、中轨道(MEO)卫星和地球同步轨道(GEO)卫星。低轨道卫星飞行高度小于2000公里，中轨道卫星飞行高度约在2000-36000公里，地球同步轨道卫星飞行高度大于36000公里；对地静止轨道卫星为地球同步轨道卫星的一种，从地面上看，此类卫星保持相对静止状态，即卫星正好在地球赤道上空，以与地球自转相同的角速度绕地球飞行。•按卫星重量来看，卫星可分为大卫星、中卫星、微小卫星等。目前，卫星的轻质量成为卫星领域主要发展方向与技术突破。卫星轨道位置轨道周期优点缺点主要应用低轨道卫星(LEO)飞行高度小于2000公里90分钟及以内重量轻、体积小，发射成本最低，数据传输速率快、路径损耗小，信号传输低延时卫星生命周期短，需要的卫星数量多导致维护系统复杂，具有多普勒效应对地观测卫星数据的传输中轨道卫星（MEO)飞行高度约2000-36000公里2-8小时重量适中，发射成本适中，信号覆盖较广，卫星生命周期较长需要的卫星数量多，导致维护系统复杂，具有多普勒效应GPS导航卫星地球同步轨道卫星（GEO)飞行高度大于36000公里24小时卫星地表覆盖面积极高，卫星生命周期长，传输容量大，无多普勒效应重量大、体积大、发射成本高、传输延迟大通信卫星如卫星电视、卫星广播名称重量大卫星>3000kg中卫星1000kg-3000kg微小卫星<1000kg小卫星100kg-1000kg微卫星10kg-100kg纳卫星1kg-10kg皮卫星0.1kg-1kg飞卫星<0.1kg资料来源：公开资料收集，中信建投证券研究发展部5表2：卫星按频段分类情况1.3 卫星频率及轨道资源稀缺资料来源：中国航天科技集团，公开资料收集，中信建投证券研究发展部•卫星的频率是指无线电频谱用于空间无线电业务的部分，用于系统的信息感知、信息传输以及测控单元。在地面与太空传输的过程中，电波在大气层中会发生传播损耗，因此，为减小损耗，普遍卫星使用的频率在0.3-10GHz或30GHz附近频段。•全球频率的分配机制及管理由国际电联（ITU）负责，国际规则中卫星频率和轨道资源的主要分配形式为“先申报就可优先使用”的抢占方式：1）向ITU申报所需要的卫星频率和轨道资源；2）申报国家应采取措施，保障不对先申报国家的卫星产生有害干扰；3）卫星频率和轨道资源在登记后的7年内，必须发射卫星启用所申报的资源，否则所申报的资源自动失效。•同时，卫星的频率和轨道资源为全世界共有，是卫星应用产业发展的基本要素；同时，因频率资源与轨道资源有限，也是世界各国争夺的资源：以对地静止轨道位置资源为例，对地静止轨道只有一条，一颗静止卫星可以覆盖地球表面约40%的区域，且地球站天线容易跟踪，信号稳定，因此在卫星运行的过程中，会必须使用某个外层空间轨道位置的情况。频段范围下行频率上行频率GEO卫星可用带宽应用领域L1-2GHz1.5GHz1.6GHz15 MHz卫星定位，地面移动通信，卫星广播业务，数字声音广播业务，航空通信业务S2-4GHz1.9GHz2.2GHz70 MHz气象雷达，船用雷达，地面的卫星中继业务，卫星声音广播，声音和电视节目的卫星移动广播C4-8GHz4GHz6GHz500 MHz国际电话和电视转播等越洋通信业务Ku12-18GHz11GHz14GHz500 MHz跟踪和数据中继,空间站通信Ka26.5-40GHz20GHz30GHz3500 MHz卫星电话，广播业务，转播业务6图3：卫星产业链基本情况1.4 卫星产业链解析资料来源：中信建投证券研究发展部•卫星产业链可分为:上游卫星设计及制造、火箭设计及制造、卫星发射基地；中游地面设备制造、卫星运营服务；下游应用等。上游中游卫星制造业（卫星有效载荷研发制造以及部件和分系统平台制造）下游火箭设计及制造（发射服务及运载火箭服务）卫星发射基地酒泉卫星发射中心太原卫星发射中心西昌卫星发射中心文昌卫星发射中心地面设备制造网络设备：信关站、控制站、甚小口径卫星通信中断（VSAT）大众消费设备：卫星电视、宽带天线、卫星电话、无线电设备、移动终端、GNSS单机及车载系统、GNSS芯片。卫星运营服务航天飞行管理卫星移动业务：移动数据业务、移动语音服务卫星固定业务：发射器租赁、网络管理消费业务：卫星电视服务、卫星音频广播、卫星宽带业务卫星通信（卫星通信终端设备及服务）卫星导航（卫星导航终端设备及服务)卫星遥感（卫星遥感终端设备及对地观测服务）71.5 卫星应用三大类——通信、导航定位、遥感资料来源：公开资料收集，中信建投证券研究发展部•卫星从具体应用类型上，主要分为：卫星通信、卫星导航定位、卫星遥感这三类，一般也合称为“通导遥”。•卫星通信，及时以卫星为中继站进行数据通信，主要应用于地面通信覆盖并不好的地方，如飞机、高铁、高山，以及一些应急通信的场景。•导航定位，则是为万物提供绝对定位信息。目前全球就四大卫星导航系统：GPS、北斗、伽利略、格洛纳斯。•卫星遥感，本质是以上帝视角，通过录像、拍照、雷达等方式记录与地球的相关数据。图4：卫星通信、导航定位、遥感示意图8图5：历年卫星产业总产值情况（单位：十亿美元）1.6.1 卫星产业现状——中下游产值占比较大资料来源：SIA，中信建投证券研究发展部•据美国卫星产业协会（Satellite Industry Association，SIA）统计，2017年全球卫星产业产值2696亿美元，同比增长3%。•在卫星产业中，中下游的卫星地面设备、运营服务及应用产值占比最大。 2017年，在卫星产业总产值中，地面设备产值1198亿美元，占比达44.6%；卫星运营及应用服务产值1287亿美元，占比达47.7%。图6：2017年卫星产业总产值及组成情