近年來，全球掀起了商業(yè)衛(wèi)星和低軌星座建設浪潮。美國東部時間2020年10月18日，SpaceX已成功將第十三批60顆“星鏈”(StarLink)衛(wèi)星送入太空，該項目計劃一共發(fā)射1.2萬顆衛(wèi)星，這已經(jīng)成為了全球最大的商業(yè)衛(wèi)星星座。
除此之外，英國通信公司一網(wǎng)(OneWeb)擺脫破產(chǎn)保護后，至今已累計發(fā)射110顆衛(wèi)星;亞馬遜也為自己的太空互聯(lián)網(wǎng)項目“柯伊伯”(Project Kuiper)規(guī)劃了3236顆衛(wèi)星;加拿大老牌通信衛(wèi)星公司Telesat提出了近地軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡Telesat LEO項目，預計發(fā)射298顆衛(wèi)星以覆蓋加拿大以及全球。
西方國家如火如荼建設，我國也相繼發(fā)布了一系列低軌衛(wèi)星鼓勵政策，并相繼推出天地一體化等國家重大計劃。不僅有中國航天科技集團、中國航天科工集團等國家隊紛紛加碼布局，此外還有諸如時空道宇、銀河航天等民間力量加入。
低軌衛(wèi)星在通信、導航、遙感和科研有更明確的應用場景，低軌遙感衛(wèi)星比以往的中高軌衛(wèi)星成像更清晰;在通信功能上，低軌衛(wèi)星通信時延可以低至幾十毫秒，在遠距離通信方面超過地面現(xiàn)有光纖的能力;在導航領域，低軌衛(wèi)星快速移動的特點，可以提供覆蓋全球的一分鐘以內(nèi)的快速收斂和厘米級的高精位置服務。
時空道宇作為低軌衛(wèi)星領域的商業(yè)航天企業(yè)，致力于構建全球首個天地一體化高精時空信息系統(tǒng)。2021年底，其首發(fā)雙星完成在軌商業(yè)驗證后，覆蓋中國本土及東南亞地區(qū)的天地一體化出行高精度服務將投入商業(yè)運營。
那么，低軌衛(wèi)星究竟有何特點?時空道宇具備哪些技術優(yōu)勢?其天地一體化高精時空信息系統(tǒng)將有何應用前景?
專家團隊覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈
衛(wèi)星的軌道高度低，對用戶而言，意味著通信時延縮短，數(shù)據(jù)傳輸率提高，終端重量、體積、發(fā)射功率與普通陸地移動通信終端相差無幾，還可以與陸地通信系統(tǒng)兼容;對運營商而言，衛(wèi)星體積小、重量輕，利用現(xiàn)代發(fā)射技術可以一箭雙星或多星同時發(fā)射入軌，系統(tǒng)頻譜利用率高，容量增大。
要讓衛(wèi)星能夠正常運行，軌道和頻譜是先決條件，單顆低軌衛(wèi)星覆蓋范圍小，必須增加數(shù)量以實現(xiàn)全球覆蓋。因此，面對有限的軌道、頻譜資源，各大企業(yè)無不個個爭先、跑馬圈地。不僅有SpaceX、亞馬遜、Oneweb等行業(yè)巨頭;Google、Facebook等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也紛紛加入競爭陣營。
在我國，2016年12月的《十三五國家信息化規(guī)劃》中也明確提及“通過移動蜂窩、光纖、低軌衛(wèi)星等多種方式，完善邊遠地區(qū)及貧困地區(qū)的網(wǎng)絡覆蓋。”并且，2020年4月20日，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)首次被明確列入“新基建”。
不過，對于民企來說，由于航天技術壁壘高，成熟技術人才一將難求，這一形勢在一定程度上制約了企業(yè)發(fā)展。時空道宇核心團隊目前人均擁有超過十年的項目經(jīng)驗，不僅有來自體制內(nèi)航天單位的專家，還匯聚了來自航天系統(tǒng)工程、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、量子通信、導航定位等領域的頂尖人才。2000年至今，我國發(fā)射的重要衛(wèi)星不超過100個型號，而時空道宇現(xiàn)在團隊中的工程師參與設計過的就有40個，很多人曾直接負責過北斗衛(wèi)星、遙感三十號衛(wèi)星、風云系列氣象衛(wèi)星等型號任務。
經(jīng)過1年多有序的研制工作，時空道宇的首發(fā)雙星經(jīng)歷了方案、初樣、正樣三個研制階段的設計迭代，共計完成12次大型試驗，超200項測試項目，超1800小時的測試，全面覆蓋星上8大系統(tǒng)。完成與運載火箭、發(fā)射場、測運控和應用系統(tǒng)的全部接口對接測試。
核心技術降低商業(yè)化成本
20世紀90年代，以“銥星”為代表的低軌衛(wèi)星系統(tǒng)不僅采用了低軌解決了地球靜止軌道高延時的問題，更以超前的設計實現(xiàn)了基于星載路由交換、星間鏈路組網(wǎng)的全球無縫覆蓋服務。不過伴隨著越洋光纜和地面蜂窩網(wǎng)絡的興起，銥星因為運營成本居高不下，在競爭中敗下陣來。
時空道宇為了在市場競爭中形成智能化、批產(chǎn)化、高性價比優(yōu)勢，其積累了多項關鍵技術：首先是衛(wèi)星智能制造技術。該技術借鑒汽車等行業(yè)的現(xiàn)代制造體系，改變了手工造星的傳統(tǒng)方式。以機器視覺、人工智能等技術實現(xiàn)衛(wèi)星裝配、集成、測試的自動化;并且通過大數(shù)據(jù)智能管理平臺實現(xiàn)衛(wèi)星生產(chǎn)管理的智能化。智能制造大大節(jié)約了人工成本和時間成本，保證了產(chǎn)品品質(zhì)的一致性、生產(chǎn)的可追溯性。衛(wèi)星超級工廠也將于2021年底完成建設，建成后將形成年產(chǎn)300顆以上衛(wèi)星的制造能力。
此外，時空道宇還積累了汽車工業(yè)級元器件選用和篩選技術。這是由于宇航級元器件成本高，某些芯片的單片售價達到數(shù)萬元甚至十幾萬元，商業(yè)航天公司難以承受如此高昂的成本。而汽車工業(yè)級元器件在工作溫度范圍、連續(xù)無故障時間、使用壽命等方面與航天產(chǎn)品類似。因此，時空道宇根據(jù)航天產(chǎn)品在抗輻射指標、高真空環(huán)境、地面存儲環(huán)境等方面要求的特殊性，分等級、分類別制定汽車工業(yè)級元器件選用和篩選規(guī)范，將篩選合格的汽車工業(yè)級元器件用于電子學單機的研制，提升了電子學單機產(chǎn)品的性價比。
時空道宇通過自主創(chuàng)新，將許多民用產(chǎn)品和民用技術通過篩選、試驗、適應性改造，用于衛(wèi)星的機構產(chǎn)品、熱控產(chǎn)品、能源產(chǎn)品，改變了原有航天產(chǎn)品供應鏈體系。
那么，具體來看，時空道宇構建的天地一體化高精時空信息系統(tǒng)將如何賦能場景?
賦能低空飛行與自動駕駛場景
時空道宇的天地一體化高精時空信息系統(tǒng)是基于低軌衛(wèi)星星座及地面監(jiān)測網(wǎng)基礎設施，能夠為用戶提供全球、無縫、瞬時、精準、安全的高精定位服務。2021年底，時空道宇首發(fā)雙星完成在軌商業(yè)驗證后，覆蓋中國本土及東南亞地區(qū)的天地一體化出行高精度服務將投入商業(yè)運營。
在具體應用場景上，低軌衛(wèi)星技術將助力低空出行與自動駕駛。
在低空出行領域，飛車與飛車之間的通信有賴于衛(wèi)星，低軌衛(wèi)星由于軌道低、延時小，能夠為低空領域提供比擬5G的增強移動寬帶和低時延通信服務，傳統(tǒng)依賴于地面移動網(wǎng)絡的高精度衛(wèi)星導航技術不再適用，低軌導航不僅能規(guī)劃低空的精準“無基礎設施道路”，也能為飛車提供車道級定位精度。
在自動駕駛領域，時空道宇將為駕駛者提供全新的高精定位和智能駕駛體驗，直接為國內(nèi)2.7億輛車提供輔助高精定位功能。
在雙星研制過程中，按照星座測運控的要求，時空道宇已經(jīng)研發(fā)了星座地面測運控網(wǎng)即多個遠程地球站、1個衛(wèi)星任務控制主中心、1個衛(wèi)星任務控制備中心的方案，支持多星任務自動規(guī)劃、狀態(tài)自動判讀、任務自動執(zhí)行和地球站遠程無人值守的功能。因此，時空道宇可以提供星座的自動化測運控服務，大大降低星座的地面控制和維護的復雜度。
根據(jù)天風證券預估，我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)年產(chǎn)值將有望于2028年達到0.4萬億元人民幣。其中衛(wèi)星制造年產(chǎn)值403.62億元，火箭發(fā)射年產(chǎn)值180.7億元，地面設備1716.1億元，衛(wèi)星應用1733.9億元。
由此可見，除了衛(wèi)星制造之外，衛(wèi)星應用市場也是一塊大蛋糕。
在衛(wèi)星應用領域，未來天地一體的通信導航融合發(fā)展是必然趨勢。車載衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)終端必將是兼容地面網(wǎng)絡和衛(wèi)星網(wǎng)絡的多模終端，能夠在兩個網(wǎng)絡之間實現(xiàn)無縫切換。并且可以通過時空道宇天地一體化高精時空信息系統(tǒng)，為用戶提供高精度位置服務，以提高自動駕駛等服務的安全性。
時空道宇與京東方達成深度合作，將積極探索新型車載天線的產(chǎn)業(yè)化應用，解決衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)車載終端小型化、低成本化難題，以推動衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)在汽車領域的產(chǎn)業(yè)化應用。
標簽： 低軌星座
