近年來(lái)，全球掀起了商業(yè)衛(wèi)星和低軌星座建設(shè)浪潮。美國(guó)東部時(shí)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(xiàng)目計(jì)劃一共發(fā)射1.2萬(wàn)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(guó)通信公司一網(wǎng)(OneWeb)擺脫破產(chǎn)保護(hù)后，至今已累計(jì)發(fā)射110顆衛(wèi)星;亞馬遜也為自己的太空互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)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(luò)Telesat LEO項(xiàng)目，預(yù)計(jì)發(fā)射298顆衛(wèi)星以覆蓋加拿大以及全球。
西方國(guó)家如火如荼建設(shè)，我國(guó)也相繼發(fā)布了一系列低軌衛(wèi)星鼓勵(lì)政策，并相繼推出天地一體化等國(guó)家重大計(jì)劃。不僅有中國(guó)航天科技集團(tuán)、中國(guó)航天科工集團(tuán)等國(guó)家隊(duì)紛紛加碼布局，此外還有諸如時(shí)空道宇、銀河航天等民間力量加入。
低軌衛(wèi)星在通信、導(dǎo)航、遙感和科研有更明確的應(yīng)用場(chǎng)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(shí)延可以低至幾十毫秒，在遠(yuǎn)距離通信方面超過(guò)地面現(xiàn)有光纖的能力;在導(dǎo)航領(lǐng)域，低軌衛(wèi)星快速移動(dòng)的特點(diǎn)，可以提供覆蓋全球的一分鐘以內(nèi)的快速收斂和厘米級(jí)的高精位置服務(wù)。
時(shí)空道宇作為低軌衛(wèi)星領(lǐng)域的商業(yè)航天企業(yè)，致力于構(gòu)建全球首個(gè)天地一體化高精時(shí)空信息系統(tǒng)。2021年底，其首發(fā)雙星完成在軌商業(yè)驗(yàn)證后，覆蓋中國(guó)本土及東南亞地區(qū)的天地一體化出行高精度服務(wù)將投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。
那么，低軌衛(wèi)星究竟有何特點(diǎn)?時(shí)空道宇具備哪些技術(shù)優(yōu)勢(shì)?其天地一體化高精時(shí)空信息系統(tǒng)將有何應(yīng)用前景?
專家團(tuán)隊(duì)覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈
衛(wèi)星的軌道高度低，對(duì)用戶而言，意味著通信時(shí)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(dòng)通信終端相差無(wú)幾，還可以與陸地通信系統(tǒng)兼容;對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言，衛(wèi)星體積小、重量輕，利用現(xiàn)代發(fā)射技術(shù)可以一箭雙星或多星同時(shí)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(yùn)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(shí)現(xiàn)全球覆蓋。因此，面對(duì)有限的軌道、頻譜資源，各大企業(yè)無(wú)不個(gè)個(gè)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)陣營(yíng)。
在我國(guó)，2016年12月的《十三五國(guó)家信息化規(guī)劃》中也明確提及“通過(guò)移動(dòng)蜂窩、光纖、低軌衛(wèi)星等多種方式，完善邊遠(yuǎn)地區(qū)及貧困地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)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(guò)，對(duì)于民企來(lái)說(shuō)，由于航天技術(shù)壁壘高，成熟技術(shù)人才一將難求，這一形勢(shì)在一定程度上制約了企業(yè)發(fā)展。時(shí)空道宇核心團(tuán)隊(duì)目前人均擁有超過(guò)十年的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，不僅有來(lái)自體制內(nèi)航天單位的專家，還匯聚了來(lái)自航天系統(tǒng)工程、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、量子通信、導(dǎo)航定位等領(lǐng)域的頂尖人才。2000年至今，我國(guó)發(fā)射的重要衛(wèi)星不超過(guò)100個(gè)型號(hào)，而時(shí)空道宇現(xiàn)在團(tuán)隊(duì)中的工程師參與設(shè)計(jì)過(guò)的就有40個(gè)，很多人曾直接負(fù)責(zé)過(guò)北斗衛(wèi)星、遙感三十號(hào)衛(wèi)星、風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星等型號(hào)任務(wù)。
經(jīng)過(guò)1年多有序的研制工作，時(shí)空道宇的首發(fā)雙星經(jīng)歷了方案、初樣、正樣三個(gè)研制階段的設(shè)計(jì)迭代，共計(jì)完成12次大型試驗(yàn)，超200項(xiàng)測(cè)試項(xiàng)目，超1800小時(shí)的測(cè)試，全面覆蓋星上8大系統(tǒng)。完成與運(yùn)載火箭、發(fā)射場(chǎng)、測(cè)運(yùn)控和應(yīng)用系統(tǒng)的全部接口對(duì)接測(cè)試。
核心技術(shù)降低商業(yè)化成本
20世紀(jì)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(shí)的問(wèn)題，更以超前的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于星載路由交換、星間鏈路組網(wǎng)的全球無(wú)縫覆蓋服務(wù)。不過(guò)伴隨著越洋光纜和地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)的興起，銥星因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)成本居高不下，在競(jìng)爭(zhēng)中敗下陣來(lái)。
時(shí)空道宇為了在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中形成智能化、批產(chǎn)化、高性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，其積累了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：首先是衛(wèi)星智能制造技術(shù)。該技術(shù)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(jī)器視覺(jué)、人工智能等技術(shù)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星裝配、集成、測(cè)試的自動(dòng)化;并且通過(guò)大數(shù)據(jù)智能管理平臺(tái)實(shí)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(shí)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(jí)工廠也將于2021年底完成建設(shè)，建成后將形成年產(chǎn)300顆以上衛(wèi)星的制造能力。
此外，時(shí)空道宇還積累了汽車工業(yè)級(jí)元器件選用和篩選技術(shù)。這是由于宇航級(jí)元器件成本高，某些芯片的單片售價(jià)達(dá)到數(shù)萬(wàn)元甚至十幾萬(wàn)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(jí)元器件在工作溫度范圍、連續(xù)無(wú)故障時(shí)間、使用壽命等方面與航天產(chǎn)品類似。因此，時(shí)空道宇根據(jù)航天產(chǎn)品在抗輻射指標(biāo)、高真空環(huán)境、地面存儲(chǔ)環(huán)境等方面要求的特殊性，分等級(jí)、分類別制定汽車工業(yè)級(jí)元器件選用和篩選規(guī)范，將篩選合格的汽車工業(yè)級(jí)元器件用于電子學(xué)單機(jī)的研制，提升了電子學(xué)單機(jī)產(chǎn)品的性價(jià)比。
時(shí)空道宇通過(guò)自主創(chuàng)新，將許多民用產(chǎn)品和民用技術(shù)通過(guò)篩選、試驗(yàn)、適應(yīng)性改造，用于衛(wèi)星的機(jī)構(gòu)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(yīng)鏈體系。
那么，具體來(lái)看，時(shí)空道宇構(gòu)建的天地一體化高精時(shí)空信息系統(tǒng)將如何賦能場(chǎng)景?
賦能低空飛行與自動(dòng)駕駛場(chǎng)景
時(shí)空道宇的天地一體化高精時(shí)空信息系統(tǒng)是基于低軌衛(wèi)星星座及地面監(jiān)測(cè)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，能夠?yàn)橛脩籼峁┤?、無(wú)縫、瞬時(shí)、精準(zhǔn)、安全的高精定位服務(wù)。2021年底，時(shí)空道宇首發(fā)雙星完成在軌商業(yè)驗(yàn)證后，覆蓋中國(guó)本土及東南亞地區(qū)的天地一體化出行高精度服務(wù)將投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。
在具體應(yīng)用場(chǎng)景上，低軌衛(wèi)星技術(shù)將助力低空出行與自動(dòng)駕駛。
在低空出行領(lǐng)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(shí)小，能夠?yàn)榈涂疹I(lǐng)域提供比擬5G的增強(qiáng)移動(dòng)寬帶和低時(shí)延通信服務(wù)，傳統(tǒng)依賴于地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的高精度衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)不再適用，低軌導(dǎo)航不僅能規(guī)劃低空的精準(zhǔn)“無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施道路”，也能為飛車提供車道級(jí)定位精度。
在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，時(shí)空道宇將為駕駛者提供全新的高精定位和智能駕駛體驗(yàn)，直接為國(guó)內(nèi)2.7億輛車提供輔助高精定位功能。
在雙星研制過(guò)程中，按照星座測(cè)運(yùn)控的要求，時(shí)空道宇已經(jīng)研發(fā)了星座地面測(cè)運(yùn)控網(wǎng)即多個(gè)遠(yuǎn)程地球站、1個(gè)衛(wèi)星任務(wù)控制主中心、1個(gè)衛(wèi)星任務(wù)控制備中心的方案，支持多星任務(wù)自動(dòng)規(guī)劃、狀態(tài)自動(dòng)判讀、任務(wù)自動(dòng)執(zhí)行和地球站遠(yuǎn)程無(wú)人值守的功能。因此，時(shí)空道宇可以提供星座的自動(dòng)化測(cè)運(yùn)控服務(wù)，大大降低星座的地面控制和維護(hù)的復(fù)雜度。
根據(jù)天風(fēng)證券預(yù)估，我國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)年產(chǎn)值將有望于2028年達(dá)到0.4萬(wàn)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(shè)備1716.1億元，衛(wèi)星應(yīng)用1733.9億元。
由此可見(jiàn)，除了衛(wèi)星制造之外，衛(wèi)星應(yīng)用市場(chǎng)也是一塊大蛋糕。
在衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域，未來(lái)天地一體的通信導(dǎo)航融合發(fā)展是必然趨勢(shì)。車載衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)終端必將是兼容地面網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的多模終端，能夠在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換。并且可以通過(guò)時(shí)空道宇天地一體化高精時(shí)空信息系統(tǒng)，為用戶提供高精度位置服務(wù)，以提高自動(dòng)駕駛等服務(wù)的安全性。
時(shí)空道宇與京東方達(dá)成深度合作，將積極探索新型車載天線的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)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(dòng)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)在汽車領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
標(biāo)簽： 低軌星座
