低轨卫星加速落地 资轨控系统详细拆解
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2023-10-30 16:01:07
民生证券股份有限公司 研究员：李哲/罗松 日期：2023-10-30
本周关注：巨星科技，沃尔德，捷昌驱动，金太阳，华曙高科
上海于10 月19 日印发《上海市进一步推进新型基础设施建设行动方案（2023-2026 年）》，构建泛在互联的高水平网络基础设施。布局“天地一体”的卫星互联网是其中重要一环，任务包括：稳步推动实施商业星座组网，加快落实频轨资源授权，分阶段发射规模化低轨通信卫星构建低轨星座，建设测控站、信关站和运控中心等地面设施，促进天基网络与地面网络融合应用。推进智慧天网创新工程，搭建中轨道卫星通信网络技术验证系统，开展大跨距全球互联等在轨验证，为探索构建中轨道通信卫星星座奠定基础。
低轨卫星：目前发射最多的卫星。人造卫星（下简称“卫星”）就是环绕地球在空间轨道上运行至少1 圈的无人航天器。根据离地高度不同可以分为主要可以分为低地球轨道 LEO、中地球轨道 MEO、地球同步转移轨道GTO 和地球同步轨道（包含地球静止轨道GEO、倾斜地球同步轨道IGSO 和太阳同步轨道SSO）四种。低轨卫星指离地高度400-2,000 公里范围内的卫星，根据UCS 统计，截至2022 年12 月31 日，全球共有卫星6718 颗，其中低轨道卫星约占88.4%，中轨道卫星约占2.1%，同步轨道卫星约占8.6%。
资源稀缺，先占先得加速卫星落地。考虑到卫星安全运行和卫星间信号干扰等，以及由此造成大量太空垃圾和引发干扰光学观测、模糊宇宙视野等环保问题，未来国际上会对太空卫星数量进行限制。这也意味着近地轨道资源有限，以轨道高度为400-2000 公里的近低轨道估算，地球的近低轨道总共只能容纳大约6万颗卫星。按照1967 年的《外层空间条约》以及后续的四份附属法律协议，卫星轨道这种不可再生且有限的资源需要通过申报与协调下的“先登先占”。同时，当某些卫星损坏或寿命结束，就会发射新卫星补上，而不会让出整个轨道资源，从而客观造成了“先占永得”。中国现已向国际电信联盟(ITU)提交了布局1.3 万颗低轨卫星的申请，但ITU《无线电规则》中有7 年内必须启用的时限要求，否则将导致权利和地位丧失及行动无效。
卫星制造约占卫星产业市场5%。21 世纪以来，全球范围卫星及应用产业发展迅速，呈现持续快速增长态势。据美国卫星产业协会(SIA)统计数据显示， 2022年全球航天产业的总收入为3840 亿美元，较2021 年减少20 亿美元。卫星产业的总收入约为2810 亿美元，相比2021 年增长了20 亿美元。2022 年全球卫星产业收入占全球航天产业收入的73%，非卫星产业收入1030 亿美元。卫星产业按照产业链划分可分为卫星制造、卫星发射、地面设备和卫星运营及服务等四大领域。根据美国卫星产业协会数据，2021 年卫星产业链中卫星制造、卫星发射、地面设备和卫星运营及服务分别占总市场规模的5%、2%、51%和42%。
姿轨控系统是卫星平台制造中的重要部分。卫星大体上由平台和载荷两部分构成，由于载荷是卫星入轨以后发挥其核心功能的部件，所以会根据任务情况从零开始设计，理想状态下，卫星平台的成本占比在20%-30%之间。姿态轨道控制系统主要负责完成变轨和入轨任务, 其中也包括爬升以及改变轨道倾角，以消除姿态静态误差，使卫星按预定姿态和轨道飞行，保证卫星性能，并完成飞行任务，是卫星平台制造的重要部分，占全卫星平台成本的40%。姿轨控系统涉及单机众多，主要包括恒星敏感器、陀螺仪、磁强计、太阳敏感器、飞轮、磁力矩器、电推进系统等。
风险提示：我国发星规划不及预期、行业技术路线不确定性、政策不确定性。
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低轨卫星：目前发射最多的卫星。人造卫星（下简称“卫星”）就是环绕地球在空间轨道上运行至少1 圈的无人航天器。根据离地高度不同可以分为主要可以分为低地球轨道 LEO、中地球轨道 MEO、地球同步转移轨道GTO 和地球同步轨道（包含地球静止轨道GEO、倾斜地球同步轨道IGSO 和太阳同步轨道SSO）四种。低轨卫星指离地高度400-2,000 公里范围内的卫星，根据UCS 统计，截至2022 年12 月31 日，全球共有卫星6718 颗，其中低轨道卫星约占88.4%，中轨道卫星约占2.1%，同步轨道卫星约占8.6%。
资源稀缺，先占先得加速卫星落地。考虑到卫星安全运行和卫星间信号干扰等，以及由此造成大量太空垃圾和引发干扰光学观测、模糊宇宙视野等环保问题，未来国际上会对太空卫星数量进行限制。这也意味着近地轨道资源有限，以轨道高度为400-2000 公里的近低轨道估算，地球的近低轨道总共只能容纳大约6万颗卫星。按照1967 年的《外层空间条约》以及后续的四份附属法律协议，卫星轨道这种不可再生且有限的资源需要通过申报与协调下的“先登先占”。同时，当某些卫星损坏或寿命结束，就会发射新卫星补上，而不会让出整个轨道资源，从而客观造成了“先占永得”。中国现已向国际电信联盟(ITU)提交了布局1.3 万颗低轨卫星的申请，但ITU《无线电规则》中有7 年内必须启用的时限要求，否则将导致权利和地位丧失及行动无效。
卫星制造约占卫星产业市场5%。21 世纪以来，全球范围卫星及应用产业发展迅速，呈现持续快速增长态势。据美国卫星产业协会(SIA)统计数据显示， 2022年全球航天产业的总收入为3840 亿美元，较2021 年减少20 亿美元。卫星产业的总收入约为2810 亿美元，相比2021 年增长了20 亿美元。2022 年全球卫星产业收入占全球航天产业收入的73%，非卫星产业收入1030 亿美元。卫星产业按照产业链划分可分为卫星制造、卫星发射、地面设备和卫星运营及服务等四大领域。根据美国卫星产业协会数据，2021 年卫星产业链中卫星制造、卫星发射、地面设备和卫星运营及服务分别占总市场规模的5%、2%、51%和42%。
姿轨控系统是卫星平台制造中的重要部分。卫星大体上由平台和载荷两部分构成，由于载荷是卫星入轨以后发挥其核心功能的部件，所以会根据任务情况从零开始设计，理想状态下，卫星平台的成本占比在20%-30%之间。姿态轨道控制系统主要负责完成变轨和入轨任务, 其中也包括爬升以及改变轨道倾角，以消除姿态静态误差，使卫星按预定姿态和轨道飞行，保证卫星性能，并完成飞行任务，是卫星平台制造的重要部分，占全卫星平台成本的40%。姿轨控系统涉及单机众多，主要包括恒星敏感器、陀螺仪、磁强计、太阳敏感器、飞轮、磁力矩器、电推进系统等。
风险提示：我国发星规划不及预期、行业技术路线不确定性、政策不确定性。
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