卫星互联网

卫星互联网（Satellite Internet），主要是指以人造地球卫星作为信息和数据接入手段的一种互联网宽带服务模式。在中国的“新基建”战略中，卫星互联网被明确划分为信息基础设施的重要组成部分。

卫星互联网是基于卫星通信技术接入互联网的一种方式。这一概念可以通俗地理解为：将传统设置在地面上的移动通信基站功能，转移并集成到太空中的卫星平台上。使得每一颗在轨卫星都成为一个“天基基站”，协同工作，旨在为全球范围内的用户提供高带宽、覆盖广、高灵活性和便捷性的互联网接入服务。

卫星互联网的商业探索始于20世纪90年代。当时，全球涌现出多个旨在提供通信和网络服务的卫星星座计划，其中包括著名的美国“铱星”（Iridium）、“全球星”（Globalstar）、“轨道通信”（Orbcomm）以及由比尔·盖茨所投资的Teledesic项目。这些公司的目标均是试图建立一个天基通信网络，通过销售独立的卫星电话或上网终端，与传统的地面电信运营商展开竞争。

随着卫星通信技术的不断演进，各国政府纷纷将卫星互联网的建设提升至国家战略层面，这一前沿领域也吸引了众多航天及互联网巨头企业涌入。以美国为例，SpaceX、亚马逊（Amazon）等公司均已积极布局。其中，SpaceX公司率先启动了其“星链”（Starlink）巨型星座计划，并成功发射了大量卫星（截至原文统计节点为420颗），标志着美国在该领域已进入实质性的规模化建设阶段。

在中国，2018年12月22日，“虹云工程”的首发星（即技术验证卫星）被成功送入预定轨道，这标志着中国在低轨宽带通信卫星系统（即低轨卫星互联网）的建设上迈出了实质性的第一步。

2020年2月16日，银河航天（北京）科技有限公司的首发星在轨30天后，成功开展了通信能力试验，并在国际上首次验证了低轨Q/V/Ka等高频段的通信能力。同年6月，该首发星首次实现了超过3分钟的通信应用试验。在测试中，工作人员使用普通智能手机连接到银河卫星终端提供的WiFi热点，通过这颗5G卫星完成了视频通话。

2020年4月20日，中国国家发展和改革委员会（国家发改委）首次明确界定了“新基建”的范围，卫星互联网被正式纳入新型基础设施建设的范畴。

2020年6月，北京联通与银河航天成功进行了一项5G与卫星互联网的融合测试，在中国国内首次通过低轨卫星互联网链路，完成了5G基站的开通测试与验证。同年9月1日，九天微星公司的卫星研发制造基地——即“智能卫星工厂”，在河北省唐山市路南区正式开工建设。这是卫星互联网被纳入中国“新基建”之后，首个落地建设的重大产业项目。

2020年11月，银河航天宣布计划在江苏南通重点打造新一代卫星智能制造超级工厂，目标是实现年产300至500颗卫星的批量生产能力。

2021年2月春节期间，银河航天联合新浪微博推出了“跨越宇宙的告白”主题节日活动。该活动通过银河航天的首发星，为公众用户提供了预约发送微博的服务。这也是中国宽带卫星互联网首次面向所有公众开放应用体验。

2023年4月，在中国云南丽江玉龙县的大山深处，中国首次在偏远地区实现了低轨卫星互联网在电力通信领域的测试应用。测试结果表明，在没有地面通信基站覆盖的情况下，利用卫星信号依然可以有效支撑电力巡检、应急保障等关键任务。

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，成功将一颗卫星互联网技术试验卫星发射升空。

2023年11月，在北京召开的2023中国卫星应用大会上公布了新进展：航天科技集团旗下的中国卫通公司已初步建成中国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。

2024年2月29日21时03分，中国在西昌卫星发射中心利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，标志着该次发射任务获得圆满成功。

根据通信卫星所运行的轨道高度不同，卫星互联网系统主要可以分为高轨（GEO）卫星互联网和低轨（LEO）卫星互联网两大类。

高轨卫星（GEO）通常运行在距离地面约3.6万公里的地球静止轨道（Geostationary Orbit）上。尽管卫星本身在高速运动，但由于该轨道上的卫星运行周期与地球自转周期严格一致，使其相对地面保持“静止”状态。因此，高轨卫星的信号覆盖区域是固定不变的，这使得利用它建立通信服务相对容易。利用这一特点，可以通过高轨卫星实现宽带通信，且所需的卫星数量相对较少（三颗即可覆盖全球大部分区域）。然而，高轨卫星互联网也存在其天然的局限性。鉴于地球半径仅约6378公里，从地面发送信号到3.6万公里外的卫星再返回，会产生显著的信号延迟（时延）。对于一般的通话或网页浏览任务，这种延迟尚可接受，但对于实时性要求极高（如联网游戏、无人机远程遥控）的应用场景，高轨卫星则难以满足需求。

低轨卫星（LEO）通常在500公里至2000公里的近地轨道（Low Earth Orbit）上运行。在这个轨道高度上，地面用户终端与卫星之间的通信传输时延可降低至毫秒级（ms），这一性能足以满足车联网、自动驾驶、远程手术等对低时延有迫切需求的应用。以1000公里的近地轨道为例，卫星绕地球一圈仅需约100多分钟。低轨卫星互联网必须通过在该轨道高度部署由成百上千颗卫星组成的“星座”（Constellation），从而实现对全球（或特定区域）的无缝信号覆盖。对地面用户而言，尽管天上的每一颗卫星始终在高速运动，但系统设计确保了在每时每刻，用户的头顶上空始终有至少一颗卫星飞过，从而保障了网络信号的稳定与连续覆盖。

利用卫星互联网系统，可以实现诸如高速宽带服务接入、高清视频回传、流媒体实时传输等多种功能。其最关键的作用在于，卫星互联网能够有效弥补地面移动互联网（如4G/5G基站）在广袤的山区、高原、沙漠、空中以及海洋等空间的覆盖不足问题。此外，构成卫星互联网的卫星平台还可以搭载不同的有效载荷，从而实现更多样化的卫星应用功能。例如，若搭载数据采集载荷，卫星便可实现卫星物联网（S-IoT）服务，使得用户的物流产品无论是在陆地、海上还是空中，均可以被准确获取其位置信息、温度信息和其他状态信息等。若搭载船舶自动识别系统（AIS）载荷，卫星可以接收全球任意海域各类船舶的位置等信息，再将其播发给各类船只，使其能够感知周边船舶动态，或用于开展经济信息分析。若搭载民航广播式自动相关监视（ADS-B）载荷，卫星则可以接收全球民航客机的广播信息，这既有利于航空公司的飞机飞行安全，也有利于空域管理部门进行实时的空域监控。若搭载导航增强载荷，卫星可实现高精度的导航定位增强功能，为地面用户提供车道级导航和厘米级定位精度的业务。若搭载遥感观测载荷，卫星则能感知全球农作物的生长态势、病虫害监测、森林火情感知、环境污染监测以及违章建筑识别等。

卫星互联网的产业链条相对清晰，主要可划分为卫星制造、卫星发射、地面设备、卫星运营及服务四个核心部分。其中，卫星制造又可细分为卫星平台（Platform）和卫星载荷（Payload）两部分；卫星发射则包括运载火箭的制造和具体的发射服务；地面设备包括大型的固定地面站（关口站）、移动站（如车载、船载）和用户终端（User Terminal）；卫星运营及服务则包含了卫星移动通信服务、宽带广播服务和卫星固定服务等最终面向客户的业务。

卫星互联网的核心优势在于其使用了卫星通讯技术，这种技术使得通信服务能够覆盖极广的区域，且基本不受地球表面地理环境（如山脉、沙漠、海洋）的限制。据统计，在全球范围内，仍有约80%的区域（包括广阔的海洋和偏远、欠发达地区）以及近50%的人口无法接入互联网。一方面，这些地区往往基础设施薄弱，若大规模建设地面网络系统（如光纤、基站），将面临投入巨大、投入产出比严重失衡的困境，而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、高效率的解决方案。另一方面，对于广阔的海域和高空空域而言，与地面网络进行稳定连接的难度极大，天基互联网（即卫星互联网）是目前已知的、唯一能够提供无缝覆盖的解决方案。