2020低轨卫星产业发展分析报告.pptx

,2020低轨卫星产业发展分析报告,关键假设：国家持续加大对低轨卫星产业投入；低轨卫星通讯在军民领域应用顺利推广。与市场差异观点：1）市场主要关注低轨卫星产业硬件投资，我们认为软件定义卫星有望成为天基互联网的主流 技术路线。传统卫星研发以硬件主导，软件为辅，研发周期长、研发成本高，软件定义卫星主 要通过对功能模块、载荷、数据处理、网络通信等软件进行更新或重设，采用开放系统架构， 使得卫星软件可以独立演化，从而可以在不改变硬件的情况下实现更多的功能。2）市场主要关注航天系标的，我们认为电子科技集团将成为国家低轨卫星产业主导。目前我 国建设中的低轨宽带卫星系统有航天科工集团、航天科技集团、中国电科集团，电科在国内的 软件定义卫星方面技术领先，天地一体化信息网重大项目低轨接入网规划仅需60颗综合星和60 颗宽带星，卫星之间能够实现多星之间的距离测量和时间统一，实现卫星的“自主导航”，减 省地面站的数量以及相应成本，基于此优势未来电科集团有望引领国内天基互联网建设运营。投资建议：核心看好：推荐电科集团旗下标的卫士通，建议关注杰赛科技；推荐地面站与应用领域推荐海能达，建议关注和而泰，推荐核心器件配套商鸿远电子，建议关注卫星运营国家队中国卫通；其他建议关注标的：卫星总装制造：中国卫星；地面站：中兴通讯；卫星运营：欧比特；核心 器件配套：振华科技，航天电子，航天电器；地面终端制造：华力创通，合众思壮，海格通信，振芯科技；软件和网安：太极股份，四创电子；卫星应用：航天宏图，超图软件。 风险提示：卫星星座建设进度不及预期；全球轨道及频率资源竞争加剧。,低轨卫星产业深度报告软件定义卫星,目录,一、低轨通信卫星产业正在兴起二、美国优先布局，中国也已起步三、软件定义卫星，电科将成为产业主导 四、相关标的和投资建议五、风险提示,卫星按用途分类，通信类占比最大, 卫星按用途可分为通信卫星、遥感卫星、导航卫星、技术试验卫星等。根据美国忧思 科学家联盟（UCS）最新更新的“在轨卫星统计数据库”显示，截至2019年1月9月，全 球在轨正常运行卫星数量为2062颗，其中通信卫星占比最大。2019年全球共发射卫星523颗，占比最大的为技术试验卫星，通信卫星次之。图：全球在轨卫星种类占比（截至2019年1月9日）图：2019年全球发射卫星种类占比,通信卫星, 37%,对地观测, 37%,技术试验卫星, 13%,导航卫星, 7%,其他, 6%,通信卫星, 32%,对地观测, 21%,技术试验卫星,38%,导航卫星, 2%,其他, 6%, 2018年，我国共发射卫星91颗，其中通信卫星4颗，占比4.4%。2019年我国共发射卫星 54颗，其中通信卫星12颗，占比22.22%，比例快速提升。,我国新发卫星通信类占比快速提升,遥感卫星, 41%,导航卫星, 20%,通信卫星, 4%,科技与技术 试验卫星, 35%,遥感卫星, 41%,导航卫星, 18%,通信卫星, 22%,科技与技术试 验卫星, 19%,图：2018年我国各类卫星发射数量占比,图：2019年我国发射卫星种类占比,美国在轨卫星远多于其他国家,美国, 44%,中国, 15%,俄罗斯, 7%,其他, 34%, 根据UCS数据，截止2019年1月9日，美国在轨卫星达到901颗，占全球在轨卫星44%，远高于其他国家。目前我国通信卫星数量占比、卫星通信市场占比都低于全球平均水平，通信卫星规划数量低于美国，未来提升空间巨大。图：各国在轨卫星占比（截至2019年1月9日）,卫星按轨道分类低轨正在兴起, 按照通信卫星运行的轨道不同，卫星通信（系统）可分为低轨道（LEO）卫星通信、中轨道（MEO）卫星通信和高轨道（GEO）同步卫星通信。表：不同轨道通信卫星特点,卫星按轨道分类低轨正在兴起,低轨宽带通信卫星系统由大量（通常为数百或数千颗）低轨道小型通信卫星组成卫星 系统/星座，通常使用 Ku、Ka、Q/V 等高频频段进行宽带通信。低轨卫星通信系统主要由 空间段、用户段、地面段、公用及专用网络四部分等组成。在若干个轨道平面上布置多颗 卫星，由通信链路将多个轨道平面上的卫星联结起来。整个星座如同结构上连成一体的大 型平台，在地球表面形成蜂窝状服务小区，服务区内用户至少被一颗卫星覆盖，用户可以 随时接入系统。低轨卫星通信可以在用户段直接与单一地面终端连接，也可以通过地面关 口站与地面公共网络连接。图：低轨卫星工作原理,低轨卫星系统具有成本低效率高的优点, 低轨宽带通信卫星系统有如下优势：1）制造成本低：传统大卫星的研制周期一般为3-10年，项目周期长、投资高且项目风险大。 小卫星的研制周期一般为2年左右，研制成本大大降低。2）发射成本低：卫星体积小、重量轻，利用现代发射技术可以一箭双星/多星同时发射入轨， 小卫星可以作为大卫星的附属物一起发射，也可以是几十甚至上百个微小卫星搭载同一个火箭 一齐发射。3）接收效率高：中轨、高轨卫星离地面较远，时延较长，中轨卫星双向通信时延为300ms量级，高轨卫星双向通信时延为500ms量级，而低轨卫星双向通信时延为50ms左右，传输时延短，路径损耗小，数据传输率提高。 低轨小卫星一般指运行于距地面500-2000km的轨道上，重量在1000kg以下的现代卫星。 虽然小卫星在工作功率、有效载荷、在轨功能等方面弱于大型卫星，但在低轨通信卫星 系统中，小卫星较低的功率反而更加节能，加之小卫星较大卫星具有质量小、成本低、 研制周期短、发射灵活、低时延、信号接收方便等特点，因而低轨通信系统中往往以小 卫星为主。, 近年卫星发射以低轨道（LEO）卫星和高轨道（GEO）卫星为主，且低轨道（LEO）卫 星占比逐渐提升。2017年，全球低轨道卫星入轨46颗，占比59%。2018年，低轨道卫星 入轨53颗，占比65%。,新发卫星中低轨占比逐渐提升,LEO 59%,GEO 41%,图：2017年全球通信卫星入轨数量占比,LEO 65%,GEO 30%,其他5%,图：2018年全球通信卫星入轨数量占比,20 世纪 80 年代,质量大 运行寿命短,小卫星技术 和通信市场 不断扩大,90 年代初期,市场竞争 经济因素,破产,2000,Iridium66颗卫星重量320kg,1995,ORBCOMM47颗卫星每颗不足50kg,大型LEO卫星,移动电话系统,中小型LEO卫星移 动数据传输系统,宽带多媒体通信 系统（Ka 波段）,19971998,GlobalStar48颗工作卫星12颗备用卫星重约450kg,计算机,微机 电,先进制造 快速发展,通信技术和微小卫星技术升级换代,Iridium Next,2016,81颗卫星重约860kg,OneWeb,20192020,2018,StarLink11943颗重约386kg,900 颗微小卫星 虹云工程 重约 150kg156颗卫星重约500kg鸿雁星座一期60余颗骨干卫星 二期为300余颗补网卫星,低轨通信卫星发展历程,图：低轨通信卫星发展历程早期卫星低轨通信星座开始盛行, 国内航天科技和航天科工集团分别提出了“鸿雁”和“虹云”低轨卫星通信星座计划，“鸿雁”和“虹云”系统首期组网建设投资估计约为300亿元，根据SIA的数据，卫星组 网费用占整个卫星产业链产值的7.5%左右，根据组网费用300亿元占比7.5%=总体产业 规模4000亿元，我们预计低轨卫星通信产业规模将达到约4000亿元，我国亦将进入低 轨卫星通信时代。,2020年预计我国低轨卫星市场空间达4000亿元,图：2010-2018年全球卫星应用产业收入统计与增长情况,图：中国卫星导航与位置服务产业总体产值与增长情况,1343,1735,2118,2542,2999,3479,29.194000,22.07,20.02,17.98,16.01,14.98,0,5,10,15,20,25,30,4,0003,5003,0002,5002,0001,5001,0005000,201420152016201720182019E2020E中国卫星导航与位置服务产业总体产值（亿元） 增速（%）,目录,一、低轨通信卫星产业正在兴起二、美国优先布局，中国也已起步三、软件定义卫星，电科将成为产业主导 四、相关标的和投资建议五、风险提示,美国低轨卫星系统：已规划上万颗卫星,由于低轨卫星在军事、物联网等领域的巨大应用价值，加之地球近空领域频率和轨道资 源有限，而根据国际电联的规定，频谱与轨道归属采用“先发先得”原则。近年来，各 国在全球低轨卫星星座领域展开了激烈的竞争。当前国际主要制造商大多位于美国，包括Space X、OneWeb、泰雷斯等，主要星座计 划包含Starlink（星链）、OneWeb、铱星等。表：当前国际主要低轨通信卫星计划,第二代铱星计划（Iridium Next）,铱星系统是卫星移动通信商业化起源， 图：铱星系统覆盖范围 由美国摩托罗拉公司发起。系统部署耗时13年，成本约60亿美金。但在此期间地面蜂窝移动通信系统快速发展，铱星 系统未能成功扩大业务、扭亏为盈， 1999年破产。直到2000年铱星通讯公司 全盘接收铱星系统，获得美国国防部订 单，铱星系统才被重新启用。2017年，铱星公司开始布局第二代铱星 系统，由66颗卫星、9 颗在轨备用卫星 和 6 颗地面备用卫星组成。计划寿命15 年，提供L频段1.5Mbit/s和Ka段8Mbit/s 的高速服务，覆盖全球。,1987美国摩托罗拉公司 提出用于手机全球通信 的低轨人造卫星概念,1989立项启动,1990对外发布,1994摩托罗拉成 立内部部门,1995/7开始发射卫星,1998/11系统正式上线， 由铱星公司运营,1999/6发射完成66 颗人造卫星,1999/8宣布破产,2000/11完成转移,2009重新上市,2017开始布局 铱星Next,2019/1铱星Next 部署完毕,2019估值26亿美元2018年营收5.23亿美元,第一代铱星系统,第二代铱星系统,图：铱星计划发展历程独立运营，每年支付摩托罗拉固定服务费5000万美元,资料来源：GROUNDCONTROL，东吴证券研究所,星链计划（Starlink）,星链星座是美国SpaceX公司的低轨宽带通信卫星系统，通过自主研发的猎鹰9号运载火 箭将数以千计的卫星送入轨道，利用相互链接的太空卫星和地面基站，构建一个覆盖全 球的廉价太空通信体系。建设规划：星链星座目前已规划11943（4425+7518）颗卫星，在2024年底前至少完成半 数发射任务，在2027年底完成现有规划卫星全部发射任务，预计投入约100亿美元。在2019年10月，SpaceX公司向国际通讯联盟提交申请，计划后续增加30000颗卫星。未来业务：星链星座主要为全球消费者和商业用户提供各种宽带和通讯服务，预计在2020年向北美地区提供服务，2021年将业务拓展至全球。表：星链计划发射卫星规划图：卫星随运载火箭升空图,OneWeb建立于2012年，计划第一阶段通过发射约648颗小卫星到低轨道创建覆盖全球的高速电信网 络，未来还将发射超过200颗。构建高速低延时的网络连接，致力于改善用户网络通信环境。项目概况：星座总容量高达5.4Tbit/s，每颗卫星的容量为7.5Gbit/s，可为用户提供下行200Mbit/s和上 行50Mbit/s速率的互联网接入服务，时延约为30ms，与光纤网络相当。卫星与用户终端之间采用Ku 频段射频链路，而卫星与网关地面站之间则采用Ka频段射频链路。计划进度2019年2月，OneWeb发射首批6颗卫星。这些卫星均已采集到信号，并在试验中展现出每秒400兆的宽带接入能力。计划于 2019 年初开始为美国阿拉斯加地区提供高速互联网接入服务。2020年2月6日，OneWeb发送约32颗卫星进入轨道，这是OneWeb今年计划进行的10次发射之一，每 次发射将发射30到36颗卫星。下次发射将在3月进行，发射约34颗卫星。,OneWeb星座,图：OneWeb致力于构建覆盖全球的高效网络连接,图：OneWeb计划应用链条,相比美国，中国低轨卫星产业起步晚、规模小,面对国外发展迅猛的低轨卫星通信系统，国内航天科技和航天科工集团分别提出了“鸿雁”和“虹 云”低轨卫星通信星座计划，将分别发射300颗和156颗低轨通信卫星组建太空通信网，两个系统计 划将于2023年建设完成，目前两个系统的首颗实验星都已于2018年底试射成功。虽然我国星座计划起步和建设进度落后于发达国家，但诸如“天象”等计划所使用的卫星数和成本 都大幅优于国内其它方案，未来有望引领天基互联网的建设运营。表：国内推出的低轨卫星计划,航天科技集团：鸿雁星座,鸿雁星座是由中国航天科技集团有限公司建设的低轨卫星通信系统，是我国投资规模最大的国家级 商业航天项目，依托东方红卫星移动通信有限公司开展建设运营。具有全天候、全时段及在复杂地 形条件下实时双向通信能力，可以提供全球实时数据通信和综合信息服务。建设规划：“鸿雁星座”一期预计投资200亿元，在2022年建成由60颗卫星组成的通信网络，实现一 带一路区域覆盖；二期预计2025年完成，通过300+卫星构建“海、陆、空、天”一体的卫星移动通 信与空间互联网接入系统，实现全球任意地点的互联网接入。进展情况：首颗试验卫星“重庆号”已于2018年12月成功发射，并计划在2020年7月再发射两颗试验卫星。建成后将成为全球无缝覆盖的空间信息网络基础建设，为地面固定、手持移动、车载、船载、机载等各类终端提供互联网传输服务。图：鸿雁星座计划介绍图：鸿雁建设计划及通信优势,虹云工程是由航天科工集团二院牵头研制的低轨宽带通信卫星系统，计划发射156颗卫星，在距离地 面1000公里的轨道上组网运行。其将以天基互联网接入能力为基础，融合低轨导航增强、多样化遥 感，实现通、导、遥的信息一体化。进展情况2018年12月22日，航天科工虹云工程首星成功发射并进入预定轨道，这是我国首颗低轨宽带通信技 术验证卫星，首次将毫米波相控阵技术应用于低轨宽带通信卫星，能够利用动态波束实现灵活的业 务模式。除通信主载荷外，虹云工程首星还承载了光谱测温仪和3S载荷，实现高层大气温度探测和船舶自动 识别系统（AIS）信息、飞机广播式自动相关监视（ADS-B）信息和传感器数据信息采集（DCS）， 可广泛应用于科学研究、环境、海事、空管等领域。2020年将投入示范应用,航天科工集团：虹云工程,图：虹云卫星正在展开太阳能电池板,“十三五”末，发射4颗业 务试验星，组建一个小星座， 让用户进行初步业务体验“十四五”末，实现全部156颗卫星组网运行，完成 业务星座构建,图：虹云工程“1+4+156”建设规划2018年前，发射第一颗技术 验证星，实现单星关键技术 验证,地轨轨道和频率资源是有限的，包括美国、中国在内的国家在全球低轨卫星星座领域已全 面展开竞争。与美国相比，我国低轨卫星星座计划分散，规模小，我们认为中国未来有望 进一步整合资源，加大投入，建设比当前更大规模的低轨卫星工程。,我国起步晚于美国，竞争已全面展开,目录,一、低轨通信卫星产业正在兴起二、美国优先布局，中国也已起步三、软件定义卫星，电科将成为产业主导 四、相关标的和投资建议五、风险提示,卫星星座产业链环节梳理,图：卫星星座产业链环节,卫星服务, 46%,地面设备制造, 45%,图：2018年全球卫星产业规模结构卫星制造, 7%卫星发射, 2%, 2018年，全球卫星产业总收入为2774亿美元，同比增长3%。其中卫星产业规模主要来源于地面设备和卫星服务收入，卫星制造和发射服务产业规模较小。卫星服务实现收入1265亿美元，同比减少1.7%，占卫星产业收入的45.6%。,当前地面设备和服务价值占比最大,卫星制造,卫星发射,地面设备,卫星应用及服务,航天五院、航天科工二院、中科院微小卫星中心、航天科工四院、银河航天（民营企业）,国有：航天科技集团、航天科工集团民营：零壹空间、蓝箭航天、星际荣耀,国有：中国卫星、海格通信、中电科54所民营：华力创通,空间段：航天科技集团中国卫通、中国电信集团卫星通信公司地面段：亚洲卫星（中国香港）,空间段和地面段：亚太卫星、 中信集团中信卫星,相关厂商以国企和事业单位为主,图：相关厂商以国企和事业单位为主,软件定义卫星，电科将成为产业主导,市场主要关注低轨卫星产业硬件投资，我们认为软件定义卫星有望成为天基互联网的主流技术路线。传统卫星研发基本上以实现具体某个功能或者任务定制为主，硬件主导，软件为辅，这样研发周期长、研发成本高，软件定义卫星主要通过对功能模块、载荷、数据处理、网 络通信等软件进行更新或重设，采用开放系统架构，使卫星上各类传感器和计算单元之间兼 容互通。星载操作环境主要为各类应用程序提供平台运行支撑，实现各类软硬件即插即用和 动态配置，使得卫星软件可以独立演化，从而可以在不改变硬件的情况下实现更多的功能， 完成更多的任务。图：标准化的星载通用操作环境,软件定义卫星，电科将成为产业主导,市场主要关注航天系标的，我们认为电子科技集团将成为国家低轨卫星产业主导。目前我国 建设中的低轨宽带卫星系统主要有航天科工集团的 “虹云工程”、航天科技集团的“鸿雁星 座” 、中国电科集团的“天象”等。电科在国内的软件定义卫星方面技术领先，天地一体化 信息网重大项目低轨接入网规划仅需60颗综合星和60颗宽带星，卫星之间能够实现多星之间 的距离测量和时间统一，实现卫星的“自主导航”，减省地面站的数量以及相应成本，基于 此优势未来电科集团有望引领国内天基互联网建设运营。,软件定义卫星将使网络安全投入成倍增加，在软件定义技术下，卫星需要实现各类软硬件即 插即用和动态配置，使得它们能够承担不同的任务并为不同的客户服务，同时面临云安全、 天基安全的环境，网络安全成为天基互联网的核心环节，相应的网络安全投入预计将成倍大 幅增加。图：2018年全球卫星产业各领域收入,目录,一、低轨通信卫星产业正在兴起二、美国优先布局，中国也已起步三、软件定义卫星，电科将成为产业主导 四、相关标的和投资建议五、风险提示,相关标的和投资建议,核心看好标的：核心看好：推荐电科集团旗下标的卫士通，建议关注杰赛科技；推荐地面站与应用领域推荐海 能达，建议关注和而泰，推荐核心器件配套商鸿远电子，建议关注卫星运营国家队中国卫通；其他建议关注标的：卫星总装制造：中国卫星； 地面站：中兴通讯；卫星运营：欧比特；核心器件配套：振华科技，航天电子，航天电器；地面终端制造：华力创通，合众思壮，海格通信，振芯科技； 软件和网安：太极股份，四创电子；卫星应用：航天宏图，超图软件。,表：相关上市标的（数据截至2020/2/11）,相关标的和投资建议,目录,一、低轨通信卫星产业正在兴起二、美国优先布局，中国也已起步三、软件定义卫星，电科将成为产业主导 四、相关标的和投资建议五、风险提示,风险提示,卫星星座建设进度不及预期。卫星星座建设需要产业链各环节众多厂商共同协作，任何环节的产能或技术问题都可能导致整个项目进度不及预期。全球轨道及频率资源竞争加剧。根据国际电联的规定，频谱与轨道归属采用“先发 先得”原则，当前美国低轨卫星建设规模和发射进度都明显领先于我国，预计未来 在轨道和频率资源方面的竞争会日益激烈。,谢谢观看,