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2013-2019全球卫星发射数量增长及在轨卫星用途、轨道分布统计分析

发布时间:2019-12-02  来源:立鼎产业研究网  点击量: 23 

195710月,苏联成功发射人类史上第一颗卫星,随后美国、法国、日本也相继发射了人造卫星,我国于1970年发射第一颗人造卫星“东方红一号”。人造卫星指在空间轨道上环绕地球运行的无人航天器,主要分为科学卫星、技术试验卫星和应用卫星。其中,应用卫星直接为国民经济和军事活动提供服务,是发射数量和种类最多、应用范围最广的卫星。

2013-2019全球卫星发射数量


资料来源:公开资料

根据2018年美国卫星产业协会(SIA)发布的第21版卫星产业年度报告,2017年全球发射了345颗卫星,其中地球观测卫星占比为49%。另外,据2018年美国卫星产业协会(SIA)发布的第21版卫星产业年度报告,2017年全球卫星产业总收入达到2,686亿美元,同比增长3%,其中发射服务收入46亿美元,卫星制造收入155亿美元,地面设备制造收入1,198亿美元,卫星服务收入1,287亿美元。整体来看,发射服务和卫星制造构成了卫星产业的基础,但收入占比较小;卫星服务和地面设备制造是卫星产业的收入主体,收入占比达到90%以上。

卫星产业收入规模情况(亿美元)


资料来源:sia

根据美国忧思科学家联盟(union of concerned scientists)最新更新的“在轨卫星统计数据库”显示,截至201919月,全球在轨正常运行卫星数量为2062颗,较20184月份记录数据1980颗,增加了82颗。其中通讯卫星776颗,占37.6%,地面观测卫星769颗,占37.3%。通讯卫星数量较20184月数量减少16颗,地面观测卫星数量则大幅增长,较20184月增加108颗。(注:少部分卫星具有多种用途)。截至201919日,近地球轨道卫星数量为1338颗,占64.9%;中地球轨道卫星数量为125颗,占6.1%;地球同步轨道卫星数量为554颗,占26.9%

截止20191月存量卫星用途情况(颗)


资料来源:国忧思科学家联盟

截止20191月存量卫星轨道分类情况(颗)


资料来源:国忧思科学家联盟

综上,随着微纳卫星应用的兴起,卫星数量稳中有升,近地轨道卫星保持快速增长态势,通信、遥感、导航依旧是三大主流卫星应用。其中,全球导航卫星系统已经随着GPS、北斗等卫星系统的建成逐渐构筑现代定位导航授时(PNT)系统的核心,随着北斗三号基础星座的建成,北斗已经具备全球服务能力,预计2020年北斗三号完成建成,届时将与GPSGNSS系统构成主流具备全球PNT服务能力的定位导航系统,成为物联网等场景提供综合时空信息能力基础。但是,GNSS系统普遍不具备双向通信功能或者通信功能相对较弱,例如北斗的短报文功能,因此具备小型化、低功耗等规模应用的条件,但仍需要借助于其他的通信方式进行信息的传导。

卫星通信利用卫星作为中继站,通过反射或转发无线电信号,实现两个或多个地球站之间的通信。在卫星移动通信历史中,“铱星计划”是美国曾经的通信巨头摩托罗拉公司于1987年提出的一个革命性的全球移动通信系统设计。该系统包括由77颗近地通信卫星组成的星群,目标是直接解决当时基站覆盖技术难题,让人类通信进入卫星时代,在世界上任何一个“能看到天空的角落”都能实施无线通信。由于金属元素铱原子有77个电子,这项计划得名“铱星计划”。后来,摩托罗拉将卫星数量缩减为66颗。19985月,布星任务全部完成,111日,正式开通全球通信业务。

然而“铱星计划”过于超前,设计也过于理想化,在面对后期全球快速发展的GSM等蜂窝通信系统的竞争中由于成本较高以及卫星通信技术难以小型化等问题,因此理想的卫星移动通信市场没有及时同步开发出来,导致“铱星计划”渗透率不足引发巨额亏损。19993月,铱星公司宣布破产并被一个投资团队接手,后期定位在美军、探险者等具备卫星移动通信需求的客户群体应用。

20106月,铱星公司与SpaceX签订了价值4.9亿美元的合同。SpaceX将从范登堡空军基地,用猎鹰9号火箭把第二代“铱星计划”的卫星中的70颗送上太空,以一箭十星的方式分10次发射完成。20191月,SpaceX-猎鹰9号运载火箭将首批10颗铱星公司第二代铱星系统卫星送入轨道。

“铱星计划”设计过于超前,同时鉴于技术路径以及规模的原因在面对蜂窝移动通信的竞争下落败,但是铱星系统开启了个人卫星移动的先河,并在国防、远洋、旅游探险等多个场景找到应用落地。另外,“铱星计划”也验证了近地轨道星座作为移动通信的可行性,随着发射成本的降低以及通信技术的进步,高带宽、低延时的基于低轨道的卫星通信成为可能,也激发了StarlinkOneWeb等卫星星座的建设计划。最后,卫星通信由于覆盖面大、部署快,不受地面情况影响,因此一直被视为特殊地理位置和特殊场合的唯一通信手段,伴随着5G万物互联时代的到来,低轨道卫星星座将成为传统通信的有效补充,有望实现万物的实时互联。

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