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产业研究|航空航天行业研究报告(七)

   日期:2026-01-18 16:44:37     来源:网络整理    作者:本站编辑    评论:0    
产业研究|航空航天行业研究报告(七)
航空航天行业是国家科技实力与安全的基石,驱动着材料、通信等尖端技术的突破并且辐射民用,这一领域的发展关乎保障国防与战略安全,同时,能有效强力拉动高端产业链的发展与经济增长。航空航天行业也承载着人类探索宇宙、拓展认知边界、激发创新与团结精神的永恒梦想,关乎人类文明的未来。本文从航空航天行业概述、发展现状、产业链分析、未来赛道及布局方向分析等维度展开系统剖析,深度拆解该领域的发展势能。
关键词:航空航天、军工电子、低空经济、商业航空
(三)航空航天产业链下游
01、导弹行业
(1)不同种类导弹及其用途
1)导弹的分类方法繁多,使用较多的分类方式为按照导弹气动外形和飞行弹道分类,可分为弹道导弹与有翼导弹两大类。在每一大类下面又可以细分成诸多小类,导弹按照飞行方式分类可以按照下面的方式进行分类:

图表:导航飞行方式分类

资料来源:公开资料整理

其中弹道导弹是一种沿预先设定的弹道飞行将弹头投向预定目标的导弹。按照作战性质弹道导弹又可分为战略弹道导弹以及战术弹道导弹两种。战略弹道导弹一般为中程、远程及洲际弹道导弹。战术弹道导弹一般为近程弹道导弹。未来弹道导弹的发展趋势主要为提高突防能力、提高命中精度、拓展全球打击能力及机动发射能力。有翼导弹是一种以火箭发动机或吸气式发动机为动力,机动飞行所需的法向力依靠升力部件的空气动力提供,装有战斗部的自控飞行器。按照目标种类及位置有翼导弹又可细分为面空导弹、空空导弹、面面导弹、空面导弹、反舰导弹及反坦克导弹。特点是制导精度高、机动能力强、系统组成及结构复杂。未来有翼导弹的发展方向有拓展自主化、智能化、模块化和标准化、飞行空域扩大化等。尽管导弹的种类众多,但几乎所有种类的导弹均由战斗部、动力系统、制导系统以及弹体结构四部分。具体各部分的功能及具体分类可见下表。

图表:导弹主要构成

资料来源:公开资料整理

(2)供给端升级:产业链协同重构
 1)总装介绍
总装领域涉及成型的炮弹加工厂。生产的产品除了满足国内军用之外,还通过军工贸易公司出口。国内的弹药主要有两种通途:备战和演练。由于到期未用的炮弹要及时销毁并重新补充,所以也可以将炮弹理解成一种消费品。目前已经上市的炮弹加工厂一共有四家,分别为宏大爆破、高德红外、洪都航空和长城军工。
2)上市公司介绍
①宏大爆破
宏大爆破创建于1988 年,是广东省煤炭工业研究所属下的全民所有制企业,宏大爆破的注册资本为人民币壹亿陆仟肆佰贰拾万元。拥有建设部核发的"矿山工程施工总承包"一级资质,"爆破与拆除工程"、"土石方工程"两个专业承包一级资质及"地基与基础工程"、"隧道工程"两个专业承包二级资质,通过ISO9001质量管理体系、ISO14001 环境管理体系、OHSMS18001 职业健康安全管理体系认证,是国内整体爆破方案设计能力强、爆破技术先进、服务内容齐全的矿山民爆一体化服务商之一。
宏大爆破一开始并没有涉及军工业务,不过性质差不多,反正都是炸,不管是炸石头还是炸敌人,所以,公司开始向军工板块转型,子公司广东明华是广东省属地方军工企业,组建了巡航导弹武器系统、单兵武器装备和智能弹药,未来这一板块大概率会成为主要发展方向。
②高德红外
高德红外全称武汉高德红外股份有限公司是由武汉高德红外技术有限公司依照《中华人民共和国公司法》整体变更设立的股份有限公司。于2008 年1 月30 日在武汉市工商行政管理局注册登记,并领取了注册号为420100000047376的企业法人营业执照。1999 年黄立董事长创办了武汉市高德电气有限公司,致力于红外热成像产品的设计、生产和市场开拓等方向。2014 年12 月8 日,获“某类新型完整武器系统总体研制资质”,在民营企业内尚属首次。
③洪都航空
洪都航空工业集团(简称洪都航空),是以洪都航空工业集团有限责任公司(以下简称洪都航空公司)为核心企业组建的大型企业集团。其前身是南昌飞机制造公司,曾用名国营洪都机械厂,创建于1951 年,是国家“一五”计划156项重点工程之一;是中国教练飞机、强击机、农林飞机、海防产品、片梭织机、摩托车及发动机的生产基地;是集航空产品和机电产品科研、生产、经营一体化的高科技企业集团。
④长城军工
安徽长城军工股份有限公司于2000 年11 月16 日成立。法定代表人王本河,公司经营范围包括:对子公司军品科研、生产、销售进行管理;机械设备及配件、电气设备及零部件、锚具及零部件、轨道交通产品及零部件、汽车配件、塑料制品、化工产品(不含危险化学品)的研制、生产及销售;军用技术民用化系列产品的研制、生产及销售;投资管理等。
长城军工的四家军品子公司神剑科技、方圆机电、东风机电、红星机电均属于重点军工企业,其军品业务包括迫击炮弹系列、光电对抗系列、单兵火箭系列、引信系列、子弹药系列、火工品系列的研究、设计、生产、总装和销售。同时也是我国重要的迫击炮弹、光电对抗弹药、单兵火箭、引信、子弹药、火工品的研制和生产基地,是我军迫击炮弹、光电对抗弹药、单兵火箭的主要供应商,我国国防科技工业中引信、子弹药、火工品的重要供应商;还从事综合效应、反跑道、碳纤维等特种用途子弹药以及催泪弹等非致命弹药的研制和生产。
3)市场规模以及进出口
据瑞典斯德哥尔摩国际和平研究所(SIPRI)2019 年发布的新版《全球军贸报告》披露,自21 世纪初以来,全球主要武器出口国的出口额保持增长,2015-2019 年全球武器交易量较上一个周期(2010-2014 年)增长5.48%,较2005-2009 年增长20%。当前全球导弹武器装备交易存在一定的波动性,每年交易订单量基本处于60-100 笔之间。自2008 年全球金融危机爆发后导弹交易量出现下滑。而后受到中东局势影响,印度以及沙特、伊拉克及阿联酋的导弹武器进口规模快速提升,全球导弹武器交易量也开始出现回升,并在2013-2014 年达到顶峰。尽管随后全球导弹的交易热度再次降温,但自特朗普当选美国总统以来,美国内政外交产生的重大转折、英国脱欧带来的新变数、叙利亚局势的持续动荡,俄乌地缘政治冲突、也门地区沙特联军与胡赛武装的冲突、难民危机、宗教冲突的加速蔓延,同时2020 年新冠疫情在全球的蔓延更是加剧了以上国际不确定因素,因此判断未来全球军贸市场交易得到进一步提高与巩固,全球导弹交易市场热度也将有望再次迎来恢复性增长。从2008-2017 年全球各类导弹武器装备订单量分布(如下表)来看,反坦克导弹由于一般具有价格低廉、作战灵活的特点,交易量最高,合计可占整体导弹武器装备订单量的65%,伴随当前中东等局部冲突的恶化,未来反坦克导弹有望继续保持导弹武器装备交易量占比最高的地位。蒂尔集团(Teal Group)发布的《2018 World Missile Briefing》对导弹(包括制导武器)预测,2019-2027 年全球导弹产量预计共计可达到31.79 万枚。
4)我国导弹市场的应用
具体到我国导弹市场,需求主要来源于国防需求及军贸出口需求,现状如下:
①国防需求
国防需求方面,在我国军费保持稳定健康的增长背景下,我国武器装备已经取得了一定的进展,军费构成中的装备费用占比逐年提升,表明了我国在不断加大对推进国防和军队现代化建设,深化国防和军队改革的力度。通过我国导弹武器系统的装备研发制造主体之一的航天科工集团披露的数据得知,在2016 年后,航天科工集团的航天防务及其他业务收入增速已经超越我国军费增速以及军费中的装备费用增速。
同时在我国疫情已经取得阶段性胜利背景下,美国等少数国家一些政客或出于国内政治需要,试图转移视线、推卸责任,或者是出于意识形态的偏见等因素,将疫情政治化、污名化,制造舆论,对中国进行抹黑,中美关系持续紧张,在此背景下,我国以导弹武器装备为代表的武器装备需求也有望出现增长。
②军贸出口
根据《中国社会科学院国际形势报告(2020)》判断,2020 年全球形势和世界格局将表现出以下趋势:
全球经济进入超低利率时代、全球治理中利益博弈日趋激烈、区域和双边合作快速推进、国际战略和安全领域的东西方割裂趋势加剧、各国在网络空间的角力更加凸显、科技竞争更加激烈、核扩散风险上升、极端主义行为呈国际化趋势。在新冠肺炎疫情背景下,美国对伊朗、委内瑞拉在疫情期间仍维持制裁等事件均表明疫情并未对地缘政治冲突起到明显的缓解作用,尽管国际军贸市场的推广方面可能会受到一定的疫情影响,但从20 世纪以来的几次重大疫情期间国际军贸市场仍保持增长的趋势来看,因此判断新冠肺炎疫情对国际军贸的负面影响有限,同时世界面临不稳定及不明确因素的增加均可能会对国际军贸产生较大的正面刺激。总体来看,预计20 世纪以来全球军贸的稳定增长趋势有望在未来得到延续,全球军贸增速甚至可能会出现快速提升。综上我国导弹武器装备市场需求无论从内需还是出口两方面看都有望总体保持稳定且快速的增长。
(3)总体技术发展趋势
 从导弹整机技术前景上来看,导弹整机技术可分为弹道导弹(战略导弹)技术发展趋势以及有翼导弹(战术导弹)技术发展趋势两类去讨论。首先在弹道导弹方面,自海湾战争以来,弹道导弹在战争中表现出的重大功效促使世界各国高度重视并竞相发展弹道导弹制造和突防技术。参考国外弹道导弹的发展,可以将弹道导弹的技术发展趋势总结为以下几点:
1)总体设计方面,导弹设计更加模块化、通用化,提升导弹可改进空间,满足更多作战要求;
2)制导方面,通过采用复合制导方法,以继续提高弹道导弹的制导精度;
3)开展延寿工作,使导弹服役期不断延长;
4)通过使用隐身、速燃发动机、机动变轨等技术,增强导弹的突防能力;
5)潜射弹道导弹由于具有隐蔽性好,机动能力强,生存概率大的特点,未来将成为战略导弹的主要力量有翼导弹方面,由于包含的导弹种类较多,各类导弹功能及目标特性差异较大,需要分类进行讨论。
①主要技术发展方向为发展先进的反坦克导弹制导技术;应用先进战斗部以提高毁伤与突防能力;研究新的发动机推进技术;具备对多种目标的作战能力;实现软发射以提高战场生存能力。
②面空导弹方面:主要技术发展方向为具备复杂战场环境下抗干扰、抗欺骗、高毁伤等能力;利用先进制造技术取代传统制造手段,以简化生产工艺,减少使用部件,缩短供应链与开发周期,加快零部件生产与系统集成速度。
③空空导弹方面:主要技术发展方向为从串行设计到一体化设计技术过渡,以更好的提高空空导弹的飞行性能;从单模导引到多模导引以提高导弹的探测能力以及抗干扰能力;从单机制导到网络制导,实现对目标实施快速精确攻击;从单一气动控制到异构多执行机构控制,提高控制响应速度及精度;提高发动机的性能;从独立制导引信到制导引信一体化。
④空面导弹方面:采用先进技术,进一步增大空地导弹射程;采用模块化设计,提高空地导弹的通用性和适应性,降低成本;多模复合以及加装电子战载荷和防御载荷,加强制导精度及抗干扰能力;具备网络化能力,提升空地导弹的协同作战能力;持续重点发展性能更为的高超声速导弹技术。
⑤反舰导弹方面:以巡航导弹为主,射程和飞行速度需求越来越大,隐身能力、抗干扰能力进一步增强,多任务执行能力进一步增强,系列化、通用化和小型化程度进一步加强;反舰导弹智能化水平逐步提高;反舰导弹集群化作战能力逐步增强;反舰导弹作战信息保障能力不断提高;同时大力发展高超声速导弹技术。
02、运载火箭
(1)整体功能概述
运载火箭整机的主要技术指标为运载能力、入轨精度和可靠性等,其中运载能力代表了可以送入预定轨道的有效载荷的重量;入轨精度代表了有效载荷实际运行轨道与预定轨道的偏差是运载火箭控制系统的重要指标;可靠性是衡量火箭系统工作过程中可能出现故障概率的重要指标。以上技术指标在一定程度上代表了人类自主进入太空的能力。而在当前商业航天发展过程中成本特性以及快速响应特性(发射准备时间)也成为了重要的核心指标,以上各核心指标与运载火箭整机未来发展趋势也具有不可分割的联系。
(2)市场发展现状
在航天发射次数方面,近10 年来全球及我国的火箭发射次数整体保持上升趋势,2024 年全球发射次数合计为259 次,其中商业发射146次,占比超过56%。市场规模方面卫星发射一直是航天火箭发射的主要下游应用领域。尽管当前卫星市场受到组网、星座化的影响而快速增长,部分卫星星座甚至拥有上万颗卫星的高密度部署计划,但受到微小卫星或小卫星占比的提高,运载火箭也同时在向“一箭多星、星多箭少”的趋势发展。综合以上预计,未来全球航天发射的年度总次数在中短期仍将保持在200-300次左右。2018 年我国卫星发射市场出现了较大幅度的增长。这主要是由于我国“通导遥”卫星星座部署数量及完成度较国际航天强国均具有一定差距,而2018 年我国卫星部署频繁,包括北斗三号系统、鸿雁及虹云工程的验证星发射等,导致2018 年我国卫星发射次数达39 次,较2017 年增长了1 倍以上,在世界各国航天发射次数中居首位。当前截至2024 年12月31日我国已实现卫星发射68 次。
目前以美国商业航天火箭发射行业龙头SpaceX 为代表的商业航天发射企业,凭借可重复使用火箭等核心技术,在商业发射单位报价等方面形成了强大的竞争力,2024年,SpaceX 在在世界商业发射市场份额达到垄断地位超85%以上。
反观国内根据航天爱好者网披露的中国航天发射记录,我国2012 年以来在海外商业航天发射市场方面,火箭发射载荷中包含海外卫星次数合计不超过20 次,年均不超过3 次,充分表明了当前我国商业航天发射主要以国内市场为主。出现该情况的主要原因有两方面,一方面是成本问题,由于我国商业航天发射产业目前主要以航天科工集团所属火箭公司的“快舟”系列以及航天科技集团的“长征”系列为主,尚未有进入应用阶段的可重复使用火箭型号,发射成本较高(快舟11号于2020 年7 月首飞失利)LEO 轨道发射成本目标为不高于1 万美元/kg,长征11 号甲运载火箭(预计2022 年首飞)重视经济性,预计发射成本达到1 万美元/kg,而猎鹰9 在2020 年3 月披露发射成本约为0.40 万美元/kg;另一方面是技术问题,美国在2011 年通过了沃尔夫法案,基本全面禁止了中国商业火箭发射的国际合作,导致我国航天产业的国际化和国际交流遭遇了极大的困难,为我国商业航天发射技术的发展和商业推广都增添了大量阻碍,研发成本及时间成本有所提高,竞争力有所下降。另外我国2020 年长三乙发射印尼卫星失利以及快舟11 号的发射失利,也将对我国商业航天发射在国际上的品牌产生一定的负面影响。综合以上考虑,可以推断我国未来短期内的航天发射市场仍将主要集中于国内卫星发射市场,而未来伴随成本控制能力较强的民营商业航天发展以及国家队技术水平的提高该情况有望逐渐改变。
卫星按照应用领域可以分为通信卫星、导航卫星、遥感卫星、科学实验卫星以及技术验证卫星等,由于卫星发射时实现“一箭多星”时所需的火箭数量既受卫星自身的种类、所处轨道、质量等多因素影响,同时也受不同火箭可以携带的运载能力影响

图表:中国火箭发射市场规模及增速(亿元)

资料来源:头豹研究院,中信建投证券

按照美国卫星工业协会(SIA)发布的2014-2019 年全球火箭发射单次市场规模的均值(5931.25 万美元)测算,2020-2025 年的中国火箭发射次数市场合计为108.54-111.51 亿美元(约759.79-780.55 亿元),平均每年18.09-18.58 亿美元(约126.63-130.09 亿元),随着商业航天布局以及卫星互联网的逐步搭建,预计至2027将有望突破250亿元人民币。

(3)下游企业相关公司

1)陕西中天火箭技术有限责任公司

隶属于中国航天科技集团公司航天动力技术研究院。是在该院原41 所四凯实业总公司基础上经过改制,资源优势整合而组建的高科技企业。公司以航天动力技术研究院作为强大的技术后盾,充分发挥航天科技的技术优势,以固体火箭发动机技术为主,兼顾新材料、机电一体化、自动控制等方面的研究,大力发展“军转民”项目,成功地开发了增雨防雹火箭作业系统、钨渗铜特种合金高压触头材料及高密度合金材料、模型火箭系列产品和发射系统。通过多年的运作和规范化管理,公司已步入良性发展轨道,其中增雨防雹火箭产品技术处于国际先进水平,已成为国内人工影响天气的主要作业工具,国内市场占有率达70%。为奥运会、国庆阅兵等重大庆典活动提供了气象保障。

2)中航重机

中航重机通过定向增发将中国一航和一航贵州集团内盈利能力强、最具发展潜力的4 块业务———燃气轮机、航空锻件、散热器、液压件注入上市公司,为公司构建起了“整机装备制造”和“与整机配套的核心基础件”两大产业平台,形成了公司五大产业板块;2008 年中航工业又将包括2 个燃机业务、5 个锻件业务、8 个液压业务、4 个散热器业务和补充流动资金在内的21 个项目和优质资产通过定向增发注入了公司。因此,公司的内涵已远远超出“力源液压”的涵盖范畴。

03、卫星行业
(1)卫星行业概述

图表:卫星类型概述

资料来源:公开信息整理

卫星可以按照应用领域分类,当前应用较为广泛的卫星主要为通信卫星、导航卫星以及遥感卫星(对地观测卫星)。其他还包括一些教育、科研用卫星等,但由于数量占比较少。
(2)卫星市场现状
按照美国卫星工业协会(SIA)的统计口径,卫星产业由卫星发射、卫星制造、卫星服务以及地面设备四部分组成。由于卫星发射市场基本等同于运载火箭市场,卫星测控运营主要由国家建设的航天测控网构成,与资本市场关联度较弱。根据SIA 的统计数据,卫星产业市场中,地面设备及卫星服务的市场占比均超过40%,卫星制造市场占卫星产业市场总体不足10%,主要原因为当前用于LEO 轨道组网的低成本小卫星或微小卫星数量占比有所提高导致。值得注意的是,目前市场上针对卫星产业市场规模的预测方法众多,且测算结果差异巨大,主要原因为部分机构所用的测算方法直接参考了海外卫星产业的相关数据导致的偏差所致。具体偏差来源包括:

1)我国下游用户需求与海外的差异,部分测算方法直接通过参考或采用了美国SIA 报告中针对卫星产业中的各细分领域市场的数据,而并未考虑我国卫星下游应用市场由于政策、用户需求差异而从导致的与航天发达国家在需求端的差异性。

2)我国卫星制造技术及产业规模与国外的差异。区别于我国在火箭发射次数与美国发射次数相近,我国卫星装备发射数量与美国相差较大,而部分测算方法在假设国内卫星装备制造成本上,直接采用海外如SpaceX 等商业航天公司的卫星装备制造成本、并未考虑我国现阶段与国外成熟商业航天公司在商用卫星制造产业规模化和技术水平差异导致的成本差异。

3)部分测算过程中对卫星产业概念不清,如将卫各类卫星不区分大小规模,应用类型,均按照同一制造成本进行市场预测,甚至有机构将卫星发射费用与卫星制造成本费用概念混淆,引用数据错误。以上均将导致对我国卫星产业细分市场预测产生巨大的偏差,有可能引起投资者对该产业的判断错误。因此本节将采用按照卫星大小规模进行分类,并基于我国国内公开披露的部分数据及合理假设对我国各类卫星成本的进行判断,以得到更为贴近我国实际的卫星产业市场规模测算结果

3)卫星制造业市场

卫星制造主要是卫星空间系统制造的市场,据SIA 公开的数据,近十年来全球卫星制造市场保持了总体缓慢增长的趋势,参考对应的全球卫星发射数量变化可以发现,市场规模的波动原因主要是卫星发射数量存在波动,而卫星发射数量的波动主要是受统计年度前几年卫星需求(由于卫星从研制到发射存在几年的延迟)以及卫星替换更新周期影响。

而从SIA 公布的各国(区域)在全球卫星制造市场的组成中可以看出美国在全球卫星制造市场中始终占有最大的比例,稳定在50%到70%之间波动,而中国与美国在卫星制造市场上的差距明显,表明了全球卫星制造市场有向头部集中的趋势。预计主要原因可能是由于部分航天产业不发达的国家对卫星应用的需求有所增长,但受限于自身技术原因,而更多的向航天产业发达的国家定制卫星所致。

市场规模方面,从全球发射的各类卫星市场价值分布来看,立方星数量较多的遥感卫星尽管发射数量较高,但市场规模占比始终低于20%。技术验证卫星由于应用领域主要为验证一些设备以及工程技术在空间中的应用,并未开展实际服务,市场规模较小。其他类卫星的数量较少,市场规模占比却较大的主要原因是军用卫星一般采用了尖端的技术、可靠性高、价值高的设备器件导致。

基于以上数据,测算了全球各类卫星单颗市场价值(此处只为做出定性判断,因此未区分卫星大小区别)。可以定性判断遥感卫星的平均市场价值远低于通信卫星及导航卫星。

(4)具体卫星分类

1)通信卫星

通信卫星方面,目前在轨的通信卫星主要包括航天科技集团的中星卫星系列、亚太卫星系列、天链一号、中信集团的亚洲卫星系列以及中国电信运营的天通一号卫星系列等。而以上通信卫星一般为大型卫星,寿命基本为15 年左右(天链一号为5 年左右),同时该类卫星基本功能为传统的广播电视信号传输、手机移动通信、应急通信以及转发器租赁等。

未来我国还将开展新的通信卫星部署计划,包括航天科技集团的鸿雁计划、航天科工集团的虹云工程及行云工程等。我国未来三大通信卫星星座组网均计划在低轨轨道部署,且数量庞大。参考海外该类卫星特点及相关的披露信息,因此判断该类卫星均属于小卫星或微小卫星,成本较低。

图表:在轨通信卫星统计

资料来源:公开信息梳理

综上,可以对2025 年前已公布的我国通信卫星需求做出测算,预计2025 年底,我国通信卫星中大卫星需求12-13 颗、小卫星或微小卫星需求1664 颗。

资料来源:公开信息梳理

2)导航卫星

导航卫星方面,我国主要以北斗导航卫星为主。该卫星组成的北斗卫星导航系统是继美国的GPS 和俄罗斯的格洛纳斯之外第三个成熟的卫星导航系统。

图表:在轨导航卫星统计

资料来源:公开信息梳理

当前北斗二号卫星导航系统已无补充发射及更新计划,北斗三号系统全球卫星组网空间段已经完成,未来我国导航卫星的新增需求将主要来自下一代北斗卫星组网部署计划,同时,北京未来导航有限公司以及吉利科技孙公司时空道宇也提出将建设星基导航增强系统。综上,可以对2025 年前已公布的我国导航卫星需求做出测算,预计2025 年底,我国导航卫星需求约5-6 颗,国内星基导航增强系统用卫星620 颗左右。

3)遥感卫星

遥感卫星方面,作为我国所有卫星种类中数量占比最高的一种卫星,当前各遥感卫星星座组网部署众多。我国未来遥感卫星的部署计划也多于通信和导航卫星星座未来部署计划数量,主要原因为遥感卫星作为小卫星及微小卫星数量占比最多的卫星类型,具有低成本和研发响应快的特点,同时遥感卫星下游应用市场广阔,以上均导致其近年来数量上成为了商业航天领域中发展最快的领域。

基于当前在轨遥感卫星和未来遥感卫星星座部署的计划,可以对2025年前已公布的我国通信卫星需求做出测算。预计2025 年底前,我国遥感卫星中大卫星需求约为83 到86 颗、小卫星或微小卫星需求约为450 颗。

4)卫星地面设备

卫星地面设备主要包含了网络设备和大众消费设备两部分,网络设备主要包括了卫星信关站、控制站、网络运营中心(NOCs)、卫星新闻采集(SNG)以及甚小天线地球站(VSAT);大众消费设备主要包括卫星导航设备(GNSS)、卫星电视、广播、宽带以及移动通信设备等。从SIA 发布的近年来全球卫星地面设备市场规模变化及构成可以看出,相较于卫星制造,全球卫星地面设备市场规模增长快速,从2012年的754 亿美元增长到2022 年的1450亿美元。根据SIA 发布的2022年全球卫星产业报告中披露的2022年全球卫星地面设备市场规模及构成中可以看出,在全球卫星地面设备市场中,消费设备里的卫星导航设备市场占比最大。

图表:全球卫星设备市场规模

资料来源:iFindIT之家,艾瑞咨询,华金证券

5)卫星导航设备

根据UCS 统计,截至2024 年12月31 日,有6 个国家(或地区组织)当前运营着导航卫星,其中我国运营的导航卫星数量最多。在这6 个国家(或地区组织)建设(或正在建设)的卫星导航系统中,包含四个全球卫星导航系统(以下简称GNSS),包括GPS 卫星导航系统(美国)、北斗卫星导航系统(中国)、GLONASS卫星导航系统(俄罗斯)以及伽利略卫星导航系统(欧盟)。四大卫星定位系统即将部署完成的卫星的参数所示。可以看出尽管我国的北斗卫星导航系统起步最晚,但实现功能上较其它三大全球卫星导航系统相比多出了全球短报文通信服务。

传统的卫星导航位置服务市场已经逐步进入成熟期,部分“+北斗”产业开始进入萌芽阶段。伴随2020年北斗三号导航系统建设完毕,预计国内传统的卫星导航产业传统应用下游市场增量空间将逐渐缩小,而“北斗+”和“+北斗”两种融合创新的推进将替代成为卫星导航应用市场规模的主要增长点,但需要注意在北斗导航产业下游催生的产业融合在带来增量市场的同时跨界竞争也将持续加剧。目前我国卫星导航与位置服务产业链已形成了完整的内循环。上游基础部件是产业自主可控的关键环节,主要由基带芯片、射频芯片、板卡、天线等构成。中游主要包括终端集成和系统集成,是产业发展的重点。下游的解决方案和运维服务提供众多行业应用。

① 其他消费类市场规模:

除卫星导航的其他消费类设备中,卫星移动通信设备终端为主要构成。据工信部统计,截至2024 年5月末,我国地面移动通信用户达到17.63亿户,5G 用户超过9.05亿户。按照国际咨询公司的测算方式,卫星移动通信用户数一般取地面移动通信系统用户数总量的0.2-1%,取下限计算国内卫星移动通信市场的潜在用户数将达到352.6万户,按占该市场的1/3 计算,保守估计直接使用卫星移动系统的活跃用户数量可超过100 万户,按照一户一台测算,个人直接使用的卫星手持移动通信终端需求为100 万台。而移动互联网的发展为卫星移动培育了大量潜在的使用多模终端配置用户,即使按1%计算,多模终端数量也有望达到1600 万台。假设民用卫星移动通信终端价格5000 元,多模移动互联网智能手机价格1 万元,单兵手持终端价格2 万元,车载和便携式终端价格20 万元进行测算,我国卫星移动通信终端总需求量可达2151 万台,总市场规模可以达到2012亿元。假设2030 年卫星移动通信终端用户可以达到总需求的8%,即终端数量可以达到172 万台,2025 年-2030 年期间,每年卫星移动通信终端市场增量空间平均约为21.66 亿元左右。

②网络设备市场:

卫星地面设备中的网络设备,主要由卫星通信及卫星遥感应用,接收、传输卫星空间段数据的卫星数据接收站设备构成。其中VSAT 系统是重要的组成部分。一套完整VSAT 系统由通信卫星上的转发器,地面大口径主站(中枢站)以及众多小口径的小站构成。 VSAT 系统的应用领域当前主要集中于政府机构等公共服务部门。另外由于卫星通信、卫星遥感大型地面站一般为国家政府建设,卫星地面设备中的网络设备暂以VSAT 设备代替。

消费设备中的导航设备终端方面,伴随2020 年上半年北斗三号全球卫星导航系统空间段建设完毕,地面应用将持续推广,我国卫星导航终端设备的市场有望保持稳定的增长。

消费设备中的其他设备(卫星移动通信设备)方面,伴随我国推进鸿雁星座、虹云工程等低轨通信卫星的部署建设,未来卫星通信终端设备的市场需求有望增长,但受限于当前卫星通信终端设备较为昂贵、5G 移动通信将迎来快速的拓展。光纤通信的地位短时间内较难撼动等因素影响,消费设备中的其他设备市场规模占比短期内可能较难取得明显的提高。

网络设备中的VSAT 系统方面,尽管据航天科技集团披露,我国约有1.7 亿户家庭卫星电视直播的市场需求,但受到我国对卫星电视等VSAT 系统重点应用领域在政策上存在不明确性,保守估计我国未来VSAT 市场规模仍将保留在较低水平,在卫星地面设备市场规模中占比最低。

5)卫星服务

按照近年来美国卫星协会(SIA)的统计方式,全球卫星服务主要由各类卫星通信服务以及遥感服务构成,近年来全球卫星服务市场规模及构成尽管大众消费通信服务占卫星服务市场规模比例有所下降,但始终是全球卫星服务市场的主要构成,其次为卫星固定通信服务。

其中大众消费通信服务由卫星电视直播、卫星音频广播以及卫星宽带服务构成;卫星固定通信业务主要由转发器租赁协议和网络管理服务构成。可以看出在卫星服务的各项具体业务中,卫星电视直播业务占据了75%的比例,其次为通信卫星转发器租赁业务,占比9%。主要原因为国外通过卫星电视收看电视节目的现象较为普遍。而SIA 的卫星服务市场统计中未考虑卫星导航服务市场,主要原因一方面为国际当前主流的GPS 卫星导航系统中的民用GPS 信号可任意接收,不收取费用,因此未被计入卫星服务市场;另一方面GPS 卫星导航系统通过出售手机芯片、信号接收终端等方式取得的收入被计入了卫星地面设备市场中。

①卫星通信的应用

卫星产业链下游的卫星通信应用主要由卫星移动通信设备及大众消费通信、卫星固定通信及卫星移动通信为代表的运营服务组成,而卫星移动通信设备的技术发展本质上是由下游大众消费通信、卫星固定通信及卫星移动通信需求驱动的运营服务需求所影响。在此基础上卫星通信地面系统、终端设备及运营存在如下技术发展趋势:

地面系统(关口站):关口站作为卫星通信网与国际互联网的接口设施,高通量卫星关口站的主要特点是大规模的路由交换和大吞吐量。关口站终端设备包括射频和基带部分的集成。

基带设备方面:主要由调制和解调设备、系统时钟单元、中频分配单元、切换开关、关口站服务器以及与地面互联网之间的接口设备等构成。目前为了支撑高通量卫星通信

系统的高速率链路,基带设备需要采用更先进的技术以提高频率利用率、极端特殊场景的适应性和对大数量用户组网的支撑能力。

射频系统方面:主要由卫星终端射频系统由大口径天线、上变频器(BUC)、HPA 安装、低噪声放大器(LNA)等组成。其核心任务是提高发射和接收增益,同时研究小型化便携天线,以适应未来个人用户的需求。通过采用新材料和工艺在不断提升性能的同时,也有效降低天线的制造成本。目前一个重要的技术发展方向即成本低,并且散热少从而使系统更容易稳定的液晶相控阵卫星天线终端。

通信终端:通信终端的研制思路应当设计以互联网为基础的网络应用方案,而不是传统卫星的网状网或星状网的思路。终端的能力成为整个应用的核心,既要在高频率段上降低成本,同时在吞吐能力上要有所提升。具体包括以氮化镓管芯为基础的Ka 频段宽带功放模块等关键部件的集成化以及宽角扫描技术,以及研制支持超过100Mbps IP 数据吞吐的高度集成调制解调器。

运营模式:传统的封闭式卫星网络运营方式由一个实体运营商运营卫星构建地面系统,再直接向最终用户提供服务。也可以通过一个或多个零售合作伙伴向最终用户提供服务。在这样的“Mbps”模型中卫星运营商通过各种服务产品出售Mbps,最大限度提高投资回报率。而一个或多个服务提供商从卫星运营商购买卫星物理带宽来提供其卫星通信服务给用户。这种运营模式下产业的利润来源于流量费用,随着我国通信业不断提速降费,这种封闭式经营思路会面临利润下降甚至亏损。同时由于服务模式被固定在资源流量上,难以激发创新服务模式。为了避免卫星通信管道化,激发运营商和中间环节服务商探索创新应用和服务模式的动力,应转变为更加开放的卫星运营方式。包括卫星运营商在提供带宽等物理资源外,同时向服务提供商提供系统能力的服务。在这种模式下卫星运营商通过合理的资源管理和动态调配,可以为远大于封闭模式下数量的服务商提供通信能力,也增加了运营商的利润。

②卫星导航的应用

卫星产业链下游的卫星导航应用主要以装载了卫星导航终端以及导航与位置相关服务为主。军用卫星导航的发展方向主要包括提高定位精度、抗干扰性、可靠性及鲁棒性,民用卫星导航系统发展集中在消除定位盲区、多系统融合发展、通导一体化融合以及拓展新应用。在此基础上,卫星导航地面系统、终端设备及运营存在如下技术发展趋势:

卫星导航终端:尽管卫星导航下游不同应用的用户终端设备存在一定差异,但各类终端的共同点即装载了卫星导航定位模块以及天线等器件。卫星导航定位模块方面包括芯片、板卡等元器件。技术发展上具体涉及低成本、提高靠干扰技术、发展终端与高精度定位的实时动态测量、环境智能化技术以及多模跨界深度融合集成技术。具体来看,据中移(上海)产业研究院相关研究人员的行业调研数据结果,在高精度卫星导航系统终端中定位模块及高性能天线价格较高,导致终端价格成为高精度终端推广受阻。目前国产高精度板卡在国内的市场占有率仅为30%,成本成为制约高精度定位产业发展的一个关键因素。因此国内高精度板卡降低成本是主要的发展方向之一。同时卫星导航应用中的无人系统对卫星导航精度、可靠性及智能性具有较高要求,涉及到卫星导航终端接收机的抗干扰技术,与高精度定位的实时动态测量和环境智能化技术。同时多模跨界深度融合集成技术则体现在多技术多产业之间的深度融合,是发挥高新技术引领性、推动社会产业转型、实现应用与服务产业升级换代和跨越发展的革命性工具手段。天线方面作为北斗导航系统中最重要的组成部分之一,它的特性将直接影响到设备终端的信号质量与重量体积。随着卫星导航定位技术的发展,集成天线技术发展集中在高精度、高增益和小型化上。例如具有高介电常数、低介电损耗、近零温度系数等特点的微波介质陶瓷材料技术等。同时高性能天线价格较高,也是制约高精度定位产业发展的一个关键因素,因此低成本也是卫星导航天线方面的重要发展趋势。

导航与位置相关服务:卫星导航下游的导航与位置相关服务面临传统应用市场空间增速放缓,“北斗+”向“+北斗”的产业发展转变将促使卫星导航下游服务商机遇与风险将并存。机遇来源于产业融合及竞合发展,这将促使卫星导航下游产生更多的增量市场,而风险来自于跨界竞争将加剧行业的洗牌。《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书(2020 年)》中提出了基于北斗三号导航系统的导航与位置相关服务发展重点;(1)基于北斗三号的技术优势,将全面推进七大服务:基本导航服务、地基增强服务、星基增强服务、全球短信通信服务、区域短报文通信服务、搜索救援服务和精密单点服务。(2)“+北斗”将以各行各业的需求为前提,充分利用北斗技术为产业转型、升级改造、换代更新、跨越发展服务,在十年内逐步推进时空信息服务产业全面发展。(3)导航与通信的融合将进入实操期。特别是在5G 的部署发展过程中,可通过充分利用现有的,包括导航和通信资源在内的各种资源,着力打造时空多信源、感知、传输、服务一体化网络;运用众筹众包众创模式,群策群力地推进基础设施建设,将服务提供商、消费用户群纳入进来,实现共建共享共赢。

③卫星遥感的应用

卫星产业链下游的卫星导航应用主要以卫星遥感数据处理与信息提取、提供具体应用场景相关解决方案的服务为主。目前伴随国家民用空间基础设施规划中的遥感卫星体系稳步推进,以及商业卫星遥感的蓬勃发展,我国的卫星遥感数据获取能力呈现质量齐升之势。但在卫星遥感下游应用中遥感图像处理系统平台作为卫星遥感应用的基础设施和关键工具已经逐渐成为制约自主卫星数据应用和空间信息业务发展的重要因素之一。

遥感数据处理和信息提取技术:得益于我国卫星遥感技术的整体进步和开源思想的驱动,我国遥感数据处理和信息提取技术已取得长足进展,技术能力正在从追赶世界先进技术为主向自主创新为主转变。从遥感数据定量化角度来看,我国目前发布的遥感数据以1 级相对辐射校正产品为主,需用户自行生产标准产品,使得不同用户反演的反射率、温度等定量参数存在差异。

从遥感数据信息提取角度来看,国内的技术发展与国外齐头并进。受益于大数据、云计算、人工智能技术等现代技术的发展,国内遥感信息提取技术已从传统的统计学方法向数据驱动型、人工智能方法转变。但整体而言对行业先验知识的应用还存在不足,数据驱动和知识驱动方法论的融合将是技术产业化落地的关键问题之一。

遥感数据处理和信息提取技术:与国外相比由于国内遥感数据处理平台发展相对较晚,整体水平仍然落后于ERDAS IMAGEINE、ENVI 等软件。特别是在新型计算架构(分布式计算、云计算)、全面性(对SAR、高光谱、Li DAR 等数据的支持)、二次开发能力(函数接口、流程定制) 等方面存在差距。同时国内受自主遥感业务应用重视程度不够、成果市场化和产业推广不足等问题影响,通用平台软件的主体单位没有形成稳定盈利模式。国产遥感图像处理通用系统平台整体缺乏自主创新和长期稳定发展,国产遥感图像处理软件只能在教育、培训等方面发力,面向客户需求开展定制以争取市场。目前尚不能与对标的国外商用卫星图像处理系统平台产品展开全面竞争。在面向专业化处理、新型载荷数据应用的专题技术及软件工具也有欠缺。已有专题软件工具的业务成熟度和功能性能方面不能满足自主遥感数据的获取、处理和应用的需求。能规模化应用的专业软件少,尚未能形成以遥感技术和应用服务为核心的信息产业和产业化基地。

另外在与新兴技术结合方面,遥感数据云平台也存在显著差距。GoogleEarth Engine 可提供对全球尺度海量卫星数据的在线可视化计算分析处理。而国内由于受遥感数据规范化、统一产品体系等机制制约以及集群计算、网络服务等技术储备不足影响,总体而言规模小、应用面窄,距离面向多行业形成大规模云计算系统需求还有一定距离。综上,考虑到我国国民经济建设对卫星遥感数据的潜在需求很大,因此在遥感图像处理平台的技术研发、成果转化和推广应用方面需要基于国产卫星星群资源用来建立面向全球标准和规范的产品和技术体系;需要充分融合通信、导航、网络、GIS 等相关领域技术成果;构建高性能、智能化的实用软件工具和平台;提供更广泛和更深入的业务服务,并通过市场机制的逐步开拓完善,建立可持续的产业发展能力,以上将是卫星遥感未来的重点发展趋势。

未完待续
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