我國衛星及應用產業發展研究

欒恩杰，王崑聲，袁建華，胡良元，趙滟，李濤，蒲洪波，崔劍

（1.國家國防科技工業局，北京100088；2.中國航天系統科學與工程研究院，北京100048）

我國衛星及應用產業發展研究

欒恩杰1，王崑聲2，袁建華2，胡良元2，趙滟2，李濤2，蒲洪波2，崔劍2

（1.國家國防科技工業局，北京100088；2.中國航天系統科學與工程研究院，北京100048）

衛星及應用產業是國家戰略性高技術產業，是我國戰略性新興產業高端裝備制造業的重點發展方向。本文在對衛星及應用產業的概念及范疇進行界定的基礎上，分析了國內外衛星及應用產業的總體情況、關鍵產品、產業鏈及產業環境，通過剖析衛星及應用產業發展面臨的主要問題，結合國內外衛星及應用產業的發展趨勢，提出了促進我國衛星及應用產業發展的政策建議。

衛星應用；空間基礎設施；戰略性新興產業；航天強國

DOI 10.15302/J-SSCAE-2016.04.012

一、前言

衛星及應用產業是我國戰略性新興產業高端裝備制造業的重點發展方向，是“中國制造2025”航空航天裝備領域的重要支柱產業。加快推動衛星及應用產業發展，完善國家民用空間基礎設施建設，提升衛星遙感、通信、導航等空間信息服務能力，推進航天技術轉化與空間技術應用，對引領科技創新與科學發現，促進軍民融合發展，鑄就航天強國夢具有重要意義。

本文是對中國工程院咨詢研究項目“十三五戰略性新興產業——衛星及應用產業培育與發展規劃研究”成果的凝練，通過對衛星及應用產業的概念和范疇進行界定，分析了國內外衛星及應用產業的發展現狀、問題與趨勢，提出了加強創新能力建設、加快重大工程實施、完善產業政策環境、堅持軍民融合發展、實施國際化發展戰略等促進衛星及應用產業發展的政策建議。

二、衛星及應用產業的概念及范疇

美國衛星產業協會（SIA）認為：衛星產業（space industry）由衛星制造、發射服務、地面設備制造和衛星運營服務四部分構成，衛星應用產業由地面設備制造和衛星運營服務構成[1]。世界經濟合作與發展組織（OECD）認為：衛星產業是由衛星制造、運輸和衍生服務所構成的產業領域，涵蓋了所有與衛星制造、發射和應用相關的經濟活動[2]。綜合以上研究機構的觀點，衛星及應用產業在產業鏈上主要體現為衛星制造、運載器制造與發射服務、衛星應用、地面設備制造等環節；在產業領域上主要包括衛星通信、衛星導航、衛星遙感、空間科學探索等領域。衛星及應用產業大體上涵蓋了空間基礎設施建設和衛星應用兩大主要航天活動。

因此，我國衛星及應用產業的概念和范疇可以界定為：以建立我國自主、安全可靠、長期連續穩定運行的空間基礎設施及其信息應用服務體系為核心，以衛星通信廣播、衛星導航定位、衛星遙感及綜合應用的市場化推進為重點，兼顧空間科學探索與實驗需求；主要包括航天運輸、應用衛星、科學實驗衛星、地面系統、衛星應用等五部分，是由航天器制造、運載火箭制造、地面設備制造、發射服務、運營服務等完整產業鏈組成的高技術產業領域。總體上，我國衛星及應用產業主要包括空間基礎設施和衛星應用產業兩部分[3]。

空間基礎設施是指應用空間技術建立的，由功能配套的各類衛星等應用型空間飛行器及其地面系統構成的天地一體化的設施體系與支撐環境，以有效利用外層空間（含臨近空間）資源和環境，擴大人類活動空間，為國家安全、經濟社會發展、民生改善和科技進步等多方面提供長期、連續、穩定、系統的公共服務，是國家戰略性基礎設施。空間基礎設施包括通信廣播、導航定位、遙感等應用衛星，可業務化應用的臨近空間飛行器，地面支持系統，地面數據與服務系統以及支撐環境等，為廣泛的業務應用提供基礎產品及服務，包括全球綜合觀測、信息傳輸、導航定位等服務[4]。

衛星應用產業是以空間基礎設施為基礎，將應用衛星等空間資源環境應用于國民經濟、社會發展和科學研究等領域所形成的各類技術、產品、服務及產業的統稱，包括衛星應用地面設備制造和運營服務。

三、衛星及應用產業發展現狀

（一）國內外總體情況

21世紀以來，全球范圍衛星及應用產業發展迅猛，呈現持續快速增長態勢。2014年，全球衛星產業的收入為2 030億美元，同比增長4 %，高于全球經濟平均增速（2.6 %）[5]。其中，衛星應用收入占60 %以上，衛星制造及發射收入占11 %。

多年來，我國衛星及應用產業堅持自主創新，走出了一條適合國情，具有自身特色的發展道路，取得了一系列重要成就。從全球在軌衛星數量來看，我國已位居全球第二位。在通信衛星方面，我國已經形成業務涉及固定、中繼和直播，通信頻段覆蓋S、C、Ku、Ka等不同頻段的通信衛星系列①S頻段：1.55～3.4 GHz的頻段；C頻段：4.0～8.0 GHz的頻段；Ku頻段：12～18 GHz的頻段；Ka頻段：26.5～40 GHz的頻段。，成為國際上少數幾個能夠獨立研制大容量通信衛星的國家；在導航衛星方面，“北斗”導航衛星已完成導航區域系統的建設，具備提供覆蓋亞太地區的導航定位、授時和短報文通信業務服務能力，預計到2020年可建立“北斗”的全球網絡，從而具備提供覆蓋全球的高精度高可靠的定位、導航和授時服務并兼具短報文通信能力；在遙感衛星方面，我國形成了資源、海洋、風云系列和環境減災小衛星星座等遙感衛星系列，空間對地觀測邁入了亞米級高分辨率遙感時代。

目前，我國衛星及應用產業總體規模已經超過1 000億元，發展空間有待進一步拓展。2013年衛星

通信產業規模在200億～300億元之間，衛星導航和位置服務產業規模達1 040億元（其中“北斗”產值達100億元），衛星遙感產業規模較小，但融合的導航和遙感的地理信息產業年產值近2 600億元[6]。

（二）產業領域發展情況

1．衛星通信

全球衛星通信產業鏈由通信衛星制造與發射服務、地面設備制造（含系統集成）和運營服務組成，業務領域涉及商業衛星通信、固定衛星通信和移動衛星通信等。其中，商業衛星通信由衛星電視直播、衛星廣播、衛星寬帶多媒體等業務板塊構成。2014年，全球衛星通信市場規模達到了1 213億美元，商業衛星通信規模達到了1 009億美元，其中商業衛星通信規模中的衛星電視直播市場規模達到了950億美元，固定衛星通信規模達到了171億美元，移動衛星通信規模達到了33億美元。

我國衛星通信先后歷經“東方紅二號”“東方紅三號”“東方紅四號”“東方紅五號”四代衛星平臺，已經形成了涉及固定、中繼和直播，覆蓋S、C、Ku、Ka頻段的通信衛星系列，涵蓋從小型到超大型各個通信衛星等級。其中，“東方紅三號”衛星平臺作為成熟的中等容量地球靜止軌道衛星平臺，已被應用于通信廣播、中繼、導航和探月等多種衛星通信領域中；“東方紅四號”衛星平臺的性能和質量得到了國內外用戶的廣泛認可；作為我國自主開發的新一代大型地球同步軌道桁架式衛星平臺，“東方紅五號”衛星平臺已成功立項，具有高承載、大功率、高散熱、長壽命、可擴展等特點，已被列入國家“一帶一路”戰略規劃中。

我國衛星通信業務主要類型是固定通信、廣播業務和地面設備制造。固定通信衛星業務主要包括衛星轉發器租賃、專用和公用甚小口徑終端（very small aperture terminal，VSAT）衛星通信網以及衛星專線應用等，服務提供者包括中國衛通、中國電信和VSAT運營商，各類固定、車載、便攜衛星通信地面站點超過10萬個；衛星廣播業務主要包括衛星音頻廣播、衛星電視轉發及衛星直播電視服務，衛星電視直播服務主要以“村村通”、“戶戶通”等公益類為主；地面設備制造的主要產品和設備主要應用于應急保障車、地面主站、地面小站等政府應急保障系統；電視機頂盒、終端天線接收設備（衛星天線）、地面站設備等主要應用在衛星廣播通信系統；個人手持終端、移動衛星天線等主要應用在個人移動通信、科學考察、探險、旅游、新聞采訪等特殊應用領域。

我國衛星通信產業正處于成長期，無論技術水平還是產業規模與國外發達國家相比都存在較大差距。就衛星通信產業鏈而言，處于下游的運營服務經濟規模相對較大，而地面設備制造企業的經濟規模相對較小，具備一定經濟規模的企業并不多見。此外，我國衛星電視直播應用與產業化市場仍有待開拓，寬帶多媒體衛星尚待發展，移動衛星通信應用需求迫切。

2．衛星導航

衛星導航產業鏈由導航衛星制造與發射、基礎類產品、終端產品、系統集成和運營服務組成[7]。據歐洲全球導航衛星系統管理局（GSA）的評估報告：定位、導航及授時（PNT）市場收入在2014年已達到913億美元。其中，基于全球導航衛星系統（GNSS）的智能手機、個人導航終端、航空、精準農業、搜救終端等已成為全球導航衛星系統的核心應用領域，美國全球定位系統（GPS）、歐洲伽利略衛星導航系統（Galileo）、中國北斗衛星導航系統（BDS）和其他地區的全球導航衛星系統產業規模占比分別為31 %、25.8 %、7 %、36 %①基于參與GNSS的900家公司在2012年的收入數據。[8]。

作為國家重要的空間基礎設施，我國北斗衛星導航系統于2000年底開始向中國及周邊地區提供服務，2012年底正式向亞太大部分地區提供運行服務，預計2020年前將完成全球組網。我國北斗衛星導航應用已經完成從天線到終端、從單系統到多模多頻、從實驗品到產品、從產品到系統解決方案等過程中的關鍵技術突破，初步形成了天線、芯片、模塊、電子地圖、模擬器、應用解決方案等覆蓋全產業鏈的產品形態和包括基礎產品、應用終端、運行服務等較為完整的產業體系，其產品性能、價格與國際同類產品基本相當，銷量超過600萬片，已被廣泛應用于交通運輸、海洋漁業、水文監測、氣象預報、大地測量、救災減災、手機導航等領域，產生了顯著的社會效益和經濟效益。目前，我國北

斗衛星導航系統已被國際海事組織接納并認定為全球第三個衛星導航系統。

我國衛星導航應用產業以基于全球定位系統的衛星導航應用為主，現階段我國涉足衛星導航與位置服務產業的企事業單位數量超過10 000家，從業人員數量超過30萬人，但微小企業仍是主體。國產品牌主要憑借低價競爭占有消費類終端市場，上游核心技術的缺失導致我國企業獲得的附加值較低，產業發展水平仍然較低，整體處于成長期。

3．衛星遙感

衛星遙感產業鏈包括遙感衛星制造與發射服務、遙感數據接收、遙感數據處理分發和遙感信息增值服務四個主要環節。2014年，全球商業遙感數據和增值產品產值達到23億美元，預計到2024年該產值將達到51億美元[9]。

我國衛星遙感應用以社會公益需求為主，覆蓋范圍包括氣象、海洋、測繪、防災減災等領域。“風云”氣象衛星具備全球、三維、多光譜的定量觀測能力，實現了對臺風、洪澇、森林和草原火災、干旱、沙塵暴、雪災等災害的有效監測。“資源”衛星系列在土地、地質礦產、農業、林業、水利等資源及地質災害調查、監測與管理和城市規劃中發揮了重要作用。“海洋”衛星系列實現了對中國海域和全球重點海域的監測和應用，對海面高度、海面溫度、海面風場、海浪等的預報精度和災害性海況的監測實效顯著提高。“環境”系列衛星為地表水質與生態環境監測，跟蹤溢油、水華等突發環境污染提供了重要的技術支撐。

隨著高分辨率對地觀測專項工程的實施，截至2016年，我國已發射5顆高分辨率對地觀測衛星，打破了“高分衛星”市場長期被國外占據的被動局面。其中，“高分一號”衛星是高分辨率對地觀測系統國家科技重大專項工程的首發星，是我國首顆設計要求考核壽命大于5年的低軌遙感衛星；“高分二號”衛星空間分辨率優于1 m，具有高輻射精度、高定位精度和快速姿態機動能力等特點；“高分四號”衛星是我國第一顆地球同步軌道遙感衛星，采用面陣凝視方式成像，具備可見光、多光譜和紅外成像能力，可見光和多光譜分辨率優于50 m，紅外譜段分辨率優于400 m，設計壽命為8年；“高分八號”衛星為地球同步軌道上的光學遙感衛星，全色分辨率為50 m；“高分九號”衛星的地面像元分辨率最高可達亞米級，可為“一帶一路”等國家重大戰略實施和國防現代化建設提供信息保障。此外，“吉林一號”商業衛星的成功發射標志著我國航天遙感應用領域向商業化、產業化發展邁出了重要一步，該組衛星將為國土資源監測、土地測繪、智慧城市建設、交通設施監測、農業估產、生態環境監測、減災防災等領域提供遙感數據支撐。預計到2016年，我國將首次發射0.5 m級高分辨率商業遙感衛星，并于2022年左右組建我國首個0.5 m級高分辨率商業遙感衛星系統。

（三）存在的主要問題

1.我國衛星應用產業化發展水平不高

我國形成了以通信、導航、遙感觀測為主的應用衛星體系，但衛星應用發展起步晚、規模小，對經濟社會的發展尚未充分發揮其應有的戰略帶動價值。衛星通信市場主要以衛星轉發器租賃和“村村通”“戶戶通”等為主，商業化應用開發尚不成熟。基于北斗系統的自主導航產品市場仍處于起步階段。我國衛星遙感應用以滿足公益需求為主，其綜合應用、定量化應用能力相對滯后，數據保障程度低。

2.產業政策尚不健全

我國衛星及應用產業存在管理體制較為分散，難以形成合力等問題，產業資源難以統籌協調，空間基礎設施及數據資源使用效率不高；產業標準化進程緩慢，標準規范缺失和滯后；商業遙感衛星產業規范管理、衛星數據政策不健全，影響了商業衛星遙感產業的發展；對遙感數據的應用以及遙感數據的接入和出口缺乏明確的界定和規范，面臨著國外高分辨率數據無限制地大量涌入的狀況。

3.市場競爭環境激烈

北斗衛星導航由于起步晚，產業規模小且民用市場開發不夠，使得北斗衛星導航相關應用市場占有率僅為10 %，北斗衛星導航面臨著全球衛星導航系統的激烈競爭。國外商業遙感服務已經非常成熟，美國Planet Labs和Skybox公司的商業遙感衛星服務已進入了低成本研制和大數據服務時代，而我國衛星遙感綜合應用、定量化應用能力相對滯后，數據保障程度低，90 %以上民用高分辨率遙感數據依賴國外衛星。在對外發射市場領域，印度、日本等航天國家的航天運載能力不斷發展成熟，特別

是在以美國太空探索技術公司（SpaceX）為代表的商業航天公司快速發展的情況下，我國已不具備明顯的火箭發射服務的成本優勢，對外商業發射服務面臨的形勢異常嚴峻，目前僅占國際發射服務市場的3 %。

4.技術創新能力有待加強

目前，我國衛星總體性能和技術水平與國外先進國家相比存在較大差距，一些急需領域尚處空白，如我國尚未建立衛星移動通信系統，所需的衛星移動通信和衛星寬帶服務都是代理國外的系統，難以獲得完備的通信安全機制；衛星長壽命、高可靠性能有待進一步提高，衛星平臺、有效載荷、核心器件的性能亟待提高，部分關鍵技術、關鍵原材料、關鍵元器件、關鍵設備等受制于人；航天裝備的設計、制造技術與工藝仍較落后，其研制、生產周期較長。

四、衛星及應用產業發展趨勢

（一）全球衛星及應用產業發展趨勢

未來10年全球衛星及應用產業發展潛力巨大。根據歐洲咨詢公司（Euroconsult）2015年發布的研究報告， 2015—2024年全球將制造發射1 400顆衛星，在衛星制造和發射上將會產生2 550億美元收入[10]。其中，政府部門依然占據主導地位，但40家商業航天公司預計也將在10年間制造發射550顆衛星。

在衛星通信方面，通信廣播衛星將實現全球覆蓋并高度商業化，各類業務系統趨于融合并向寬帶多媒體方向發展，下一代移動衛星正加緊部署。其主要驅動力將來自面向大眾消費市場的衛星多媒體廣播業務的快速發展，寬帶多媒體衛星通信正在成為信息基礎設施的一個重要組成部分，衛星電視直播已經成為衛星應用的支柱產業，移動衛星通信業務將得到快速發展，同時衛星通信在軍事通信、環境數據采集和監測、國家應急救援和救災通信等政府、軍用業務領域中的重要作用將不斷加強。

在衛星導航方面，導航定位衛星系統正加速建設與競爭，全球衛星導航系統的發展已進入到了以美國的“全球定位導航系統”、俄羅斯的“格洛納斯衛星導航系統（GLONASS）”、歐洲的“伽利略衛星導航系統”和中國的“北斗衛星導航系統”四大系統為主，涵蓋區域及增強衛星導航系統的多系統并存的時代，與其他信息系統間的相互滲透、集成、融合成為未來全球衛星導航系統發展的大趨勢。全球衛星導航產業已經呈現出從單一GPS應用向多系統兼容應用轉變，從以導航應用為主向導航與移動通信、互聯網等融合應用轉變，從終端應用為主向產品與服務并重轉變的三大發展方向。

在衛星遙感方面，今后衛星遙感服務模式將更趨于完善，未來將發展并形成一種由政府與商業部門共同分擔衛星研制與發射費用的模式；商業化遙感系統以高分辨率陸地衛星為主，衛星遙感產業商品壟斷和品牌效應將不斷增強，并與通信、導航、物聯網技術融合，其應用將日益廣泛，全球對地觀測與服務能力將得到不斷加強。

（二）“十三五”我國衛星及應用產業發展趨勢

1.衛星通信

衛星電視直播應用成為產業發展重點，我國約有1.7億戶家庭衛星電視直播的市場需求，是衛星通信最有潛力的市場。寬帶多媒體衛星及其應用將得到發展，我國將自主研制靜止軌道Ka頻段衛星，衛星寬帶接入在未來10年將有穩步增長。衛星移動通信廣播市場潛力巨大，我國全球衛星移動通信系統的潛在用戶數量將達到1 300萬，公眾用戶產品年市場容量為110億元，通信服務市場營業收入年增長率可到10 %～15 %①來源于工信部牽頭組織的對18個部委及國民經濟各主要應用行業的全球衛星移動通信系統應用情況的調研和統計分析。。

2.衛星導航

北斗生態產業鏈將繼續建設完善，預計到2020年，我國衛星導航與位置服務產業用戶規模將位居世界第一。隨著北斗衛星導航系統進入國際民航、海事、移動通信等標準化組織的步伐不斷加快，北斗衛星導航系統將實現與其他全球導航定位系統的完全兼容，充分與世界接軌[11]。

3.衛星遙感

社會各領域對衛星遙感的需求推動著衛星遙感應用走向了綜合化的發展趨勢[12]，衛星遙感應用將

逐步深入大眾生活。同時，數據源分辨率向高空間、高時間、高光譜方向發展，遙感應用需求不斷往廣度與深度方向發展，衛星遙感在防災減災、環境監測、城鄉規劃、資源勘探、精準農業等領域的應用將逐步深化，基于遙感數據的商業化應用和增值服務也將得到發展。

五、促進衛星及應用產業發展的政策建議

（一）加強創新能力建設，實現關鍵技術突破

進一步加大研發經費的投入力度，提高關鍵原材料、核心元器件、高端制造設備的國產化程度，夯實衛星及應用產業的技術基礎。堅持以重大航天工程牽引帶動衛星及衛星應用關鍵技術突破，提高衛星通信平臺、有效載荷的性能，突破通信廣播、導航和遙感多模、多功能融合芯片和終端關鍵技術。加大技術成果轉化力度，提高專利和原始創新數量，支撐行業技術進步和應用模式創新。

（二）加快重大工程實施，加強項目應用示范

啟動實施天地一體化衛星綜合應用提升工程，推動建設“一星多用、多星組網、多網融合”的空間信息網絡，突破多功能多模式衛星綜合應用關鍵技術，加快完善數據共享服務機制，基本形成商業化發展模式，具備國際服務能力，在衛星防災減災綜合應急保障、衛星多媒體廣播通信、基于北斗導航系統的地理位置信息服務、天地一體化的物聯網應用等領域取得重大進展。積極開展在防災減災、遠程醫療、遠程教育、應急通信、精準農業等領域的遙感、通信、導航的綜合應用示范。

（三）完善產業政策環境，保障長期穩定發展

加快完善衛星通信產業政策，促進衛星直播電視、衛星寬帶多媒體、衛星移動通信等業務的商業化發展，提高通信衛星資源利用效率。加快制定遙感衛星國家數據政策，明確數據開放界限，建立數據共享機制和標準，推進空間數據信息共享，保障空間數據的安全、高效應用。加快制定北斗導航應用的相關政策，推動北斗導航應用的基礎保障體系不斷完善，促進北斗導航的產業化發展，對于涉及國家經濟、公共安全的重要行業領域需逐步過渡到采用北斗衛星導航兼容其他衛星導航系統的服務模式。加快制定滿足空間基礎設施建設運行的關鍵技術標準和衛星及應用產業化發展所需的應用服務標準。

（四）堅持軍民融合發展，積極發展商業航天

建立市場準入機制，明確民營資本、社會資本進入航天領域的門檻，加大政府對商業航天產品和服務的采購力度。探索建立航天產業發展基金，優化投入結構，推動投資主體多元化和商業化發展，推進航天領域資產證券化改革。建立軍民商航天資源共享開放機制，推動重要設備設施、基礎設施資源的共享使用，加強對現有軍用技術的轉化和商業推廣應用。強化對商業航天項目的政策扶持力度，在財稅、人才引進、籌融資等方面給予政策傾斜，為推動衛星及應用產業的商業化發展營造良好的政策環境。

（五）實施國際化發展戰略，提升國際市場份額

建設我國全球化衛星運營服務體系，提高衛星通信、衛星遙感和衛星導航等領域的全球運營的網絡資源和服務能力。加強國際航天交流合作，積極參與國際組織活動和國際標準制定，營造衛星及應用產業發展的有利國際環境，提高國際合作項目參與程度。服務于國家“走出去”和“一帶一路”發展戰略，建設“天基新絲綢之路”，大力開發“一帶一路”沿線國家的衛星應用市場，推動中國衛星應用企業走出國門，大力提升國際市場份額。

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Research on Satellite Application Industry Development in China

Luan Enjie1, Wang Kunsheng2, Yuan Jianhua2, Hu Liangyuan2, Zhao Yan2, Li Tao2, Pu Hongbo2, Cui Jian2
(1. State Administration of Science, Technology and Industry for National Defense, Beijing 100088, China; 2. China Aerospace Academy of Systems Science and Engineering, Beijing 100048, China)

Satellite application is the key development direction of the emerging strategic high-end equipment manufacturing industry in China. With the objective of defining the concept and scope of the satellite application industry, this paper provides an overview of the domestic and international development status, existing problems and trends in this field. Policy suggestions to promote the satellite application industry are proposed in this paper, including enhancing innovation capability, accelerating momentous projects implementation, improving policy environment, persistence in military-civil integration development, and adopting a globalization strategy.

satellite application; space infrastructure; strategic emerging industries; space powers

V474

A

2016-05-21；

2016-06-21

欒恩杰，國家國防科技工業局，中國工程院院士，主要研究方向為控制系統工程；E-mail: pepsijian@163.com

中國工程院重大咨詢項目“‘十三五’戰略性新興產業培育與發展規劃研究”(2014-ZD-7)

本文由《中國戰略性新興產業發展報告》中《衛星及應用產業》改寫

本刊網址：www.enginsci.cn