全球空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展態(tài)勢(shì)與我國(guó)衛(wèi)星通信的發(fā)展思路

沈永言（中國(guó)衛(wèi)通集團(tuán)有限公司）

全球空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展態(tài)勢(shì)與我國(guó)衛(wèi)星通信的發(fā)展思路

Development of the Global Space Information Infrastructures and China's Satellite Communication

沈永言（中國(guó)衛(wèi)通集團(tuán)有限公司）

空間信息基礎(chǔ)設(shè)施是利用空間資源，為廣大用戶提供通信、遙感、導(dǎo)航定位之類信息產(chǎn)品和服務(wù)的天地一體化設(shè)施，它由功能配套、持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面系統(tǒng)及其關(guān)聯(lián)系統(tǒng)組成。

衛(wèi)星通信是空間信息基礎(chǔ)設(shè)施中規(guī)模最大、產(chǎn)業(yè)化程度最高的部分。由于同樣具有空間屬性的緣故，衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星導(dǎo)航的穩(wěn)定運(yùn)行和良好服務(wù)都要不同程度地依賴于衛(wèi)星通信。2015年底，全球在軌運(yùn)行衛(wèi)星1311顆（不含5kg以下的小衛(wèi)星），其中通信衛(wèi)星705顆（軍用123顆，民商用582顆）。全球衛(wèi)星行業(yè)和衛(wèi)星通信服務(wù)總產(chǎn)值分別為2083億美元和1274億美元。

近年來(lái)，我國(guó)空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，“北斗”、“高分”、Ka頻段寬帶衛(wèi)星等都在迅猛發(fā)展，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的應(yīng)用水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模還非常有限。因此，作為衛(wèi)星通信系統(tǒng)的設(shè)施擁有者和服務(wù)提供者，衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商需要準(zhǔn)確把握全球空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展態(tài)勢(shì)，認(rèn)真總結(jié)衛(wèi)星通信的發(fā)展思路，充分發(fā)揮在天地一體化信息基礎(chǔ)設(shè)施中的紐帶作用。

1 全球空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展態(tài)勢(shì)

星座化覆蓋

全球化發(fā)展必然要求信息基礎(chǔ)設(shè)施的全球覆蓋。相比于地面信息基礎(chǔ)設(shè)施，空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，特別是基于星座技術(shù)的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，在覆蓋和互通能力方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星－2～5（Inmarsat－2～5）、“全球星”（Globalstar）、“銥”衛(wèi)星（Iridium）、“軌道通信”（Orbcomm），以及正在部署的“另外三十億人”（O3b）、即將啟動(dòng)的一網(wǎng)公司（OneWeb）和太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，都是面向全球的星座通信系統(tǒng)。美國(guó)“全球定位系統(tǒng)”（GPS）、俄羅斯“全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”（GLONASS）、正在建設(shè)之中的歐洲“伽利略”（Galileo）和我國(guó)的“北斗”，都是面向全球的星座導(dǎo)航定位系統(tǒng)。傳統(tǒng)上，衛(wèi)星遙感系統(tǒng)都是由單顆衛(wèi)星構(gòu)成，目前也在向星座化方向發(fā)展。截至2015年底，美國(guó)行星實(shí)驗(yàn)室公司（Planet Labs，現(xiàn)改為行星公司）陸續(xù)發(fā)射了143顆鴿群－1（Flock－1）立方體衛(wèi)星（其中66顆已再入大氣層并燃盡，6顆沒(méi)有釋放，34顆失敗），它是全球首個(gè)業(yè)務(wù)化對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星遙感星座系統(tǒng)。美國(guó)天空盒子成像公司（Skybox Imaging）正在部署由24顆微小衛(wèi)星組成的“天空衛(wèi)星”（SkySat）系統(tǒng)，第一次將衛(wèi)星遙感推向星座和連續(xù)視頻觀測(cè)時(shí)代。

空分化擴(kuò)容

擴(kuò)大容量是通信系統(tǒng)滿足日益增長(zhǎng)帶寬需求的必然要求。對(duì)于衛(wèi)星通信而言，開(kāi)發(fā)新的頻段，通過(guò)空分/多點(diǎn)波束提高頻率利用率是擴(kuò)大系統(tǒng)容量的2個(gè)基本途徑。繼L、S、C、Ku頻段之后，Ka頻段正在被大量使用，激光通信也在探索之中。繼國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星－3和4、“全球星”、“銥”衛(wèi)星、“亞洲蜂窩衛(wèi)星”（ACeS）、“瑟拉亞”（Thuraya）等移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)之后，多點(diǎn)波束也被廣泛應(yīng)用，如“Ka頻段衛(wèi)星”（Ka-Sat）、衛(wèi)訊衛(wèi)星－1（Viasat－1）、木星－1（Jupiter－1）、國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星－5等新的高吞吐量衛(wèi)星通信系統(tǒng)。豐富的頻率加上20倍以上的頻率利用率，使得系統(tǒng)容量得以百倍提高。軌位的有限性和Ka以上頻段對(duì)于雨衰的敏感性，決定了空間分辨率和多點(diǎn)波束將越來(lái)越多地應(yīng)用于常規(guī)頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)。事實(shí)上，“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議星”（iPSTAR）用戶段使用的就是Ku頻段，而國(guó)際通信衛(wèi)星公司的“史詩(shī)”（Epic）將在C、Ku頻段通信衛(wèi)星上應(yīng)用多點(diǎn)波束，作為一種戰(zhàn)略已經(jīng)開(kāi)始部署。

國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星－5在軌飛行示意圖

激光化傳輸

微波頻率資源總體上是有限的，其頻率帶寬上限為10GHz，而激光頻段可用頻率資源要比微波高3～5個(gè)數(shù)量級(jí)。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)對(duì)衛(wèi)星激光通信技術(shù)進(jìn)行了全面深入的研究，目前已開(kāi)發(fā)出多套衛(wèi)星激光通信終端，完成多次在軌試驗(yàn)，技術(shù)基本成熟，主要應(yīng)用領(lǐng)域是星間中繼，以及深空通信、衛(wèi)星與地面站之間骨干傳輸。其中，星間中繼通信速率已達(dá)到5.8Gbit/s，月地通信速率將達(dá)到2.5Gbit/s。由于具有傳輸距離遠(yuǎn)、容量大、載荷小、功耗低、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，激光通信被認(rèn)為是未來(lái)衛(wèi)星通信的最佳解決方案。美國(guó)激光通信公司（Laser Light Communications）已經(jīng)開(kāi)始規(guī)劃建設(shè)由8顆衛(wèi)星和48個(gè)地面站構(gòu)成的全球天基激光通信網(wǎng)絡(luò)，其衛(wèi)星軌道高度為12000km，預(yù)計(jì)系統(tǒng)總?cè)萘窟_(dá)到6Tbit/s，下載速度為200Gbit/s，是當(dāng)前微波連接速度的100倍。

小型化發(fā)展

衛(wèi)星質(zhì)量對(duì)衛(wèi)星發(fā)射和服務(wù)業(yè)影響巨大。作為提高效率、降低成本和擴(kuò)大應(yīng)用范圍的有效解決方案，小型化貫穿于衛(wèi)星通信、導(dǎo)航、遙感等各個(gè)領(lǐng)域。20世紀(jì)90年代以來(lái)，小衛(wèi)星星座通信系統(tǒng)開(kāi)始受到各國(guó)關(guān)注。從2007年開(kāi)始，全球星公司、銥衛(wèi)星公司、軌道通信公司等陸續(xù)啟動(dòng)各自二代系統(tǒng)的研制，O3b公司、外聯(lián)網(wǎng)公司（Outernet）、一網(wǎng)公司和太空探索技術(shù)公司等也紛紛進(jìn)入。小衛(wèi)星質(zhì)量通常都在幾百千克，如第二代“銥”衛(wèi)星質(zhì)量800kg，第二代“全球星”質(zhì)量700kg，第二代“軌道通信”質(zhì)量157kg，O3b衛(wèi)星質(zhì)量低于700kg，一網(wǎng)公司的衛(wèi)星質(zhì)量約200kg。2015年，全球共成功發(fā)射149顆500kg以下小衛(wèi)星，占全球同期入軌航天器總數(shù)的63.14%，相較2014年162顆有所回落，這是近5年來(lái)全球小衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量首次下探，但整體仍保持歷史較高發(fā)射水平。在這些小衛(wèi)星當(dāng)中，遙感衛(wèi)星數(shù)量占很大比例，小型化趨勢(shì)較為明顯。例如，天空盒子成像公司發(fā)射的第二顆“天空衛(wèi)星”與第一顆質(zhì)量一樣，都是91kg，而行星實(shí)驗(yàn)室公司發(fā)射的鴿群－1遙感衛(wèi)星質(zhì)量只有5kg。目前，各種小衛(wèi)星技術(shù)層出不窮，如立方體衛(wèi)星、智能手機(jī)衛(wèi)星等都是新的熱點(diǎn)。

多樣化發(fā)射

經(jīng)濟(jì)有效的衛(wèi)星發(fā)射方式是空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行的基本保障。衛(wèi)星發(fā)射主要有火箭直接發(fā)射和在軌航天器二次釋放兩種方式。對(duì)于小衛(wèi)星發(fā)射而言，“一箭多星”是目前主流方式。此外，可以重復(fù)使用的無(wú)人機(jī)發(fā)射也在開(kāi)發(fā)之中。在標(biāo)準(zhǔn)化星箭接口等技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，美國(guó)、歐洲、俄羅斯和印度都具備了“一箭多星”的發(fā)射能力。2013年，國(guó)外通過(guò)20次發(fā)射，成功將135顆小衛(wèi)星送入太空，其中“一箭五星”及以上發(fā)射8次，共成功發(fā)射小衛(wèi)星102顆。2014年，俄羅斯“第聶伯”（Dnepr）火箭成功完成“一箭三十八星”衛(wèi)星發(fā)射，創(chuàng)造了“一箭多星”新紀(jì)錄。2012年，空間站釋放方式開(kāi)始首次應(yīng)用，美國(guó)安塔瑞斯－120（Antares－120）火箭在發(fā)射軌道科學(xué)公司（OSC，現(xiàn)已更名為軌道-ATK公司）的“天鵝座”（Cygnus）飛船時(shí)，將33顆小衛(wèi)星發(fā)射到“國(guó)際空間站”，并隨后從中釋放。2013年，又新增了母子衛(wèi)星釋放和在軌分離等新興方式。2014年2月11－28日，美國(guó)行星實(shí)驗(yàn)室公司通過(guò)“國(guó)際空間站”陸續(xù)釋放了28顆鴿群－1衛(wèi)星，全年全球通過(guò)空間站共釋放67顆立方體衛(wèi)星。2015年9月20日，我國(guó)新型運(yùn)載火箭長(zhǎng)征－6成功將20顆微小衛(wèi)星送入太空，此次發(fā)射任務(wù)創(chuàng)造了中國(guó)航天“一箭多星”發(fā)射的最高紀(jì)錄。

第二代“全球星”在軌飛行示意圖

離子化推進(jìn)

一直以來(lái)，衛(wèi)星軌道轉(zhuǎn)移和位置保持都是依靠化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng)，而化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng)占衛(wèi)星總質(zhì)量的40%，這就意味著較大的衛(wèi)星發(fā)射成本、較小的衛(wèi)星載荷以及較低的衛(wèi)星性價(jià)比。新興的電推進(jìn)概念正在改變這一局面，其原理是先將氣態(tài)工質(zhì)電離，并在強(qiáng)電場(chǎng)作用下將離子加速噴出，通過(guò)反作用力推動(dòng)衛(wèi)星進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整或者軌道轉(zhuǎn)移。2012年，波音公司（Boeing）率先提出全電推進(jìn)衛(wèi)星概念，其BSS－702SP全電推進(jìn)平臺(tái)一經(jīng)推出即獲得4顆衛(wèi)星訂單，從此引領(lǐng)了全球全電推進(jìn)衛(wèi)星的發(fā)展浪潮。近年來(lái)，全球主要衛(wèi)星制造商紛紛推出了全電推進(jìn)衛(wèi)星研制和發(fā)射計(jì)劃。與化學(xué)推進(jìn)相比，電推進(jìn)的比沖性能要高1個(gè)數(shù)量級(jí)，其主要優(yōu)點(diǎn)是可以有效降低衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量、增加衛(wèi)星有效載荷、延長(zhǎng)衛(wèi)星工作壽命、提高衛(wèi)星性價(jià)比和衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

靈活化應(yīng)用

傳統(tǒng)通信衛(wèi)星，特別是靜止軌道衛(wèi)星，投資巨大，一旦入軌，其技術(shù)狀態(tài)基本就被固定，難以針對(duì)通信市場(chǎng)的不斷變化做出動(dòng)態(tài)的調(diào)整，從而給衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)較大的經(jīng)營(yíng)壓力。對(duì)此，近年來(lái)國(guó)外興起了針對(duì)通信衛(wèi)星靈活性的研究，主要以歐洲為代表。所謂衛(wèi)星靈活性，是指衛(wèi)星在軌服役期間，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整星上資源，以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求或企業(yè)商業(yè)模式的變化。衛(wèi)星靈活性有7種形態(tài)，即軌道靈活性、覆蓋靈活性、頻率規(guī)劃靈活性、發(fā)射功率靈活性、路由靈活性、波形及媒體接入控制層靈活性、交換層靈活性。衛(wèi)星靈活性涉及數(shù)字波成形技術(shù)，以及行波管放大器和多端口放大器、數(shù)字半透明載荷、再生載荷等。目前，靈活衛(wèi)星尚處于起步階段，但它代表了衛(wèi)星通信的必然發(fā)展方向。

分散化部署

為突破現(xiàn)有衛(wèi)星體系架構(gòu)在成本、研發(fā)周期、技術(shù)更新、抗毀能力等方面的局限性，美軍提出“彈性”與“分散”概念，力圖塑造全新的空間體系架構(gòu)和發(fā)展模式。2013年8月，美國(guó)空軍航天司令部發(fā)布《彈性與分散空間體系》白皮書(shū)，將“分散”確定為美軍空間系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的戰(zhàn)略之一，目的是改變當(dāng)前高度集成的、以大型空間系統(tǒng)為主的發(fā)展模式。通過(guò)多種方式將原有系統(tǒng)分散成若干功能單一、規(guī)模更小、成本更低的綜合衛(wèi)星系統(tǒng)，以提高空間系統(tǒng)的抗毀能力和經(jīng)濟(jì)可承受性，增加技術(shù)更新的機(jī)會(huì)，提振航天工業(yè)基礎(chǔ)。分散主要包括系統(tǒng)、功能、有效載荷、多軌和多域等5種方式，其中，系統(tǒng)分散是由多個(gè)以無(wú)線方式相互作用的模塊提供單一系統(tǒng)的功能；功能分散是將一顆衛(wèi)星上的多個(gè)載荷功能或多項(xiàng)任務(wù)分散到多顆衛(wèi)星上；有效載荷分散是將一些有效載荷搭載在其他類型衛(wèi)星上；多軌分散是利用多個(gè)軌道平面來(lái)提高彈性；多域分散是將能力分散于海、陸、空、天、網(wǎng)絡(luò)多域，以相互冗余和備份。

關(guān)聯(lián)化搭載

衛(wèi)星通信、遙感和導(dǎo)航等系統(tǒng)之間的相互關(guān)聯(lián)，可以提高衛(wèi)星應(yīng)用的集成度和效能。例如，衛(wèi)星導(dǎo)航終端通過(guò)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)來(lái)報(bào)告位置信息就是一種基本的關(guān)聯(lián)，典型形式有GPS+“國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星”/“銥”衛(wèi)星。高級(jí)形式的衛(wèi)星關(guān)聯(lián)是載荷搭載，例如，星基增強(qiáng)系統(tǒng)（SBAS）通過(guò)靜止軌道通信衛(wèi)星搭載衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器，可以向用戶播發(fā)星歷誤差、衛(wèi)星鐘差、電離層延遲等多種修正信息，以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位精度的改進(jìn)。第二代“銥”衛(wèi)星計(jì)劃搭載美軍“集成全球定位系統(tǒng)”（iGPS）有效載荷，iGPS可將GPS定位精度由當(dāng)前的米級(jí)提高到厘米級(jí)。第二代“銥”衛(wèi)星還計(jì)劃搭載廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS-B）和對(duì)地觀測(cè)載荷，該監(jiān)視系統(tǒng)能為飛機(jī)提供連續(xù)的全時(shí)空天基監(jiān)視與控制。第二代“軌道通信”中增加了船只“自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)”（AIS），用于海上資產(chǎn)的跟蹤與管理。2014年5月，日本發(fā)射了先進(jìn)陸地觀測(cè)衛(wèi)星－2（ALOS－2），該衛(wèi)星除了搭載L頻段合成孔徑雷達(dá)（SAR）載荷，用于執(zhí)行對(duì)地觀測(cè)和海洋監(jiān)視任務(wù)外，還攜帶一個(gè)船只“自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用于辨別合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)所跟蹤的船只。目前，歐盟“伽利略”系統(tǒng)計(jì)劃在每顆衛(wèi)星上搭載合成孔徑雷達(dá)載荷，以提供搜索和救援服務(wù)。

第二代“銥”衛(wèi)星在軌飛行示意圖

商業(yè)化運(yùn)作

在冷戰(zhàn)結(jié)束、商業(yè)衛(wèi)星服務(wù)能力提升的時(shí)代背景下，越來(lái)越多的國(guó)家通過(guò)軍民共建、公私合營(yíng)、商業(yè)容量采購(gòu)、商業(yè)搭載等方式來(lái)獲取軍用衛(wèi)星能力。2003年，英國(guó)首次將其軍用通信衛(wèi)星系統(tǒng)的采辦、運(yùn)管和經(jīng)營(yíng)全部交給私營(yíng)公司負(fù)責(zé)，開(kāi)創(chuàng)了軍用通信衛(wèi)星公私合營(yíng)的先河。目前，商業(yè)衛(wèi)星容量采購(gòu)在美國(guó)和歐洲已經(jīng)非常普遍。美國(guó)通過(guò)“未來(lái)商業(yè)衛(wèi)星通信服務(wù)采購(gòu)”（FCSA）計(jì)劃，集中采購(gòu)軍方和政府所需的商業(yè)衛(wèi)星容量。歐洲防務(wù)局（EDA）也開(kāi)展了一項(xiàng)名為“歐洲衛(wèi)星通信商業(yè)采購(gòu)”（ESCPC）計(jì)劃，在歐洲級(jí)別上匯集成員國(guó)對(duì)衛(wèi)星通信的需求，統(tǒng)一進(jìn)行商業(yè)衛(wèi)星通信容量的采購(gòu)，以產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。隨著空間分辨率和時(shí)間分辨率方面的技術(shù)進(jìn)步，商業(yè)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)采購(gòu)正成為響應(yīng)國(guó)防和軍事機(jī)構(gòu)某些需求的重要方式。2014年3月，歐洲咨詢公司（Euroconsult）報(bào)告表明，目前國(guó)防用戶是最主要的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)用戶，來(lái)自國(guó)防的收入約占全球?qū)Φ赜^測(cè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)總收入的65%。商業(yè)搭載的優(yōu)點(diǎn)是大幅降低衛(wèi)星研制和發(fā)射成本、縮短能力交付周期。2012年，國(guó)際通信衛(wèi)星－22（Intelsat－22）成功發(fā)射，這顆商業(yè)衛(wèi)星搭載了澳大利亞國(guó)防部的特高頻（UHF）軍用通信載荷，是首個(gè)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的軍用通信載荷搭載商業(yè)衛(wèi)星的實(shí)例。

放松化管制

近年來(lái)，各國(guó)政府對(duì)航天活動(dòng)的管理日益放松，航天活動(dòng)主體多元化趨勢(shì)日漸顯著，私營(yíng)機(jī)構(gòu)越來(lái)越多地在商業(yè)航天活動(dòng)中參與競(jìng)爭(zhēng)，有力地提高了商業(yè)航天的績(jī)效。美國(guó)航天在商業(yè)化方面一直走在世界前列，20世紀(jì)80年代以前，美國(guó)航天活動(dòng)基本為政府所主導(dǎo)。1988年，美國(guó)航天政策在軍用航天和民用航天基礎(chǔ)上增加了商用航天的內(nèi)容。1990－2000年，美國(guó)政府逐步放松管制，促使美國(guó)商業(yè)航天步入蓬勃發(fā)展階段，同時(shí)帶動(dòng)了一大批相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2000年以來(lái)，美國(guó)航天商業(yè)化進(jìn)入提速階段。2010版《美國(guó)航天政策》對(duì)于商業(yè)航天的鼓勵(lì)更為激進(jìn)，要求“積極探索采用有創(chuàng)造力的、非傳統(tǒng)的安排來(lái)采購(gòu)商業(yè)航天產(chǎn)品和服務(wù)”。GPS導(dǎo)航定位信息和高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對(duì)商業(yè)市場(chǎng)的開(kāi)放、允許商業(yè)公司參與航天運(yùn)輸和發(fā)射等，都是放松管制的具體舉措。放松管制培育出了巨大的GPS產(chǎn)業(yè)，造就了天空盒子成像公司、一網(wǎng)公司、太空探索技術(shù)公司等一批高科技企業(yè)，加快了衛(wèi)星應(yīng)用商業(yè)模式創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

國(guó)際化并購(gòu)

衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)具有典型的規(guī)模經(jīng)濟(jì)特征，通過(guò)并購(gòu)搶占國(guó)際市場(chǎng)、擴(kuò)大經(jīng)營(yíng)規(guī)模、提高競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，已成為衛(wèi)星通信和遙感運(yùn)營(yíng)商的主要成長(zhǎng)方式。2001年，歐洲衛(wèi)星公司（SES）收購(gòu)當(dāng)時(shí)全球排名第6的美國(guó)通用電子衛(wèi)星公司（GE），成為全球最大的衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商。2003年，國(guó)際通信衛(wèi)星公司（INTELSAT）收購(gòu)勞拉天網(wǎng)公司（Loral Skynet）的北美系列衛(wèi)星。2005年，國(guó)際通信衛(wèi)星公司并購(gòu)全球第4的泛美衛(wèi)星公司（PAS），從而實(shí)現(xiàn)對(duì)歐洲衛(wèi)星公司的超越，其衛(wèi)星總數(shù)達(dá)到53顆。2005年底，歐洲衛(wèi)星公司并購(gòu)荷蘭新藍(lán)天衛(wèi)星公司（New Skies）。2013年，歐洲通信衛(wèi)星公司（EUTELSAT）收購(gòu)墨西哥衛(wèi)星公司（SATMEX），從而成為拉美地區(qū)的主要衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商。目前，區(qū)域性衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商也在加快并購(gòu)步伐。2013年，阿拉伯衛(wèi)星公司（ARABSAT）收購(gòu)了希臘衛(wèi)星公司（Hellas Sat）99.05%的股權(quán)，以期在2020年成為第5大全球衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商。在衛(wèi)星遙感領(lǐng)域，并購(gòu)?fù)瑯影殡S著商業(yè)化進(jìn)程。2013年，美國(guó)數(shù)字地球公司（DigitalGlobe）完成并購(gòu)地球眼公司（GeoEye），從而成為世界上最大的商業(yè)遙感衛(wèi)星公司。2014年，谷歌地球公司（Google Earth）以5億美元收購(gòu)天空盒子成像公司，以拓展高實(shí)時(shí)的衛(wèi)星照片和視頻業(yè)務(wù)能力，這是一種互聯(lián)網(wǎng)公司對(duì)衛(wèi)星遙感公司的跨界并購(gòu)。

2 我國(guó)衛(wèi)星通信的發(fā)展思路

發(fā)揮衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商資源和能力優(yōu)勢(shì)，支撐國(guó)家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營(yíng)

衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商通常擁有系列化的通信衛(wèi)星軌位、平臺(tái)和頻率等空間資源，地點(diǎn)分散且具有良好的電力、通信、安全和電磁環(huán)境保障條件的地球站設(shè)施，以及專業(yè)的衛(wèi)星測(cè)控、業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)和設(shè)備系統(tǒng)維護(hù)隊(duì)伍。基于這些資源和能力，衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商可以與軍隊(duì)、政府、事業(yè)單位等用戶開(kāi)展衛(wèi)星共建、網(wǎng)絡(luò)合營(yíng)、轉(zhuǎn)發(fā)器租賃、轉(zhuǎn)發(fā)器容量采購(gòu)、載荷搭載、衛(wèi)星測(cè)控、設(shè)備托管、系統(tǒng)運(yùn)維等多種形式的合作，全面支撐我國(guó)空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。衛(wèi)星通信軌位、頻率等空間資源是不可或缺、不可再生的自然資源，具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略價(jià)值。衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商在頻率和軌位申請(qǐng)、保護(hù)、儲(chǔ)備、以民掩軍以及軍用頻率和軌位商業(yè)開(kāi)發(fā)等方面，可以發(fā)揮重要的作用。

推進(jìn)寬帶接入和電視直播，服務(wù)民生建設(shè)和文化發(fā)展

Ka頻段寬帶通信是衛(wèi)星通信的發(fā)展方向，而寬帶接入和電視直播是Ka頻段寬帶衛(wèi)星通信中事關(guān)民生建設(shè)和文化發(fā)展的兩大應(yīng)用，也是衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)化的兩個(gè)重點(diǎn)。發(fā)展衛(wèi)星寬帶接入和電視直播應(yīng)用是全面落實(shí)“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略、繁榮社會(huì)主義文化的重要保障，可以直接帶動(dòng)我國(guó)衛(wèi)星通信和衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)寬帶通信整體進(jìn)步較快，但是城鄉(xiāng)寬帶普及率差距仍在繼續(xù)擴(kuò)大，邊遠(yuǎn)地區(qū)仍然需要發(fā)揮Ka頻段寬帶衛(wèi)星通信的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)來(lái)解決“最后一千米”接入和“數(shù)字鴻溝”問(wèn)題。目前，全球衛(wèi)星電視直播已進(jìn)入高清、超高清和區(qū)域覆蓋時(shí)代，大容量和多波束的Ka頻段寬帶通信衛(wèi)星是最佳的解決方案。美國(guó)是衛(wèi)星電視直播行業(yè)最為發(fā)達(dá)的國(guó)家，市場(chǎng)滲透率達(dá)30%以上，電視直播公司（DirecTV）一家就擁有約12顆直播衛(wèi)星，其中，7顆Ka頻段衛(wèi)星用于高清、超高清和區(qū)域覆蓋，用戶總數(shù)近4000萬(wàn)戶。我國(guó)類似需求也十分明顯，目前，廣電部門(mén)已基于中星－9普通直播衛(wèi)星在寧夏等地區(qū)提供區(qū)域直播服務(wù)，這顯然是最經(jīng)濟(jì)有效的方式。

開(kāi)展天地一體綜合服務(wù)，提高衛(wèi)星應(yīng)用經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

衛(wèi)星通信在天地一體信息基礎(chǔ)設(shè)施中處于樞紐位置。天地一體化的衛(wèi)星綜合服務(wù)系統(tǒng)，在衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)分發(fā)、衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)、寬帶接入、IP中繼、基站中繼、新聞采集、機(jī)載/船載/車載“動(dòng)中通”、企業(yè)聯(lián)網(wǎng)、應(yīng)急救災(zāi)、廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)、船只“自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)”等領(lǐng)域，以及“一帶一路”等國(guó)家戰(zhàn)略中，都可以創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。發(fā)達(dá)國(guó)家在天地一體綜合服務(wù)方面已進(jìn)入較高的發(fā)展階段，如國(guó)際通信衛(wèi)星公司在全球各地?fù)碛?個(gè)電信港和40多個(gè)接入點(diǎn)，將互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議/多協(xié)議標(biāo)記交換（IP/ MPLS）網(wǎng)絡(luò)、58000多千米光纖和衛(wèi)星艦隊(duì)整合成一個(gè)統(tǒng)一的天地一體網(wǎng)絡(luò)—IntelsatOne，以滿足寬帶、中繼、媒體等用戶的端到端視頻、話音和數(shù)據(jù)通信需求。光平方公司（LightSquared）等借助地面輔助組件（ATC）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星移動(dòng)通信和地面移動(dòng)通信有機(jī)融合，使得終端用戶可以在輔助地面網(wǎng)絡(luò)和天基網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行無(wú)縫切換。從2008年開(kāi)始，美國(guó)電視直播公司和美國(guó)電話電報(bào)公司（AT&T）開(kāi)始合作，向各自用戶提供衛(wèi)星電視直播、寬帶、住宅電話和無(wú)線話音四重服務(wù)。2014年，美國(guó)電話電報(bào)公司以485億美元價(jià)格收購(gòu)了電視直播公司。美國(guó)光盤(pán)網(wǎng)絡(luò)公司（Dish Network）和衛(wèi)訊衛(wèi)星公司（ViaSat）也有類似的合作，英國(guó)天空廣播公司（BskyB）也有類似的綜合服務(wù)。相比之下，我國(guó)衛(wèi)星天地一體綜合服務(wù)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益還有較大提升空間。

把握兼并機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信國(guó)際化和規(guī)模化經(jīng)營(yíng)

衛(wèi)星通信長(zhǎng)期的商業(yè)化開(kāi)發(fā)和全球化競(jìng)爭(zhēng)，使通過(guò)常規(guī)途徑獲取C、Ku等常用軌位和頻段變得越來(lái)越困難，而一些國(guó)家在電信和衛(wèi)星通信方面的限制政策，也為國(guó)外衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商通過(guò)一般途徑進(jìn)入其市場(chǎng)設(shè)置了障礙。因此，并購(gòu)就成為我國(guó)衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商獲取軌位和頻率資源、開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)、實(shí)現(xiàn)跨越式和規(guī)模化發(fā)展的必由之路。目前，全球衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)服務(wù)產(chǎn)業(yè)同時(shí)呈現(xiàn)集中和分散兩級(jí)分化現(xiàn)象。一方面，國(guó)際通信衛(wèi)星公司、歐洲衛(wèi)星公司、歐洲通信衛(wèi)星公司這些巨頭憑借強(qiáng)大實(shí)力，掌控越來(lái)越多的衛(wèi)星資源和市場(chǎng)份額。另一方面，一些發(fā)展中國(guó)家也紛紛建立自己的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。因此，對(duì)于我國(guó)衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商來(lái)講，實(shí)施并購(gòu)戰(zhàn)略可謂挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存，需要在資本運(yùn)營(yíng)、國(guó)際化人才、全球化運(yùn)營(yíng)能力等方面做積極的準(zhǔn)備。

跟蹤星座互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，適應(yīng)信息服務(wù)全球化和立體化發(fā)展趨勢(shì)

全球化、寬帶化、星座化是衛(wèi)星通信發(fā)展的必然趨勢(shì)，互聯(lián)網(wǎng)和“軌道革命”正在給衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)注入新的活力。在技術(shù)體制上，基于小衛(wèi)星和星座技術(shù)的新一代衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與地面互聯(lián)網(wǎng)完全兼容，可以無(wú)縫對(duì)接，使其具有商業(yè)、軍事等多方面的應(yīng)用價(jià)值，因而成為發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相追逐的目標(biāo)。作為正在崛起的發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)需要密切跟蹤衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，制定發(fā)展戰(zhàn)略。其中，衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商在市場(chǎng)研究、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、運(yùn)營(yíng)策略等方面，都可以發(fā)揮重要的支撐作用。由于頻率資源獲取十分困難，星座系統(tǒng)投資和維護(hù)費(fèi)用巨大，同時(shí)建設(shè)多套網(wǎng)絡(luò)并不現(xiàn)實(shí)。一個(gè)可行的方式是，將互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)、船只“自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)”、凝視等應(yīng)用整合在一個(gè)平臺(tái)之上，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益最大化。

開(kāi)發(fā)激光、多點(diǎn)波束和靈活性技術(shù)，增強(qiáng)衛(wèi)星通信的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力

盡管衛(wèi)星通信具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在信息網(wǎng)絡(luò)中具有不可或缺的地位，但是來(lái)自國(guó)際主流衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商，特別是地面電信運(yùn)營(yíng)商，在性能、質(zhì)量、價(jià)格、服務(wù)等方面的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)是客觀存在的。面對(duì)地面光纖和移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展，以及日益國(guó)際化的衛(wèi)星通信市場(chǎng)，我國(guó)衛(wèi)星通信行業(yè)必須加大技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新力度。在跟蹤衛(wèi)星激光通信發(fā)展趨勢(shì)的同時(shí)，我國(guó)衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商需要與衛(wèi)星制造商密切合作，全方位地開(kāi)展多點(diǎn)波束和衛(wèi)星靈活性技術(shù)的研究和應(yīng)用，盡可能提高軌位、頻率、轉(zhuǎn)發(fā)器等資源利用率，以提高我國(guó)衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。這不僅是衛(wèi)星通信企業(yè)的需要，更是我國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略的需要。

3 結(jié)語(yǔ)

嚴(yán)格來(lái)講，空間信息基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)際包含軍民兩大部分，本文沒(méi)有刻意劃分民用和軍用，這是因?yàn)榭臻g信息基礎(chǔ)設(shè)施軍民融合趨勢(shì)越來(lái)越明顯，如GPS和“北斗”是軍為民用，而商用衛(wèi)星通信和衛(wèi)星遙感則大量為軍所用。由于空間信息基礎(chǔ)設(shè)施投資巨大，而衛(wèi)星軌位和頻率資源日漸稀缺，因此，軍民融合已成為發(fā)達(dá)國(guó)家的共同戰(zhàn)略。

空間信息基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)國(guó)家利益正在全球化的大國(guó)來(lái)講，其重要性不言而喻。《國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2015－2025）》的出臺(tái)，為我國(guó)民用衛(wèi)星通信、導(dǎo)航和遙感的發(fā)展提出了框架和方向。從全球空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展態(tài)勢(shì)來(lái)看，我國(guó)空間信息基礎(chǔ)設(shè)施各個(gè)方面都具有良好的發(fā)展基礎(chǔ)和提升空間，衛(wèi)星通信更是任重道遠(yuǎn)。對(duì)于我國(guó)衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商來(lái)講，準(zhǔn)確把握全球空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展態(tài)勢(shì)，認(rèn)真總結(jié)衛(wèi)星通信的發(fā)展思路，既是社會(huì)責(zé)任，也是商業(yè)機(jī)會(huì)。