> **来源:[研报客](https://pc.yanbaoke.cn)** # 行业研究 # 卫星星座组网加速,商业应用不断拓展 ——低轨卫星行业研究系列之四 # 要点 低轨卫星星座建设进入加速期,轨道与频谱资源争夺日趋激烈。低轨卫星凭借低延迟、全球覆盖等优势,已成为商业航天发展的核心方向。当前各国正加快推进低轨星座部署,以抢占有限的轨道和频谱资源。从轨道选择看,LEO轨道因传输损耗小、时延低,尤其适合实时通信与全球物联网连接;GEO轨道容量趋于饱和,MEO则主要服务于导航等专项需求。频谱方面,行业正从传统的C、Ku频段向Ka等更高频段拓展,以支撑高通量数据传输。与此同时,卫星平台与载荷技术持续升级,推动卫星向低成本、高性能、模块化方向发展,为大规模组网奠定基础。 卫星平台与有效载荷技术持续突破,推动卫星性能提升与成本下降。卫星平台是卫星稳定运行的基础,其结构、热控、姿轨控、电源等分系统日益集成化与智能化。例如,结构分系统采用轻量化材料与模块化设计;热控技术结合被动与主动手段,适应复杂空间环境;姿轨控系统逐步向星上自主处理演进。有效载荷作为卫星功能的核心,正向多功能、软件定义方向演进。通信卫星已普遍采用相控阵天线与处理式转发器,遥感卫星的高光谱、SAR载荷分辨率不断提升,导航卫星则通过低轨增强提升定位精度与时效性。技术进步共同推动卫星性能提升与制造成本下降,加速商业化进程。 商业化应用场景不断拓展,从传统通信向物联网、航空海事、应急减灾等多领域渗透。随着低轨星座逐步完善,卫星应用正突破传统广播电视,向航空互联网、海事通信、手机直连、物联网等新兴场景扩展。以Starlink为例,其已形成从家庭宽带、移动服务到航空海事通信的多元业务体系,用户规模与营收快速增长。同时,遥感卫星在农业监测、防灾减灾、城市规划等领域发挥重要作用;导航卫星则赋能智能交通、电力管理、可穿戴设备等创新应用。未来,随着通导遥一体化、星上AI处理、6G天地融合等趋势深化,卫星的服务能力与市场空间将进一步释放。 投资建议:航天强国纳入十五五现代化产业体系建设重点,国内低轨通信卫星星座将进入密集发射期。卫星通信应用方面,移动应用与物联网等场景需要高质量通信,专网服务溢价高、客户粘性强,建议关注手机直连卫星市场、航海与航空互联网市场、6G建设等方向。卫星遥感应用方面,由于高光谱载荷等载荷技术的进步,建议关注卫星用于矿产勘查、农作物监测方向。卫星导航方面,建议关注拓展车联网、可穿戴设备导航相关方向。当前火箭发射环节是卫星星座大规模组网的瓶颈,建议关注火箭方向:超捷股份、高华科技、中衡设计等;建议关注卫星方向:陕西华达、上海港湾、上海瀚讯、臻镭科技、长光华芯、航天电子、佳缘科技、上海沪工等。 风险分析:技术研发进度不及预期、低轨卫星星座建设进度不及预期、行业新进入者导致竞争加剧。 # 建筑和工程 # 增持 (维持) # 作者 分析师:孙伟风 执业证书编号:S0930516110003 021-52523822 sunwf@ebscn.com 分析师:鲁俊 执业证书编号:S0930525070002 021-52523835 lujun1@ebscn.com 行业与沪深300指数对比图 资料来源:Wind # 相关研报 商业航天发射需求增长,运载火箭景气度有望持续提升——低轨卫星行业研究系列之三(2025-11-27) 2025年迄今中美商业航天大事记——低轨卫星行业研究系列之二(2025-08-15) 国内低轨星座建设加速,钙钛矿或成为降本突破口——低轨卫星行业研究系列之一(2025-06-19) # 目录 # 1、卫星简介 4 1.1 卫星定义 4 1.2 卫星分类 4 1.3 运行轨道 4 1.4 频谱 5 1.5 卫星应用 6 # 2、卫星结构 7 2.1 卫星平台 7 2.1.1 结构分系统 8 2.1.2 热控制分系统 9 2.1.3 姿态与轨道控制分系统 10 2.1.4 推进分系统 ..... 11 2.1.5 电源分系统 ..... 11 2.1.6测控分系统 12 2.1.7 数据管理分系统 13 2.2 有效载荷 13 # 3、商业航天的典型案例——Starlink. 14 # 4、商业卫星技术发展趋势 16 # 5、投资建议 17 # 6、风险分析. 18 # 图目录 图1:卫星示意图 4 图2:卫星平台各分系统示意图 图3:卫星结构分系统示意图 8 图4:通信卫星结构实例 9 图5:姿态与轨道控制分系统回路 10 图6:姿态和轨道控制系统组成方式 10 图7:电源分系统基本构型 12 图8:测控分系统示意图 12 图9:数据管理分系统原理图 13 图10:Starlink历年卫星发射数量 15 图11:Starlink用户数量及营收 16 图12:未来卫星载荷架构 17 图13:多层卫星结构模型 17 # 表目录 表 1: 卫星的用途分类. 4 表 2: 卫星的运行轨道 表 3: 卫星常用频谱. 6 表 4:通信卫星应用 6 表 5:遥感卫星应用. 6 表 6: 导航卫星应用. 表 7:卫星结构分系统组成部分. 8 表 8:被动热控制技术相关措施. 9 表 9:主动热控制技术的三种类型 表 10: 姿态和轨道控制系统部件 ..... 11 表 11: 卫星推进剂类型. 11 表 12: 卫星载荷分类. 13 表 13:通信卫星有效载荷类型 13 表 14:遥感卫星有效载荷类型 ..... 14 表 15:导航卫星有效载荷类型 ..... 14 表 16: Starlink 主营业务及收费标准 ..... 15 表 17: Starlink 卫星参数. 16 # 1、卫星简介 # 1.1 卫星定义 人造卫星是由人类制造并通过火箭发射到太空中,沿特定轨道环绕地球或其他天体运行的无人航天器。人造卫星由卫星平台和载荷两部分组成。卫星平台是为卫星在轨工作提供服务保障的部分,包含结构、热控等七个分系统。载荷是卫星在轨实现特定功能的仪器设备,根据卫星任务的不同可配置不同载荷。 图1:卫星示意图 资料来源:ESA,光大证券研究所 # 1.2 卫星分类 按照用途卫星可分为科学卫星、技术试验卫星与应用卫星。商业航天领域的卫星主要是应用卫星里的通信卫星、遥感卫星与导航卫星。 表 1: 卫星的用途分类 <table><tr><td>分类</td><td>用途</td><td>例子</td></tr><tr><td>科学卫星</td><td>科学探测与研究</td><td>天文卫星、空间物理探测卫星</td></tr><tr><td>技术试验卫星</td><td>空间技术和空间应用技术的原理性试验</td><td>实践系列卫星</td></tr><tr><td>应用卫星</td><td>直接为人提供服务</td><td>通信卫星、遥感卫星、导航卫星</td></tr></table> 资料来源:徐福祥《卫星工程概论》,光大证券研究所 # 1.3 运行轨道 按照高度,卫星的运行轨道可划分为低地球轨道LEO、中地球轨道MEO、地球静止轨道GEO。不同轨道的高度及覆盖能力如下表所示。 表 2:卫星的运行轨道 <table><tr><td>轨道</td><td>轨道高度/km</td><td>覆盖能力</td><td>往返延迟/ms</td><td>适用场景</td><td>商业案例</td></tr><tr><td>低地球轨道 LEO</td><td>200-2000</td><td>30-60 颗卫星</td><td>2-20</td><td>全球互联网、物联网</td><td>Starlink</td></tr><tr><td>中地球轨道 MEO</td><td>8000-20000</td><td>10-20 颗卫星</td><td>47-167</td><td>卫星导航</td><td>O3b</td></tr><tr><td>地球静止轨道 GEO</td><td>35786</td><td>3-6 颗卫星</td><td>239</td><td>电视广播</td><td>中星 9 号</td></tr></table> 资料来源:ITU官方,NI公司,光大证券研究所 通信卫星主要部署于低地球轨道LEO和地球静止轨道GEO,少数部署于中地球轨道MEO。早期通信卫星部署于GEO轨道,由于GEO轨道容量有限(仅可容纳约1800颗卫星)且延迟高,不满足移动应用等商业需求,因此商业航天领域的通信卫星多发射于LEO轨道。LEO轨道高度低,信号传输距离短,时延比GEO轨道更低,可满足实时通信需求。使用LEO轨道的链路损耗更小,对用户终端功率的要求降低。LEO轨道需大规模星座组网才能实现全球覆盖,目前各国正加速发射低轨卫星争夺LEO轨道资源。 遥感卫星轨道多选择太阳同步轨道(SSO)。太阳同步轨道 SSO 轨道高度集中在 600-800 公里,倾角接近 $90^{\circ}$ (极地轨道),是一种特殊的 LEO 轨道。在该轨道上运行的卫星光照角不会随地球绕太阳公转而改变,卫星每天在固定地方时经过同一区域,光照条件稳定,适合遥感卫星执行对地观测的任务。 导航卫星运行轨道以MEO为主,选择MEO轨道是折中方案,与GEO轨道相比,在MEO轨道发射的卫星单个发射费用较低,且有更强的高纬度区域覆盖能力;与LEO轨道相比,选择MEO轨道用户能对某一颗卫星信号连续接收数小时,不存在卫星频繁更迭的问题。 # 1.4 频谱 卫星的频谱选择较多,不同频段各具特点,选择时需考虑技术可行性、效率和市场需求。早期通信卫星多采用C频段和Ku频段,这两种频段技术成熟,技术成熟,雨衰影响小,可靠性高。但这两种频段因资源饱和与带宽限制,已无法满足高通量需求,频谱向更高频段(如Ka)扩展。 遥感卫星的工作频谱分为两类:被动遥感的可见光/红外波段和主动遥感的微波波段。主动遥感的微波波段主要使用L/C/X等频段,不同频段的穿透能力与分辨率也不同,需结合卫星具体任务选择。 导航卫星主要使用L频段覆盖全球卫星无线电导航业务需求。频率如过低信号受电离层折射、延迟和闪烁的影响更严重,会显著降低定位精度,频率过高的信号则雨衰能力变弱,恶劣天气和复杂环境下信号易衰减。处于中间位置的L频段,既能相对有效地穿透大气和常见障碍物,保证信号可用性,又将电离层延迟误差控制在可通过模型校正的范围内,能兼顾精度与可靠性。 表 3: 卫星常用频谱 <table><tr><td>频段</td><td>频率范围/GHz</td><td>特点</td><td>应用场景</td></tr><tr><td>L</td><td>1-2</td><td>提供可靠的低数据速率通信/具有优异的抗天气干扰能力</td><td>GPS导航/卫星电话</td></tr><tr><td>S</td><td>2-4</td><td>性能稳定且抗干扰能力强/对大气条件的穿透性良好</td><td>遥测/跟踪与控制</td></tr><tr><td>C</td><td>4-8</td><td>低雨衰/广覆盖</td><td>卫星电视广播/企业VSAT网络/长途电话</td></tr><tr><td>X</td><td>8-12</td><td>受保护/高度稳定</td><td>军事卫星通信/雷达成像</td></tr><tr><td>Ku</td><td>12-18</td><td>支持高容量服务/天线尺寸更小</td><td>卫星电视(直接到户)/机上互联/海事宽带</td></tr><tr><td>K</td><td>18-26</td><td>提供短距离卫星链路/在潮湿环境中更稳定</td><td>执法雷达/车辆防碰撞系统</td></tr><tr><td>Ka</td><td>26-40</td><td>带宽极高/支持高速数据传输/对降雨敏感</td><td>高通量卫星(HTS)互联网/卫星5G回传</td></tr></table> 资料来源:ESA,光大证券研究所 # 1.5 卫星应用 通信卫星的应用可分为固定业务、广播业务、移动业务与无线电测定业务四类。传统的通信卫星服务业务以广播电视为主,近年来随着低轨星座布局越来越完善,航空、海事等移动通信市场是各大运营商重点发展方向。一方面,星链、一网等正在积极布局航空和海事应用领域。另一方面,以卫讯、欧洲卫星为代表的运营商发展多轨道通信解决方案,结合高轨全覆盖、持续连接、中低轨大容量、低延迟优势,为航空、海事用户提供高速率、大带宽网络服务。 表 4:通信卫星应用 <table><tr><td>用途</td><td>场景</td><td>案例</td></tr><tr><td>固定业务</td><td>转发器租赁、专用网络服务、宽带接入</td><td>ViaSat-1卫星</td></tr><tr><td>广播业务</td><td>数字化音频广播、卫星电视、多媒体</td><td>中星6E卫星</td></tr><tr><td>移动业务</td><td>手机直连卫星、航空互联网、海事通信</td><td>Inmarsat-5F1卫星</td></tr><tr><td>无线电测定业务</td><td>海上无线电监测、电磁空间态势感知</td><td>Hawkeye360卫星</td></tr></table> 资料来源:马雯雯《FCC卫星通信业务及台站概述》,范强《浅谈中国卫星通信应用发展现状及趋势》,光大证券研究所等 遥感卫星运行时能连续地对地球表面某指定地域进行遥感,从而获得物体或区域信息,因此遥感卫星在资源管理、环境监测、地图测绘、城市规划、矿产勘查等方面得到广泛的应用。近年来我国遥感卫星在光谱分辨率、高速数传等关键技术上取得多项重要突破,遥感卫星能够提供更高精度、更及时的数据,显著提升了遥感卫星的商业价值。 表 5:遥感卫星应用 <table><tr><td>用途</td><td>场景</td><td>案例</td></tr><tr><td>农业发展</td><td>农作物识别、长势监测、产量预测、灾害监测</td><td>西光壹号05星</td></tr><tr><td>环境监测</td><td>污染监测、生态评估、环境管理</td><td>北京一号卫星</td></tr><tr><td>交通与物流领域智能化</td><td>交通网络规划、道路监测</td><td>高分2号卫星</td></tr><tr><td>能源利用与资源分配</td><td>矿产勘探、油田开采与监测</td><td>Landsat8卫星</td></tr></table> 资料来源:陈霄燕《新质生产力理念下航天遥感产业化发展》,光大证券研究所等 导航卫星的基础定位服务包括提供全天候、全天时的三维坐标定位,实时速度测量以及高精度时间同步,在资源环境、防灾减灾、测绘、电力电信、工程建设、机械控制、交通运输、物联网等各个行业得到了广泛应用。传统的导航卫星具有 全球信号监测难、精密单点定位收敛时间长以及信号落地功率低的不足,商业航天的低轨卫星可通过更快的传输速率、更低的轨道高度弥补以上不足,大幅提升导航卫星的信号强度和定位时效性,将导航卫星的应用拓展到智能交通与自动驾驶等全新场景。 表 6:导航卫星应用 <table><tr><td>用途</td><td>场景</td><td>案例</td></tr><tr><td>交通运输</td><td>车道级导航、车载导航仪</td><td>吉利星座</td></tr><tr><td>电力</td><td>智能巡检、故障预警、能源管理</td><td>北斗三号</td></tr><tr><td>农业</td><td>农田精确作业、监控与调控</td><td>北斗卫星</td></tr><tr><td>可穿戴设备</td><td>智能手表、健身跟踪器</td><td>GPS</td></tr></table> 资料来源:中国证券报,毛婧一《北斗卫星导航系统在农业遥感监测中的应用与挑战》,光大证券研究所等 # 2、卫星结构 # 2.1 卫星平台 卫星平台由卫星本体和服务系统组成,可以支持一种或几种有效载荷工作。卫星平台主要包含结构、热控制、姿态与轨道控制、推进、电源、测控、数据管理等分系统。 图2:卫星平台各分系统示意图 资料来源:朱仁璋等《全球高分光学星概述(一):美国和加拿大》,光大证券研究所 # 2.1.1 结构分系统 卫星结构分系统是卫星的主要分系统之一,是支承卫星中有效载荷以及其他各分系统的骨架,由主结构与次结构组成。 图3:卫星结构分系统示意图 资料来源:eoPortal,光大证券研究所 表 7:卫星结构分系统组成部分 <table><tr><td>组成部分</td><td>定义</td><td>功能</td></tr><tr><td>主结构</td><td>卫星的主要承重框架,与运载火箭对接</td><td>承受发射和在轨载荷,提供核心支撑和构型</td></tr><tr><td>次结构</td><td>主结构分支的辅助支撑系统</td><td>设备安装支架、外壳等</td></tr></table> 资料来源:徐福祥《卫星工程概论》,光大证券研究所 下图为卫星结构的实例图,该卫星具有一个中心承力筒和由24块壁板组成的六面长方形箱体。整个结构包括通信舱、服务舱和推进舱以及结构直属件。中心承力筒为卫星的主结构,它位于卫星结构的中央,其上、中、下部分别与水平方向的东板、中板和西板连接。 图4:通信卫星结构实例 资料来源:徐福祥《卫星工程概论》,光大证券研究所 # 2.1.2 热控制分系统 卫星热控分系统旨在确保卫星上的仪器处于正常工作的温度范围内。卫星热控技术分为被动热控制技术和主动热控制技术。被动热控制技术主要依靠合理的卫星总体布局,通过选取不同热物理性能的材料使卫星的仪器设备在不同热流状况下都能保持在允许的温度范围内,这种方法技术较简单、运行可靠、使用寿命长,但本身没有自动调节温度的能力。 表 8: 被动热控制技术相关措施 <table><tr><td>措施</td><td>原理</td><td>应用</td></tr><tr><td>热控涂层</td><td>吸收热辐射</td><td>涂料型涂层、电化学涂层</td></tr><tr><td>多层隔热材料</td><td>减少热量流入特定仪器或区域</td><td>金属反射屏</td></tr><tr><td>热管</td><td>通过热量传递实现仪器设备等温化</td><td>环路热管</td></tr><tr><td>相变热控材料</td><td>吸收或释放相变潜热,保持温度不变</td><td>液-固型相变材料</td></tr><tr><td>接触热阻和导热填料</td><td>增大热流途径上的降温</td><td>导热硅脂、柔软金属箔</td></tr></table> 资料来源:徐福祥《卫星工程概论》,光大证券研究所 主动热控制技术是通过某种自动调节系统使航天器内的仪器设备的温度保持在指定范围内的热控技术,其主要优点是具有可调节的热交换特性,使卫星热控系统能更好适应卫星内、外热状况变化。 表 9:主动热控制技术的三种类型 <table><tr><td>技术类型</td><td>方法原理</td><td>典型设备</td></tr><tr><td>辐射式主动热控方法</td><td>控制辐射热阻进行温度控制</td><td>热控百叶窗、热控旋转盘</td></tr><tr><td>传导式主动热控方法</td><td>控制热传导途径上的热阻进行控温</td><td>接触式热开关、可控热管</td></tr><tr><td>对流主动热控方法</td><td>流体对流热控方法</td><td>气体循环系统、液体循环系统</td></tr></table> 资料来源:徐福祥《卫星工程概论》,光大证券研究所 # 2.1.3姿态与轨道控制分系统 姿态与轨道控制分系统负责感知卫星自身的空间姿态和轨道位置,然后计算并执行必要的动作,以确保卫星在复杂太空环境中始终保持预设姿态指向和预定轨道轨迹。 图5:姿态与轨道控制分系统回路 资料来源:国家航天局,光大证券研究所 姿态与轨道控制系统有星上自主控制和星一地大回路控制两种组成方式。星上自主控制是不靠地面干预,完全由星载仪器实现的控制,多用于三轴稳定卫星的姿态控制。星一地大回路控制是由星载仪器和地面测控设备联合实现的控制,多用于轨道控制和自旋、双自旋卫星的自旋轴姿态控制。 图6:姿态和轨道控制系统组成方式 图8-1 星上自主控制方块图 资料来源:徐福祥《卫星工程概论》,光大证券研究所 图8-2 星一地大回路控制原理图 姿态和轨道控制系统常用部件可分为三类:敏感器、控制器、执行机构。其中敏感器是核心部件,是获取卫星姿态信息的关键。 表 10: 姿态和轨道控制系统部件 <table><tr><td>名称</td><td>功能</td><td>组成部件</td></tr><tr><td>敏感器</td><td>通过探测不同参考矢量获取卫星姿态信息</td><td>姿态敏感器(太阳敏感器、陀螺、星敏感器、射频敏感器、磁强计)轨道敏感器(高度仪、空间六分仪、导航敏感器、导航接收机)</td></tr><tr><td>控制器</td><td>处理敏感器数据</td><td>星载计算机</td></tr><tr><td>执行机构</td><td>接收控制器指令,产生控制力或力矩,以调整卫星姿态或轨道</td><td>推力器、飞轮、力矩</td></tr></table> 资料来源:徐福祥《卫星工程概论》,光大证券研究所 # 2.1.4 推进分系统 卫星推进分系统是指为姿态控制和轨道控制提供所需动力的卫星分系统,包含推进器、供给系统、加压系统、推进剂存储与管理四部分。 卫星推进技术主要包括冷气推进、单组元推进、双组元推进、双模式推进及电推进等。不同的推进技术使用的推进剂不同,各自的优劣如下表所示。 表 11:卫星推进剂类型 <table><tr><td>类型</td><td>推进剂</td><td>能源</td><td>推力(N)</td><td>优点</td><td>缺点</td></tr><tr><td>固体发动机</td><td></td><td>化学</td><td>50-5×10^6</td><td colspan="2">简单,可靠,成本性能有限,推力较高,可靠性有争议,一次性使用</td></tr><tr><td>冷气</td><td>N₂</td><td>高压气体</td><td>0.05-200</td><td colspan="2">极其简单,可靠,性能很低,系统最重成本很低,无污染</td></tr><tr><td>液体:单元推进剂</td><td>H₂O₂/N₂H₄</td><td>放热分解</td><td>0.05-500</td><td>单组元简单,可靠,成本低</td><td>单组元性能较低</td></tr><tr><td>液体:双元推进剂</td><td>N₂O₄和MMF(N₂H₄)</td><td>化学</td><td>5-5×10^6</td><td>双组元性能好</td><td>双组元复杂,推力不能太低</td></tr><tr><td>电阻加热</td><td>N₂,NH₃,H₂等气体</td><td>电阻加热</td><td>0.05-0.5</td><td>性能高,功耗低,功耗比化学推进大,推力供给系统简单</td><td>小</td></tr><tr><td>电弧加热</td><td>N₂,NH₃,H₂等气体</td><td>电弧加热</td><td>0.05-5</td><td>性能高,供给系统简单</td><td>功耗大</td></tr><tr><td>静电</td><td>Xe等</td><td>静电</td><td>5×10^-6-0.5</td><td>性能高</td><td>功耗大,推力小,复杂</td></tr><tr><td>电磁</td><td>泰氟龙等</td><td>电磁</td><td>5×10^-6-0.05</td><td>性能高</td><td>低推力,功耗大,复杂</td></tr></table> 资料来源:徐福祥《卫星工程概论》,光大证券研究所 # 2.1.5 电源分系统 电源和供配电分系统负责在各个飞行阶段为卫星的用电负载提供能源,包含发电装置、电能储存装置、电源功率调节、电源电压变换、供配电等全部硬件。 图7:电源分系统基本构型 图10-1 电源系统基本构型 资料来源:徐福祥《卫星工程概论》,光大证券研究所 # 2.1.6测控分系统 卫星测控分系统是指在地面通过无线电信道,对在轨卫星的运行轨道、姿态及各分系统工作状态进行实时监测与参数获取,并实施相应调控的分系统。卫星测控分系统主要功能为遥测(将卫星上的各种信息转变成电信号,并以无线电波的形式传到地面接收站,经接收、解调处理后还原成各种信息为人们提供飞行中卫星的各种状况和数据)、跟踪测轨(测量卫星与地面站之间的角度、距离、相对速度)与遥控(将地面上的各种信息以电信号的形式调制无线电载波,向卫星发射)。 测控系统示意图如下:地面段可通过遥控链路与遥测链路对航天器进行操作与监测,载荷数据则通过专用的载荷遥测链路获取,而测距功能则是通过专用信号实现,该信号被转发回地面站进行处理。 图8:测控分系统示意图 资料来源:Andrea Modinini等《A Tutorial on the Tracking, Telemetry, and Command (TT&C) for Space Missions》,光大证券研究所 # 2.1.7 数据管理分系统 数据管理分系统是负责在星上完成数据采集、处理、存储与分发,并通过测控系统将遥测与遥控在星地之间闭环成一个可运行的系统,核心为星载微处理器。其原理如下图:遥控单元接收来自星载测控应答机中的接收机输出的遥控副载波,通过解调、译码、分路输出直接指令。 图9:数据管理分系统原理图 资料来源:徐福祥《卫星工程概论》,光大证券研究所 # 2.2 有效载荷 卫星有效载荷指卫星上装载的为直接实现卫星在轨运行要完成的特定任务的仪器、设备和分系统。卫星的性质、功能和用途主要是由有效载荷决定的,它是卫星的核心部分。有效载荷一般可分为信息获取类、信息传输类、信息基准类,由于不同类型卫星承担的任务不同,因此卫星有效载荷也可按应用分类,如通信卫星有效载荷、遥感卫星有效载荷、导航卫星有效载荷。 表 12:卫星载荷分类 <table><tr><td>载荷类型</td><td>用途</td><td>例子</td></tr><tr><td>信息获取类</td><td>对地观测的遥感器</td><td>多光谱扫描仪</td></tr><tr><td>信息传输类</td><td>中继通信或单向信息传输</td><td>通信卫星上的通信转发器和天线 遥感卫星上的遥感数据传输设备</td></tr><tr><td>信息基准类</td><td>提供空间基准和时间基准信息</td><td>导航卫星载荷</td></tr></table> 资料来源:徐福祥《卫星工程概论》,光大证券研究所 通信卫星的有效载荷主要由有效载荷天线分系统和有效载荷通信分系统组成。有效载荷天线分系统负责发送和接收通信及测控信号形成波束覆盖图,有效载荷通信分系统(俗称转发器)负责把地面发给卫星的信号(上行信号)经过变频等处理并放大后再转发向地面。 表 13:通信卫星有效载荷类型 <table><tr><td>星座</td><td>类型</td><td>工作原理</td><td>优势</td></tr><tr><td rowspan="3">天线分系统</td><td>反射面天线</td><td>通过反射体聚焦信号</td><td>增益高、结构成熟、成本可控</td></tr><tr><td>相控阵天线</td><td>通过控制各单元相位形成可控波束</td><td>波束可快速扫描/切换、支持多波束</td></tr><tr><td>透镜天线</td><td>利用介质透镜聚焦信号,支持多波束同时覆盖</td><td>波束隔离度高、覆盖均匀</td></tr><tr><td rowspan="3">转发器分系统</td><td>弯管式转发器</td><td>频率转换和放大,不改变信号调制方式</td><td>可靠性高、成本低、功耗小</td></tr><tr><td>处理式转发器</td><td>星上完成信号解调/编码,可优化信号质量</td><td colspan="1">抗干扰能力强、信号质量高</td></tr><tr><td>星上交换转发器</td><td>无需地面干预,实现波束间灵活通信</td><td colspan="1">灵活性高</td></tr></table> 资料来源:徐福祥《卫星工程概论》,光大证券研究所 遥感卫星的载荷主要是各类遥感器以及遥感数据传输设备。遥感器大致可分为多光谱类、成像光谱仪类、高空间分辨率类和合成孔径雷达(SAR)类。 表 14:遥感卫星有效载荷类型 <table><tr><td>载荷类型</td><td>主要组成器件</td><td>分辨率</td><td>代表卫星</td></tr><tr><td>多光谱</td><td>CCD相机/多光谱扫描仪</td><td>光谱分辨率在1/10中心波长量级,一般具有几个至几十个探测波段,空间分辨率为几Landsat系列卫星米至几十米</td><td></td></tr><tr><td>成像光谱仪</td><td>卡塞格伦式变型折射系统</td><td>光谱分辨率在百分之一中心波长量级,探测波段一般为几十至几百个,空间分辨率大约为几十米至千米量级</td><td>Lewis卫星</td></tr><tr><td>高空间分辨率</td><td>TDICCD 器件</td><td>全色波段的空间分辨率大约在1m左右,多光谱波段的空间分辨率约为几米</td><td>IKONOS 卫星</td></tr><tr><td>合成孔径雷达</td><td>SAR天线</td><td>工作在微波频段,能够全天时和全天候地观测,分辨率一般为几米至几十米</td><td>ERS-1 卫星</td></tr></table> 资料来源:徐福祥《卫星工程概论》,光大证券研究所 导航卫星有效载荷的基本作用是向各类用户实时提供准确、连续的位置、速度和时间信息。已成功发射运行的卫星导航定位系统大致可归纳为三类:低轨测速卫星导航系统、高轨测距全球卫星定位系统和地球同步卫星无线电测定系统。其相应导航卫星的有效载荷也有这三种不同类型。 表 15:导航卫星有效载荷类型 <table><tr><td>类型</td><td>工作原理</td><td>主要组成部分</td></tr><tr><td>低轨测速导航系统卫星有效载荷</td><td>单星被动式定位系统</td><td>高稳定时钟、双频发射机、全向天线、数据存储器</td></tr><tr><td>全球导航定位系统卫星有效载荷</td><td>多星被动式定位系统</td><td>高稳定频率标准、注入信号接收机、下行信号产生器、频段发射机与天线阵</td></tr><tr><td>RDSS 卫星有效载荷</td><td>主动式定位系统</td><td>出站信号转发器、入站信号转发器、高增益天线系统、高稳频标与高功率放大器</td></tr></table> 资料来源:徐福祥《卫星工程概论》,光大证券研究所 # 3、商业航天的典型案例——Starlink 2015年1月马斯克在西雅图宣布星链计划,目标是为全球偏远地区提供低成本互联网服务,并成立雷德蒙研发中心。2019年5月,猎鹰9号火箭首次发射60颗正式卫星,开启大规模部署。截至2025年12月22日,Starlink卫星总发射数10839颗,其中在轨卫星数9410颗,正常运作卫星数9399颗,2025年新增卫星3190颗。 图10:Starlink历年卫星发射数量 资料来源:肖武平《2024年全球航天发射分析统计》,光大证券研究所 Starlink主要提供基于低轨卫星星座的宽带互联网接入,其采用分级服务结构,根据不同的市场需求和支付能力提供差异化的服务定价与带宽质量,主营业务包含大众宽带服务、移动场景服务、手机直连服务以及政府企业服务。 表 16: Starlink 主营业务及收费标准 <table><tr><td>业务</td><td>服务对象</td><td>核心特性</td><td>收费标准</td></tr><tr><td>家庭宽带</td><td>无地面光纤/4G/5G覆盖区域家庭或个人</td><td>下行速度:50-250Mbps上行速度:10-40Mbps延迟:20-40ms即插即用,自定位天线</td><td>Residential Lite:80美元/月Residential:120美元/月</td></tr><tr><td>移动通信</td><td>RV用户、临时营地、户外相关</td><td>支持移动联网</td><td>50GB:50美元/月无限流量:165美元/月</td></tr><tr><td>企业宽带</td><td>公司</td><td>高带宽:300-500Mbps更低延时与优先带宽调度</td><td>50GB:65美元/月500GB:165美元/月1TB:290美元/月2TB:540美元/月</td></tr><tr><td>海事通信</td><td>货轮、游轮、渔船</td><td>全球海洋覆盖天线具备防腐、防水、抗颠簸设计</td><td>50GB:250美元/月500GB:650美元/月1TB:1150美元/月2TB:2150美元/月</td></tr><tr><td>航空通信</td><td>航空公司、私人飞机</td><td>下行可达350-500Mbps时延<50ms天线可承受高速气流</td><td>20GB:2000美元/月无限流量:10000美元/月</td></tr></table> 资料来源:Starlink官网,光大证券研究所 自测试阶段以来Starlink用户数量增长迅猛,2022-2024年用户数量翻倍增长,2025年12月Starlink活跃用户数量达900多万,营业收入也随着用户数量增长而迅速攀升。 图11:Starlink用户数量及营收 资料来源:Tesla 网站,Starlink 官网,ViaSatellite 网站,光大证券研究所 Starlink 发射的卫星是通信卫星,卫星运行轨道为 LEO 轨道。Starlink 发射的卫星经历了多个版本的更迭,不同版本的卫星性能参数与执行的业务也存在差异。Starlink 卫星的业务场景从基础互联网覆盖(V1.0)逐步扩展至移动通信(V1.5 航海)、手机直连(V2 Mini)。 表 17: Starlink 卫星参数 <table><tr><td>卫星版本</td><td>质量/kg</td><td>构型</td><td>轨道高度/km</td><td>通信能力</td><td>激光链路</td><td>通信频段</td><td>覆盖范围</td><td>推进系统</td><td>终端目标速率/(Mbit/s)</td></tr><tr><td>V1.0</td><td>260</td><td>平板化设计单面太阳能板</td><td>550</td><td>-</td><td>无</td><td>Ku/Ka</td><td>中低纬度</td><td>氪气霍尔推力器</td><td>100</td></tr><tr><td>V1.5</td><td>280</td><td>平板化设计激光模块增重</td><td>550</td><td>-</td><td>有,速率较低</td><td>Ku/Ka+激光</td><td>增加极地覆盖</td><td>氪气霍尔推力器</td><td>150</td></tr><tr><td>V2.0mini</td><td>800</td><td>模块化设计增加天线阵列</td><td>530-570</td><td>下行:100Gbit/s上行:7Gbit/s</td><td>提升至高速链路</td><td>Ku/Ka/E+激光</td><td>提升海洋、极地覆盖范围</td><td>高功率氩气霍尔推进器</td><td>500</td></tr></table> 资料来源:郝子慧等《Starlink 卫星星座项目进展与未来前景分析》,光大证券研究所 # 4、商业卫星技术发展趋势 # 超高通量卫星系统 高通量卫星采用了频率复用、多点波束等先进技术,在使用相同频率资源的条件下通信容量比常规通信卫星高数倍甚至数十倍。下一代超高通量卫星将引入可编程、再生式有效载荷,通过星载处理单元实现链路解调、中继切换、协议终止等功能,形成自主可控的星上网络逻辑。卫星节点具备按需资源重构能力,可针对热点区域、突发事件或极端灾害自动聚焦带宽与波束资源,从而实现能力动态编排与QoS差异化服务,如下图所示。 图12:未来卫星载荷架构 资料来源:徐福祥《卫星工程概论》,光大证券研究所 # 配备灵活载荷,实现通导遥一体化 不同轨道卫星在服务范围、链路特性与部署成本上各有优势,未来的多层卫星系统将构建由GEO、MEO、LEO甚至超低轨构成的多层协同通信架构,通过智能路由与资源调度协调不同层间的数据流与链路策略,优化系统性能和用户体验。 图13:多层卫星结构模型 资料来源:邹恒光等《卫星通信技术发展综述》,光大证券研究所 # 6G空天地一体化 6G空天地一体化目标是构建全域无缝覆盖的智能通信网络,融合太空(卫星)、空中(无人机/高空平台)、地面(5G/光纤)三层资源,实现全球无死角连接,消除数字鸿沟,实现对地面、空中、太空等异构域的资源统一编排和任务协同调度,支持高频宽、低延迟、场景感知的智能终端无缝漫游。 # 5、投资建议 航天强国纳入十五五现代化产业体系建设重点,国内低轨通信卫星星座将进入密集发射期。卫星通信应用方面,移动应用与物联网等场景需要高质量通信,专网服务溢价高、客户粘性强,建议关注手机直连卫星市场、航海与航空互联网市场、6G建设等方向。卫星遥感应用方面,由于高光谱载荷等载荷技术的进步,建议关注卫星用于矿产勘查、农作物监测的企业。卫星导航方面,建议关注拓展车联 网、可穿戴设备导航相关的企业。当前火箭发射环节是卫星星座大规模组网的瓶颈,建议关注火箭方向:超捷股份、高华科技、中衡设计等;卫星方向:陕西华达、上海港湾、上海瀚讯、臻镭科技、长光华芯、航天电子、佳缘科技、上海沪工等。 # 6、风险分析 技术研发进度不及预期:若卫星互联网技术进度不及预期,或拖累需求释放节奏。低轨卫星星座建设进度不及预期:星座建设进度过慢会直接影响产业链上下游需求。 行业新进入者导致竞争加剧:若其他非商业航天领域公司跨界进入,或导致行业盈利水平下行。 行业及公司评级体系 <table><tr><td colspan="2">评级</td><td>说明</td></tr><tr><td rowspan="6">行业及公司评级</td><td>买入</td><td>未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数15%以上</td></tr><tr><td>增持</td><td>未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数5%至15%;</td></tr><tr><td>中性</td><td>未来6-12个月的投资收益率与市场基准指数的变动幅度相差-5%至5%;</td></tr><tr><td>减持</td><td>未来6-12个月的投资收益率落后市场基准指数5%至15%;</td></tr><tr><td>卖出</td><td>未来6-12个月的投资收益率落后市场基准指数15%以上;</td></tr><tr><td>无评级</td><td>因无法获取必要的资料,或者公司面临无法预见结果的重大不确定性事件,或者其他原因,致使无法给出明确的投资评级。</td></tr><tr><td colspan="2">基准指数说明:</td><td>A股市场基准为沪深300指数;香港市场基准为恒生指数;美国市场基准为纳斯达克综合指数或标普500指数。</td></tr></table> # 分析、估值方法的局限性说明 本报告所包含的分析基于各种假设,不同假设可能导致分析结果出现重大不同。本报告采用的各种估值方法及模型均有其局限性,估值结果不保证所涉及证券能够在该价格交易。 # 分析师声明 本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师,以勤勉的职业态度、专业审慎的研究方法,使用合法合规的信息,独立、客观地出具本报告,并对本报告的内容和观点负责。负责准备以及撰写本报告的所有研究人员在此保证,本研究报告中任何关于发行商或证券所发表的观点均如实反映研究人员的个人观点。研究人员获取报酬的评判因素包括研究的质量和准确性、客户反馈、竞争性因素以及光大证券股份有限公司的整体收益。所有研究人员保证他们报酬的任何一部分不曾与,不与,也将不会与本报告中具体的推荐意见或观点有直接或间接的联系。 # 法律主体声明 本报告由光大证券股份有限公司制作,光大证券股份有限公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格,负责本报告在中华人民共和国境内(仅为本报告目的,不包括港澳台)的分销。本报告署名分析师所持中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格编号已披露在报告首页。 中国光大证券国际有限公司是光大证券股份有限公司的关联机构。 # 特别声明 光大证券股份有限公司(以下简称“本公司”)成立于1996年,是中国证监会批准的首批三家创新试点证券公司之一,也是世界500强企业——中国光大集团股份公司的核心金融服务平台之一。根据中国证监会核发的经营证券期货业务许可,本公司的经营范围包括证券投资咨询业务。 本公司经营范围:证券经纪;证券投资咨询;与证券交易、证券投资活动有关的财务顾问;证券承销与保荐;证券自营;为期货公司提供中间介绍业务;证券投资基金代销;融资融券业务;中国证监会批准的其他业务。此外,本公司还通过全资或控股子公司开展资产管理、直接投资、期货、基金管理以及香港证券业务。 本报告由光大证券股份有限公司研究所(以下简称“光大证券研究所”)编写,以合法获得的我们相信为可靠、准确、完整的信息为基础,但不保证我们所获得的原始信息以及报告所载信息之准确性和完整性。光大证券研究所可能将不时补充、修订或更新有关信息,但不保证及时发布该等更新。 本报告中的资料、意见、预测均反映报告初次发布时光大证券研究所的判断,可能需随时进行调整且不予通知。在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。客户应自主作出投资决策并自行承担投资风险。本报告中的信息或所表述的意见并未考虑到个别投资者的具体投资目的、财务状况以及特定需求。投资者应当充分考虑自身特定状况,并完整理解和使用本报告内容,不应视本报告为做出投资决策的唯一因素。对依据或者使用本报告所造成的一切后果,本公司及作者均不承担任何法律责任。 不同时期,本公司可能会撰写并发布与本报告所载信息、建议及预测不一致的报告。本公司的销售人员、交易人员和其他专业人员可能会向客户提供与本报告中观点不同的口头或书面评论或交易策略。本公司的资产管理子公司、自营部门以及其他投资业务板块可能会独立做出与本报告的意见或建议不相一致的投资决策。本公司提醒投资者注意并理解投资证券及投资产品存在的风险,在做出投资决策前,建议投资者务必向专业人士咨询并谨慎抉择。 在法律允许的情况下,本公司及其附属机构可能持有报告中提及的公司所发行证券的头寸并进行交易,也可能为这些公司提供或正在争取提供投资银行、财务顾问或金融产品等相关服务。投资者应当充分考虑本公司及本公司附属机构就报告内容可能存在的利益冲突,勿将本报告作为投资决策的唯一信赖依据。 本报告根据中华人民共和国法律在中华人民共和国境内分发,仅向特定客户传送。本报告的版权仅归本公司所有,未经书面许可,任何机构和个人不得以任何形式、任何目的进行翻版、复制、转载、刊登、发表、篡改或引用。如因侵权行为给本公司造成任何直接或间接的损失,本公司保留追究一切法律责任的权利。所有本报告中使用的商标、服务标记及标记均为本公司的商标、服务标记及标记。 光大证券股份有限公司版权所有。保留一切权利。 # 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