2022年国外通信卫星发展综述

王韵涵 张祎莲 武珺 毕俊凯（北京空间科技信息研究所）

2022年，高轨通信卫星数量占比进一步降低，低轨通信卫星数量激增，传统高轨运营商和新兴卫星互联网公司寻求合作，以探索新的发展空间。整体看，通信卫星领域发展竞争态势激烈，同时伴随大国竞争及产业链条变革，领域发展将面对重大整合和变革。

1 总体态势

2022年，国外共实施59 次通信卫星发射，成功将1929 颗通信卫星送入太空，其中军事通信卫星1 颗，民商通信卫星1928 颗。自1958年12月18日第一颗通信卫星成功发射以来，国外已经成功发射6689 颗通信卫星。截至2022年底，国外共有4686 颗通信卫星在轨运行，通信卫星仍是全球在轨数量最多的一类航天器。

2022年，国外通信卫星成功部署的数量较2021年增加541 颗，“星链”（Starlink）星座大规模部署是卫星数量增加的首要原因。美国以数量级优势稳居第一，欧洲位居第二，美国和欧洲发射总数量占比超过99%，继续保持领先地位。从在轨数量上看，美国、欧洲、俄罗斯位居前三，在轨总数量占比96%。

2022年国外通信卫星发射和在轨数量统计

2 低轨卫星数量剧增，卫星互联网领域蓬勃发展

主流商业低轨星座进度差距扩大，“星链”建设速度全球大幅领先

以“星链”“一网”为代表的低轨宽带星座作为新兴网络信息基础设施，成为多个国家地区发展热点。2022年，美国太空探索技术公司（SpaceX）发展的“星链”低轨宽带星座常态化、高密度发射建设态势凸显，全年实施34 次批量发射，部署1722 颗卫星，发射次数和发射数量接近去年的2 倍，均搭载星间激光通信终端。卫星产能达到月均180 颗，在8月创下最高发射频次达到30 天7 发，公司研产和发射能力持续提升。同时，SpaceX 公司在持续向全球范围辐射业务布局，积极建设海外分公司，不断拓展业务范围，在全球取得40 多个国家的落地权；持续推动地面站建设，在建地面站数量160 余个；用户规模不断扩大，年底订阅用户人数超过100 万。

2022年，SpaceX 公司积极面向不同细分市场推出差异化服务，持续扩大商业版图，占领市场份额。接续推出“星链商用”（Starlink Business）宽带服务、“星链房车”移动通信服务（Starlink RV）、“星链航空”（Starlink Aviation）机载互联网通信服务和“星链海事”（Starlink Maritime）通信服务，并针对不同应用场景，公司推出自主研发的移动、商用、机载、舰载电控平板相控阵终端。

英国“一网”（OneWeb）卫星互联网系统建设取得进展，欧盟确定主权星座计划方案。“一网”星座年度部署较预期有所滞后，年初受到俄乌冲突影响，由于不具备自研运载火箭能力，部署被迫中断，在第四季度恢复发射任务，全年仅部署3 批次110 颗卫星，累计部署504 颗卫星，初代星座完成80%。应用服务方面，一网公司在北纬50°以上地区开通了宽带服务，并与40 多家公司达成分销伙伴关系。

加拿大电信卫星公司（Telesat）在加拿大政府的支持下发展低轨大规模互联网星座“光速”（Lightspeed），在2022年受到供应链短缺和资金不足的影响，星座规模由298 颗卫星缩减至188 颗工作星和10 颗在轨备份星，首颗业务星推迟至2025年，正式开通服务推迟至2026年。

此外，亚马逊公司（Amazon）“柯伊伯”（Kuiper）星座即将开展大规模部署，2022年度预订2023年83次发射活动，低轨空间争夺进一步加剧。

手机直连卫星成为发展热点，多个公司发力进入竞争行列

随着第三代合作伙伴计划（3GPP）组织将非地面网络（NTN）纳入5G 标准，“手机直连卫星”概念火热，并于2022年取得突破性进展，逐步由理论走向现实。2022年9月，苹果公司iPhone14 手机已具备基于全球星（Globalstar）卫星通信服务的“紧急求救”功能。SpaceX 公司在8月宣布将通过“星链”二代卫星为美国电信运营商T-Mobile 的用户提供手机连接服务，两家公司将建立一个全新的网络，使用T-Mobile 公司中频段频谱，为美国无地面蜂窝覆盖的地区提供“卫星到蜂窝”服务，计划于2023年底首先在美国特定地区开通测试服务，包括短信、彩信和部分应用程序消息推送，之后将进一步增加语音和数据覆盖。T-Mobile 在网用户可直接兼容这项服务，无需购买额外设备。

此外，多家初创公司也在开发“手机直连卫 星” 星 座。9月， 美 国AST 空 间 移 动 公 司（AST SpaceMobile）发射原型卫星蓝行者-3（BlueWalker-3），11月14日 在 轨 成 功 展开 面积64m2的大型平面天线，是目前部署到低地球轨道（LEO）的最大商业通信阵列，将开展“直连蜂窝”（Direct-to-Cell）技术试验。领克全球公司（Lynk Global）获得美国联邦通信委员会（FCC）的“手机直连卫星”服务运营许可，该公司第5 颗卫星已经与巴哈马、加拿大、新西兰、英国、美国的数千台未经改装的移动设备和车辆实现了双向连接，是一个重要的技术里程碑节点。这些测试还证明了Lynk 可以与全球十大移动网络中的8 个智能手机完成连接。

3 高通量卫星在轨单星容量大幅提升，传统卫星运营商探索合作方式

欧洲首颗甚高通量卫星发射成功，美国下一代高通量卫星即将部署

2022年9月，欧洲首颗新一代高通量（VHTS）卫星“连接- 甚高通量”（KONNECT-VHTS）卫星发射成功。该卫星属于欧洲通信卫星公司（Eutelsat），由泰雷兹-阿莱尼亚航天公司（TAS）负责研制，设计容量达到500Gbit/s，星上配备第5代数字透明处理器（DTP）载荷，具有强大的在轨处理能力。该卫星用户链路使用Ka 频段，馈电链路则工作在Q/V 频段，也是全球首颗在轨使用Q/V 频段馈电波束的商业通信卫星，可为用户波束腾出更多可用的Ka 频段资源，且采用软件定义网络（SDN）技术，地面关口站可快速灵活切换，以克服不良天气对Q/V 频段信号传输的影响，优化了在轨服务能力。

2022年，美国两大卫星运营商巨头卫讯（Viasat）公司和休斯网络公司（Hughes Networks）发展的新一代甚高通量卫星（VHTS）研制工作进入尾声，计划于2023年发射。卫讯公司和波音公司（Boeing）联合研制的卫讯-3（ViaSat-3）卫星已经整装待发，星上载有Ka 频段有效载荷，部署成功后将成为首颗单星容量达到Tbit/s 量级的卫星，代表了甚高通量卫星的最新技术水平。休斯网络公司发展的新一代超高密度卫星（UHDS）朱庇特-3（Jupiter-3）卫星进入真空测试阶段，原定于2022年发射，用户链路使用Ka 频段，馈电链路使用Q/V 频段，为北美和南美用户提供约500Gbit/s 的容量，预期下行速度最高可达100Mbit/s。

传统卫星运营商通过合作探索出路，通信行业处于重大整合阶段

高中低轨卫星运营商通过“强强联合”谋求进一步发展。2022年，通信行业两大热点事件引发关注，一是美国著名高轨运营商卫讯公司收购国际移动卫星公司（Inmarsat）计划进展顺利，6月卫讯股东特别会议批准了拟议收购国际移动卫星公司的要约。9月，英国政府根据英《国家安全与投资法》，批准了双方的拟并购协议。两家公司合并后，全球国际业务总部将设在英国，为全世界各个地区提供更安全、可靠和实惠的卫星通信服务，并继续深化对英国国家太空战略的支持。二是欧洲通信卫星公司宣布注资一网公司，7月两家公司签署合并谅解备忘，将建立全球首家提供地球静止轨道（GEO）和LEO 轨道一体化解决方案的多轨道通信卫星运营商，同时，欧洲通信卫星公司成为一网公司的容量分销伙伴，在全球范围内为军民用户提供移动通信、企业通信、回程传输等服务。此外，国际通信卫星公司与SpaceX 公司合作，采购“星链”终端和容量服务，并整合自身容量，面向政府用户提供多轨道管理式服务。

4 多国推进下一代军用通信系统建设，重视低轨星座能力应用

2022年， 国 外 共 进 行1 次 军 事 通 信 卫 星发射活动， 俄罗斯成功将1 颗子午线-M-10（Merdian-M-10）通信卫星送入预定轨道。该卫星是升级版“子午线”系列卫星的第3 颗卫星，运行于大椭圆轨道（HEO）。

多国研发新一代高轨军用通信系统

2022年，美国、欧洲均未发射高轨军用通信卫星。根据2022年3月美国天军太空系统司令部（SSC）的最新组织架构调整规划，美军未来的高轨卫星通信装备将按照战术、战略和窄带三大系统来发展，与传统的宽带、窄带、防护划分方式存在较大不同，目前处于向新系统发展的过渡期，正在持续推进空间、地面、用户段等关键产品和技术的研发、测试。2022年，美国天军分别于6月8日和11月28日宣布2 个“增强极地系统-后继”（EPS-R）载荷已成功交付，将于2023年通过挪威的“北极卫星宽带任务”（ASBM）卫星作为搭载载荷发射，新的地面新信关站也已启动建设，用于补充现役防护系统在北极地区的覆盖空白。

欧洲主要的军事航天国家目前在积极谋划、论证或开始建设下一代系统的进程中。法国最新一代军事通信卫星系统的第二颗卫星锡拉库斯-4B（Syracuse-4B）计划于2023年发射。英国持续推进下一代天网-6（Skynet-6）卫星项目，新系统将在2028年正式投入运行。

主要大国积极投入大规模星座建设

2022年，在低轨大规模星座浪潮下，低轨大规模星座大容量、低延时、全球覆盖等能力特点和批量研制、快速部署的建设思路，为军事作战通信保障应用提供了新思路、新方案。

美国国防高级研究计划局（DARPA）于2018年发起的“黑杰克”研究项目，以及太空发展局（SDA）于2019年提出建设的下一代“国防太空体系”（又称“七层体系”）均旨在探索利用相关技术成果，高效服务于军事作战能力升级。传输层作为低轨大规模通信星座，是“七层体系”的骨干与基础，将作为“基底层”支撑“七层体系”后续能力建设与运行，向全球作战平台提供可靠、弹性、低延迟的军事数据连接。2022年2月，美国太空发展局授予洛马公司（LM）、诺格公司（NG）和约克航天系统公司（York Space System）“传输层1 期”（Tranche 1）卫星研制合同，每家公司负责2 个轨道面42 颗卫星，将协同用于实现区域持续低时延传输“网状网”（Mesh Network）覆盖和超视距的战术数据链连接，构建初始作战能力。激光星间通信也成为支撑未来通信体系建设的关键技术。2022年4月14日和8月25日，DARPA 和SDA 通过2021年发射的2 颗曼德拉克-2（Mandrake-2）激光通信试验卫星成功建立了激光星间链路（OISL），完成了数据传输和接收测试。

俄罗斯“球体”（Sfera）多轨道多功能系统启动建设，2022年10月22日，俄罗斯通过1 次发射成功部署3 颗信使-M（Gonets-M）低轨移动通信卫星和赛艇-D（Skif-D）中轨宽带卫星。其中，赛艇-D 卫星是“球体”项目首发试验星，主要目的是保住国际电联（ITU）为俄罗斯分配的轨道频率资源，并开展相关技术试验。根据2022年最新计划，项目整合了俄罗斯当前的“快讯”（Express）、Express-RV、“亚马尔”（Yamal）等高轨通信卫星，新建设137 颗“马拉松”（Marathon）物联网卫星、6 颗“赛艇”（Skif）中轨宽带卫星以及“金雕”（Berkut）、“检阅”（Smotr）等对地观测卫星，兼顾高、中、低轨，通信和遥感系统同时发展，通过不同功能、不同轨道的卫星系统联合运营，形成优势能力互补。

欧洲正式确定在2023—2027年间实施主权星座“卫星弹性、互连和安全基础设施”（IRIS2）项目，大力发展量子安全通信先进技术，确保在全球范围内长期提供可靠、安全和划算的卫星通信服务。星座总投资为24 亿欧元，计划在2024年提供初步服务，到2027年实现全面运营能力，将支持监视、人道主义援助关键基础设施的连接和保护等政府安全通信服务，此外也面向大众市场提供移动和固定宽带卫星接入服务。

商业低轨通信星座军事应用效能初显

“星链”星座是全球系统规划体量最大、建设进度最快的低轨宽带星座，其系统发展建设已收到美国军方的重视与认可。近年来，美军积极采购“星链”服务或利用“星链”开展军事应用试验和评估，美空军也已利用“星链”支持其核心的“自动作战管理系统”（ABMS）实战演习，推动商业系统的服务保障层级不断下沉，未来还将融入“混合太空架构”，与美军作战指控系统之间的耦合程度不断加深。

2022年，在俄乌冲突中，“星链”大容量、高带宽、低时延以及系统弹性强、终端便捷易用等优势得到了充分体现。截至10月底，SpaceX 公司共向乌克兰运抵约2.5 万部“星链”终端，乌军装配4000 余部，成为乌境内用户、乌军和政府恢复通信链路的重要手段，并抵御了俄罗斯的电磁干扰和网络攻击，在乌军作战中发挥了较大作用，美军官员评价其“展示出的通信性能和抗毁弹性超出军方对商业系统的预期”。12月2日，SpaceX 公司还宣告将利用“星链”技术和运载火箭能力开展新的“星盾”（Starshield）业务，定位为“服务于政府实体的安全卫星网络”，以提供遥感、保密通信和军用载荷搭载能力为重点布局方向，高调进军军事航天市场，拓展与军方的新型合作模式。

5 结语

2022年，通信卫星领域高轨面向大容量、灵活软件定义研制并行发展，低轨卫星数量激增，呈现批量部署常态化态势。卫星互联网发展竞争加剧，各国政府力量加速介入，渐成领域发展新格局，将牵引火箭发射、卫星制造、运营、地面系统全链条的变革，并将持续对人类进入和认知太空的能力产生深远影响。