最近幾年，由于 SpaceX 強(qiáng)大的營銷能力，以及不斷向近地軌道發(fā)射“星鏈”衛(wèi)星的行動，讓各國對于衛(wèi)星通信的關(guān)注度日益增加，這個領(lǐng)域里的競爭也日趨激烈。
僅去年一整年，全球就進(jìn)行了航天發(fā)射活動144次，向太空送入1816個航天器。其中，近地軌道就有1777個。
而我國作為航天大國和強(qiáng)國，雖然衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用起步較晚，但自然也不會錯過這個面向未來的通信“黑科技”。
在國務(wù)院印發(fā)的《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》中，就提出要建設(shè)高速泛在、天地一體、云網(wǎng)融合、智能敏捷、綠色低碳、安全可控的智能化綜合性數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施，還要積極穩(wěn)妥推進(jìn)空間信息基礎(chǔ)設(shè)施演進(jìn)升級，加快布局衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)等，推動衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。
這里就不得不提到武漢這座城市，雖然曾經(jīng)因為疫情按下了“暫停鍵”，但是武漢的航天產(chǎn)業(yè)卻按下了“快進(jìn)鍵”。
繼光谷、車谷、網(wǎng)谷后，武漢又迎來“星谷”
3月16日，武漢市政府發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)我市航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實施意見》，提出推動火箭、衛(wèi)星和空間飛行器制造，鼓勵衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、天基物聯(lián)網(wǎng)等發(fā)展。該《意見》將從4月10日起施行，有效期3年。
除此之外，《意見》還提出了具體的發(fā)展目標(biāo)：
到2025年時，以新一代航天發(fā)射及應(yīng)用為核心，打造航天運載火箭及發(fā)射服務(wù)、衛(wèi)星平臺及載荷、空間信息應(yīng)用服務(wù)、航天地面設(shè)備及制造等四大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，帶動武漢市航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到千億元級，建成國內(nèi)一流的航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展先行區(qū)。
到2030年時，輻射帶動自主可控信息技術(shù)、航天云制造、航天增材制造、航天新材料等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，以及空間大數(shù)據(jù)、智慧城市系統(tǒng)等延伸產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成主導(dǎo)引領(lǐng)、基礎(chǔ)夯實、配套完善的新型航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)，深度參與全球商業(yè)航天發(fā)展，爭創(chuàng)具有全球影響力的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)基地。
圍繞著“中國航天第三極”的發(fā)展目標(biāo)，武漢采取了一系列的措施：
在資金方面，武漢對于本地配套率10%以上的高軌衛(wèi)星、低軌衛(wèi)星以及空間飛行器，按照不超過項目實際投入的10%分別給予最高1500萬元資金支持；對于本地配套率30%以上的高軌衛(wèi)星、低軌衛(wèi)星以及空間飛行器，按照不超過項目實際投入的20%分別給予最高5000萬元資金支持。
在政策方面，鼓勵企事業(yè)單位面向航天產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新需求，圍繞技術(shù)測試認(rèn)證、真實性檢驗、仿真實驗、空間環(huán)境建模等建設(shè)中小企業(yè)服務(wù)、科技成果轉(zhuǎn)化及其他類型公共服務(wù)平臺；支持龍頭企業(yè)在武漢發(fā)展，重點引進(jìn)一批航天新材料、高端零部件、地面設(shè)備等高附加值配套企業(yè)。
在產(chǎn)業(yè)方面，支持“北斗+”空間信息應(yīng)用，鼓勵衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、天基物聯(lián)網(wǎng)、空間信息云、導(dǎo)航與位置服務(wù)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展；支持圍繞航天育種、航天智能制造、航天新材料、航天新能源、航天應(yīng)用服務(wù)等，打造一批示范效應(yīng)好、帶動作用強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)園區(qū)；鼓勵在武漢市開展運載火箭的總裝集成，帶動新能源、新材料、高端零部件等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
武漢國家級航天產(chǎn)業(yè)基地火箭產(chǎn)業(yè)園
在人才方面，強(qiáng)化人才支撐，充分發(fā)揮武漢市空天信息領(lǐng)域眾多院士的“頭雁”作用，組建航天產(chǎn)業(yè)專家咨詢委員會，指導(dǎo)武漢航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展；依托武漢大學(xué)、華中科技大學(xué)等高校，建立校企合作培養(yǎng)模式，加大本地人才培養(yǎng)力度；精準(zhǔn)引進(jìn)行業(yè)領(lǐng)軍人才和創(chuàng)新團(tuán)隊，支持高層次人才申報國家、省、市重大人才工程項目，根據(jù)入選人才層次分別給予相應(yīng)的資金支持。
布局天基通信，“虹云”、“行云”兩工程落地
通常來說，衛(wèi)星應(yīng)用的三大領(lǐng)域包括遙感、導(dǎo)航和通信。多年以來，武漢在遙感、北斗導(dǎo)航等技術(shù)方面，已經(jīng)接近或達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，但在衛(wèi)星通信領(lǐng)域略有欠缺。
而在武漢國家航天產(chǎn)業(yè)基地落地的“虹云”、“行云”兩大通信衛(wèi)星項目，一定程度上能補(bǔ)齊武漢在通信衛(wèi)星領(lǐng)域的短板。據(jù)介紹，“行云”、“虹云”工程會分別建設(shè)天基物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、天基互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可統(tǒng)稱為“天基通信”。
在2020年舉辦的第六屆商業(yè)航天高峰論壇上，中國航天科工集團(tuán)表示，計劃在2023年前初步完成行云工程建設(shè)，2025年形成“設(shè)計-制造-運營-應(yīng)用-服務(wù)”五位一體的天基物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)，為全球用戶提供低成本、高質(zhì)量的天基物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用解決方案。
去年，在武漢開幕的第七屆中國(國際)商業(yè)航天高峰論壇上，中國航天科工集團(tuán)再次表示，行云工程進(jìn)展順利，預(yù)計在2022年實現(xiàn)小規(guī)模組網(wǎng)。
據(jù)悉，“行云工程”由80顆低軌通信衛(wèi)星組成，是我國首個自主投資建設(shè)的天基物聯(lián)網(wǎng)星座，計劃分α、β、γ三個階段逐步建設(shè)系統(tǒng)。
該項目α階段發(fā)射兩顆“行云二號”衛(wèi)星的任務(wù)已完成，在軌一年多來，成功驗證了多項關(guān)鍵核心技術(shù)，并在多個行業(yè)領(lǐng)域開展了應(yīng)用測試及試點示范應(yīng)用：
這兩顆衛(wèi)星首次實現(xiàn)了我國低軌衛(wèi)星星間激光通信，打通了物聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星之間空間信息傳輸?shù)钠款i制約，同時，還首次采用星載數(shù)字多波束通信載荷，通過自主創(chuàng)新的先進(jìn)通信協(xié)議，實現(xiàn)了單顆衛(wèi)星每小時服務(wù)25萬個應(yīng)用終端的海量短數(shù)據(jù)接入。
目前，工程第二階段的首批6顆衛(wèi)星的桌面聯(lián)試聯(lián)調(diào)工作正在進(jìn)行，計劃在今年完成第二階段共12顆衛(wèi)星的發(fā)射任務(wù)。
據(jù)工程相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，當(dāng)?shù)诙A段建設(shè)完成后，中國及中國周邊區(qū)域可以達(dá)到平均每30分鐘就有一次衛(wèi)星過頂、提供一次衛(wèi)星通信服務(wù)的能力。系統(tǒng)就能實現(xiàn)小規(guī)模組網(wǎng)，將形成面向南北緯目標(biāo)區(qū)域的穩(wěn)定業(yè)務(wù)運營能力，具備為用戶提供較為完整的天基物聯(lián)網(wǎng)系列產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案能力，也能夠在國內(nèi)重點城市及“一帶一路”沿線國家，規(guī)?；茝V包括集裝箱、海洋、地災(zāi)、氣象、環(huán)保、電力、農(nóng)業(yè)、應(yīng)急、物流、水利等在內(nèi)的10多個重點行業(yè)的應(yīng)用，實現(xiàn)行云衛(wèi)星系統(tǒng)從“試用”到“實用”的跨越。
未來，在第三階段建成后，“行云”工程將完成由百余顆低軌通信衛(wèi)星組成的天基物聯(lián)網(wǎng)星座，實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的萬物互聯(lián)。
此外，在地面上，除了提供物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)需要有的管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理平臺、業(yè)務(wù)平臺之外，天基物聯(lián)網(wǎng)還需要有地面通信管理系統(tǒng)、站網(wǎng)資源任務(wù)適配系統(tǒng)、通信模組授權(quán)管理系統(tǒng)等的進(jìn)一步配合。同時，和傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)相似，天基物聯(lián)網(wǎng)也會逐漸形成“模組產(chǎn)品、天線產(chǎn)品、應(yīng)用終端產(chǎn)品、行業(yè)應(yīng)用解決方案”的體系和模式。
寫在最后
對于生活在城市區(qū)域的普通用戶來說，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的意義或許不大，但是在海洋船舶、集裝箱、工程機(jī)械、地災(zāi)監(jiān)測、氣象預(yù)報、應(yīng)急救援、交通物流、石油采運等場景，卻有較強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)需求，需要有大量的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。但傳統(tǒng)地面上的移動通信服務(wù)很難覆蓋到這些場景，這個時候，就需要通過衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)來進(jìn)行補(bǔ)充。
在2020年發(fā)布的5G標(biāo)準(zhǔn)R16中，就有衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)文檔被納入其中。同時，6G的相關(guān)工作已經(jīng)將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)納入其中，作為構(gòu)建空天地一體化通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在5G和6G等傳統(tǒng)的地面移動通信網(wǎng)絡(luò)中與衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行平滑切換，實現(xiàn)真正的“全球通”。
