商業(yè)衛(wèi)星測控發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

郭夏銳 （中國長城工業(yè)集團有限公司）

商業(yè)航天是采用市場化手段，運用市場機制或按市場規(guī)律開展的航天活動，具有產(chǎn)業(yè)鏈條長、服務(wù)領(lǐng)域廣、帶動作用強等特點[1-2]。當前，全球商業(yè)衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)正處于能力和市場快速發(fā)展的鼎盛時期，各種火箭和星座計劃百花齊放[3-4]。測控的主要功能包括跟蹤測量衛(wèi)星，確定其運行軌道；接收、處理衛(wèi)星的遙測數(shù)據(jù)，監(jiān)視其工作狀況；依據(jù)衛(wèi)星的工作狀態(tài)和任務(wù)，控制衛(wèi)星的姿態(tài)、運行軌道；接收和分發(fā)有效載荷數(shù)據(jù)；實時提供衛(wèi)星的遙測信息、運行軌道和姿態(tài)等數(shù)據(jù)[5-6]。與商業(yè)衛(wèi)星的井噴式發(fā)展相比，作為宇航業(yè)務(wù)關(guān)鍵組成的測控一直以來沒有得到足夠的重視，測控能力的不足日益成為制約商業(yè)航天健康有序發(fā)展的重要因素。

1 國內(nèi)外商業(yè)測控現(xiàn)狀

國外現(xiàn)狀與發(fā)展

作為全球航天強國，美國與歐洲采用了軍用和商用分開的測控管理體制。這種體制確保了軍用航天測控管理的保密性與高可靠性，也滿足了商業(yè)公司對低成本、高效率的追求，促進了商業(yè)測控公司的發(fā)展。

目前國外開展測控業(yè)務(wù)的公司主要分為成熟運營商、初創(chuàng)運營商以及星座運營商三類，并具有以下特點：

1）傳統(tǒng)成熟運營商依靠地理位置，取得先發(fā)優(yōu)勢。瑞典空間公司和康斯博格衛(wèi)星服務(wù)公司作為全球領(lǐng)先的兩家測控運營商充分利用自身獨特的高緯度地理優(yōu)勢建設(shè)測控站，形成了布局完善的全球商業(yè)測控網(wǎng)，為客戶提供衛(wèi)星測控、發(fā)射及早期運行段支持、深空探測支持、地面站托管、工程咨詢等專業(yè)服務(wù)。

2）初創(chuàng)測控運營商在投資基金的支持下，迅速發(fā)展進入市場。日本信息恒星公司已獲得空客公司（Airbus）領(lǐng)投的A輪730萬美元投資；美國RBC信號公司已獲得A輪200萬美元融資，領(lǐng)投方為百度風投。這些公司通過共享測控站加盟的方式構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，提供低成本靈活高效的測控服務(wù)，滿足新興商業(yè)航天公司的需求。

3）星座運營商逐步開展獨立的測控服務(wù)業(yè)務(wù)。以美國行星實驗室公司、一網(wǎng)公司為代表的星座運營商利用小口徑天線和通信網(wǎng)絡(luò)建立了自有星座測控通信網(wǎng)，自行開展衛(wèi)星星座的測控和運控，并逐步成為一項新業(yè)務(wù)。日前，一網(wǎng)公司與空客公司成立了一網(wǎng)衛(wèi)星公司（OneWeb Satellite），計劃將地面站管理業(yè)務(wù)獨立為新的專業(yè)公司來開展服務(wù)。

國外開展衛(wèi)星商業(yè)測控的主要公司情況

國內(nèi)現(xiàn)狀與發(fā)展

我國商業(yè)航天測控以中國航天測控網(wǎng)為主，另建有部分行業(yè)測控站和民營測控站[7-12]。中國航天測控網(wǎng)由固定站、機動站、遠望號測量船和測控中心四部分組成?？赏瓿筛摺⒅?、低多種軌道不同類型衛(wèi)星的發(fā)射測控和長期在軌測控。我國出口的巴基斯坦遙感衛(wèi)星、委內(nèi)瑞拉遙感衛(wèi)星等商業(yè)衛(wèi)星項目，以及高景一號、吉林一號等有政府和央企背景的商業(yè)衛(wèi)星項目均由中國航天測控網(wǎng)提供發(fā)射及衛(wèi)星測控服務(wù)。

另一方面，部分行業(yè)用戶如中國衛(wèi)通集團、二十一世紀公司等為自有的衛(wèi)星建立了相應(yīng)的地面測控站，負責衛(wèi)星的平臺和載荷測控。西北工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、珠海歐比特宇航科技股份有限公司等高校和企業(yè)建設(shè)依托各自的科研和商業(yè)項目建設(shè)了U/V頻段測控站?！傍櫻恪比虻蛙壱苿有l(wèi)星星座、“虹云”低軌星座等也計劃通過自有關(guān)口站和星間鏈路組成測控網(wǎng)開展星座測控。這類測控站大都支持行業(yè)專業(yè)衛(wèi)星，不支持其他衛(wèi)星測控。2015年以后，在商業(yè)航天熱潮的驅(qū)動下，國內(nèi)成立了多家民營測控公司，謀劃和建設(shè)了部分測控站為立方星、微小衛(wèi)星等提供測控支持。2019年6月，長征十一號海射型固體運載火箭發(fā)射，北京航天馭星科技有限公司、北京天鏈測控技術(shù)有限公司等民營公司為火箭和多顆衛(wèi)星提供了火箭測控、衛(wèi)星入軌測控以及境外測控?？傮w而言，商業(yè)測控領(lǐng)域正處在政策和能力的成長期。

2 商業(yè)測控分析

市場總需求

商業(yè)航天的發(fā)展是衛(wèi)星測控服務(wù)發(fā)展的基礎(chǔ)。根據(jù)歐洲咨詢報告的統(tǒng)計和預(yù)測，未來10年全球計劃發(fā)射3600顆小衛(wèi)星，總市場價值預(yù)計將達到220億美元，將較過去十年增加了76%。根據(jù)英國撒拉弗公司（Seraphim）宇航指數(shù)的統(tǒng)計信息，2016－2017年間全球商業(yè)測控及接收領(lǐng)域的總投資為1.19億美元，占商業(yè)航天領(lǐng)域總投資額26億美金的4.6%。從長期需求上來看，目前全球商業(yè)航天處于星座等空間基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)階段，衛(wèi)星測控作為下游產(chǎn)業(yè)，具有后發(fā)優(yōu)勢，市場潛力大。

全球商業(yè)航天總市值預(yù)測

2016-2017年全球商業(yè)航天投資額（單位：十萬美元）

目標市場

國內(nèi)商業(yè)航天測控服務(wù)的目標市場有商業(yè)衛(wèi)星測控、出口衛(wèi)星測控及發(fā)射及早期軌道階段測控支持三類。截至2018年底，國內(nèi)公布的星座計劃已超過600顆。這些項目聚焦于星座的運營與服務(wù)，客戶對衛(wèi)星測控及在軌管理的專業(yè)服務(wù)有著迫切的需求。第二個目標市場為我國出口衛(wèi)星的應(yīng)急和備份測控服務(wù)。我國出口衛(wèi)星的國際客戶通常不具備應(yīng)急測控能力，對衛(wèi)星交付后的應(yīng)急測控、備份測控和在軌管理需求明確。該部分市場的收入具有長期持續(xù)的特點，既能夠在衛(wèi)星在軌交付完成后帶來持續(xù)現(xiàn)金流，也能夠服務(wù)客戶促進后續(xù)項目的二次開發(fā)。最后，衛(wèi)星發(fā)射對商業(yè)測控服務(wù)也有著明確的需求。在合適地點建設(shè)海外測控站能夠優(yōu)化發(fā)射及早期軌道測控方案，支持火箭的海外和海上發(fā)射，降低發(fā)射測控費用，推動商業(yè)航天的發(fā)展。

市場供給及競爭分析

面向商業(yè)微小衛(wèi)星市場，國際成熟測控運營商已提前布局增加了市場供給?？邓共└裥l(wèi)星服務(wù)公司建設(shè)了由3.7m和4.2m口徑天線組成的KAST Lite衛(wèi)星測控網(wǎng)，瑞典空間公司在全球增加部署了若干口徑小于5m的全向天線。2015年后兩家公司在商業(yè)航天的需求牽引下營業(yè)收入均出現(xiàn)了明顯增長。瑞典空間公司在2015年營業(yè)收入增加了15%。但由于政策壁壘，上述兩家公司市場供給的增加并沒有進入到中國商業(yè)航天領(lǐng)域，兩家公司的在華業(yè)務(wù)還主要集中于地面站托管服務(wù)。

國內(nèi)民營商業(yè)測控市場以創(chuàng)業(yè)團隊成立的初創(chuàng)公司為主體，盡管民營企業(yè)提出和建設(shè)了部分地面測控系統(tǒng)，但沒有形成能夠提供穩(wěn)定、安全、持續(xù)測控服務(wù)的能力，有初步的營業(yè)收入但尚未實現(xiàn)盈利。從行業(yè)周期上分析，目前國內(nèi)市場上的活躍企業(yè)不足十家，企業(yè)大多處在A輪，沒有形成龍頭企業(yè)，整個行業(yè)尚處于引入期，潛在市場規(guī)模大。

商業(yè)測控服務(wù)行業(yè)周期分析

風險及政策

國內(nèi)開展商業(yè)測控面臨的主要風險為衛(wèi)星S頻段上行的政策風險和行業(yè)的準入風險。國內(nèi)S頻段上行屬于國家資源，主要用于國防或政府主導(dǎo)的民用衛(wèi)星測控。頻段申請由工信部統(tǒng)一組織協(xié)調(diào)，航天工程研究所具體負責落實，西安衛(wèi)星測控中心統(tǒng)一管理。但境外S頻段地球站上行無需國內(nèi)協(xié)調(diào)。X、Ka等業(yè)務(wù)頻段開展測控也無相關(guān)管控措施。在境外建設(shè)S頻段和X頻段測控站能夠有效的實現(xiàn)國內(nèi)政策風險的規(guī)避。

在行業(yè)準入方面，國防科工局等主管機關(guān)沒有實施準入審批，國內(nèi)已有北京航天馭星科技有限公司、北京牧星人航天科技有限公司、北京宇航智科科技有限公司等多家公司注冊開展衛(wèi)星測控服務(wù)業(yè)務(wù)，但地面站建設(shè)需獲得工信部無線電管理局頒發(fā)的無線電臺執(zhí)照。

政策方面，商業(yè)、政府層面也在積極爭取衛(wèi)星測控權(quán)的進一步開放，國防測控資源也越來越聚焦于軍事作戰(zhàn)和軍事需求，這為國內(nèi)商業(yè)衛(wèi)星測控管理帶來了政策利好。2015年10月國務(wù)院發(fā)布《國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃（2015－2025）》，鼓勵航天軍民結(jié)合新型產(chǎn)業(yè)資本進入航天領(lǐng)域。

3 建議

統(tǒng)籌已有測控資源

從國際新興測控運營商的分析可以看出，統(tǒng)籌共享第三方測控站是快速形成測控能力的有效途徑。目前，中國航天出口的衛(wèi)星項目已在全球范圍內(nèi)形成了一系列的測控站資源，包括為遙感整星出口客戶委內(nèi)瑞拉和巴基斯坦建設(shè)的S/X頻段地面站，為通信衛(wèi)星客戶在尼日利亞、玻利維亞、白俄羅斯、阿爾及利亞等國家和地區(qū)建設(shè)的C頻段地面站。這些地面站主要為該國的單顆衛(wèi)星實施測控任務(wù)，備份測控站的利用率通常不足5%。整合這些國家分散的測控站，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的優(yōu)化配置，快速形成能力。

以測控為基礎(chǔ)拓展應(yīng)用服務(wù)

衛(wèi)星測控是開展衛(wèi)星應(yīng)用和航天服務(wù)的手段和基礎(chǔ)性平臺，由于商業(yè)衛(wèi)星承擔不同的任務(wù)，采用不相同的平臺和測控體制，在建設(shè)初期就應(yīng)開展測控與接收一體化設(shè)計，并兼容S、X、Ka等不同的頻段。在建設(shè)完成后，以測控和接收網(wǎng)絡(luò)為依托，將測控服務(wù)業(yè)務(wù)逐步向在軌管理、航天應(yīng)用服務(wù)等領(lǐng)域延伸，帶動衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用、低軌星座運營等業(yè)務(wù)的拓展。

選擇戰(zhàn)略位置進行建站

商業(yè)星座測控具有測量目標多、分布廣泛、數(shù)傳率高、測控頻繁的特點。例如，行星實驗室目前已入軌的221顆“鴿子”（DOVE）衛(wèi)星每天總過頂圈次超過了650 次。測控站選址可借鑒國外成熟運營商，統(tǒng)籌考慮不同業(yè)務(wù)的要求。北極的高緯度能夠極大的提高天線測控和接收的效率。南太平洋區(qū)域能夠彌補中國航天測控網(wǎng)在南太區(qū)域無固定測控資源的空白，優(yōu)化我國發(fā)射及LEOP測控方案，降低成本和費用。