我國空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略研究

李峰 ，禹航 ，丁睿 ，王寧遠 ，王雨琦 ，周志成

（1.中國空間技術(shù)研究院，北京 100094；2.鵬城實驗室，廣東深圳 518000；3.中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團有限公司，北京 100029）

一、前言

空間互聯(lián)網(wǎng)包括由各類在軌運行的飛行器、衛(wèi)星或衛(wèi)星星座構(gòu)成的空間信息處理及通信設(shè)施，各類地面站、核心網(wǎng)等相關(guān)地面基礎(chǔ)設(shè)施，各類應(yīng)用系統(tǒng)融合構(gòu)成的高性能全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，是新一代全球互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展重點方向、新一輪空間競爭的焦點。國際衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)均在積極開展空間互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)投資，力求搶占衛(wèi)星空間網(wǎng)絡(luò)高地，爭奪空間寶貴資源。以Starlink、Oneweb等為代表的低軌巨型星座工程已經(jīng)進入實際部署階段 [1,2]，新一代“千星星座”乃至“萬星星座”的空間互聯(lián)網(wǎng)低軌星座系統(tǒng)啟動建設(shè)。在我國，空間互聯(lián)網(wǎng)作為國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，納入了 “新基建”范疇 [3]。

已有研究從空間互聯(lián)網(wǎng)的體制、架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)等方面著手，對我國相關(guān)領(lǐng)域的建設(shè)與發(fā)展進行探討：提出天地一體的空間互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，分析網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢與關(guān)鍵技術(shù) [4,5]；闡述空間互聯(lián)網(wǎng)與地面第五代移動通信（5G）技術(shù)融合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用場景 [6,7]；研究5G與衛(wèi)星通信融合的空中接口設(shè)置與標(biāo)準(zhǔn)化策略 [8]；從技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的角度論述衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與5G/第六代移動通信（6G）的協(xié)同發(fā)展趨勢 [9]。于此同時，我國的國有企業(yè)、民營企業(yè)、初創(chuàng)公司紛紛開展空間互聯(lián)網(wǎng)的試驗摸索和建設(shè)嘗試 [5]；相關(guān)管理部門依托國家科技創(chuàng)新專項先期推動星座系統(tǒng)論證，面向迫切需求、整合優(yōu)勢力量、推動工程建設(shè)。

也要注意到，目前我國依然缺乏有關(guān)空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的全面綜合分析，統(tǒng)籌規(guī)劃和建設(shè)步驟也有待深入研究；在后續(xù)建設(shè)過程中，將面臨通信標(biāo)準(zhǔn)、信息安全、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用等諸多難題。因此，盡快開展多方位的頂層分析論證、形成后續(xù)空間互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展規(guī)劃建議顯得尤為 迫切。

二、我國空間互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需求分析

發(fā)展自主可控的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)強國建設(shè)的重要內(nèi)容，可有效提升全球覆蓋、安全可控的信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力，搶占空間信息領(lǐng)域發(fā)展制高點和主動權(quán)。空間互聯(lián)網(wǎng)星座建設(shè)，一方面要聚焦國家需求，建設(shè)全球可通、自主可控的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，另一方面要推動形成“互聯(lián)網(wǎng)+”航天的新興產(chǎn)業(yè)。

（一）服務(wù)國家重大戰(zhàn)略，支撐網(wǎng)絡(luò)強國建設(shè)

空間互聯(lián)網(wǎng)作為國家戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施，對支撐和推動經(jīng)濟、政治、文化、社會各領(lǐng)域發(fā)展的作用顯著。發(fā)展我國自主的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)，是占據(jù)空間信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展制高點、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略目標(biāo)的重要舉措，是構(gòu)建國家重大能力、維護空間資源和地位的集中反映；作為航天強國建設(shè)的標(biāo)志性工程，是牽引商業(yè)航天全面發(fā)展、引領(lǐng)信息產(chǎn)業(yè)和宇航技術(shù)升級的重要舉措。

（二）保障安全通信，建設(shè)天基通信彈性空間體系

面對復(fù)雜、嚴(yán)峻的全球網(wǎng)絡(luò)信息安全形勢，加快構(gòu)建獨立自主的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)，可顯著提高我國天基通信體系的生存能力，形成維護國家信息安全的有效手段，對構(gòu)建我國彈性空間通信體系意義重大。通過多功能結(jié)合的創(chuàng)新應(yīng)用，快速增強我國自主安全的通信保障能力，保障國家長遠戰(zhàn)略利益。

（三）綜合一體化應(yīng)用，拓展信息網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍

隨著我國“走出去”戰(zhàn)略的不斷深化，信息網(wǎng)絡(luò)的全球能力覆蓋勢在必行。優(yōu)先在海洋、極地、“一帶一路”沿線等區(qū)域?qū)崿F(xiàn)寬、窄帶結(jié)合的通信保障能力，進而形成全球覆蓋、功能共用的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。智慧海洋工程、航空器全球追蹤與安全監(jiān)控等行業(yè)應(yīng)用規(guī)劃的推進，促進導(dǎo)航增強、廣域監(jiān)視及數(shù)據(jù)采集分發(fā)等行業(yè)服務(wù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

（四）促進經(jīng)濟社會發(fā)展，提升居民生活質(zhì)量

空間互聯(lián)網(wǎng)既可保障海外通信需求、服務(wù)國家經(jīng)濟活動、促進高質(zhì)量“走出去”，又是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新引擎，對推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、實現(xiàn)新興產(chǎn)業(yè)布局起到關(guān)鍵作用。空間互聯(lián)網(wǎng)作為仍在快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)升級方向之一，可為我國老少邊窮地區(qū)提供普遍的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，是帶動地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展、縮小城鄉(xiāng)發(fā)展差距、彌合數(shù)字鴻溝、提升居民生活質(zhì)量的重大基礎(chǔ)設(shè)施。

（五）帶動衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展，引領(lǐng)航天產(chǎn)業(yè)升級

空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)建設(shè)，將促進我國航天產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級：催生衛(wèi)星模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、國際化設(shè)計理念轉(zhuǎn)變，帶動衛(wèi)星、運載火箭的批產(chǎn)能力與生產(chǎn)線建設(shè)，實施地面系統(tǒng)與地面運營的國際化推廣。通過面向世界一流的空間互聯(lián)網(wǎng)能力建設(shè)，引領(lǐng)我國航天裝備、信息服務(wù)領(lǐng)域的全面發(fā)展，推動我國戰(zhàn)略新興技術(shù)躋身國際先進行列。

三、國內(nèi)外空間互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢研判

（一）星座巨型化、衛(wèi)星寬帶化

新型空間互聯(lián)網(wǎng)星座動輒成千上萬顆，如Starlink（4425~41 943顆）、Oneweb（720~6372顆）、Lightspeed（298~1671顆）、Kuiper（3236顆)；廣泛采用Ku/Ka/Q/V頻段點波束來實現(xiàn)全球覆蓋 [10~13]。該發(fā)展趨勢既是頻率、軌道資源激烈競爭的結(jié)果，也是面向未來業(yè)務(wù)增長空間的必然選擇。批量化衛(wèi)星制造能力、低成本進入空間能力，也為巨型星座發(fā)展提供了現(xiàn)實可行的技術(shù)途徑。

（二）星間組網(wǎng)成為技術(shù)潮流

新型空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)普遍支持星間鏈路，以此構(gòu)建全球無縫連接、低時延的空間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。國外在建的星座系統(tǒng)，星間鏈路應(yīng)用與否不僅是技術(shù)問題，也受到成本、安全等因素限制。從技術(shù)角度看，星間鏈路存在路由、移動性管理、干擾抑制、輕量化等諸多挑戰(zhàn)，新技術(shù)的突破、驗證、應(yīng)用還需要時間來檢驗。從成本方面看，現(xiàn)有的高通量星間載荷價格不菲，裝備于成千上萬顆衛(wèi)星則難以負(fù)擔(dān)，需要在控制載荷成本的同時盡量精簡部署結(jié)構(gòu)（數(shù)量）。

（三）高低軌衛(wèi)星結(jié)合發(fā)展

針對低軌通信星座的迅猛發(fā)展勢頭，國際上的地球靜止軌道（GSO）通信衛(wèi)星運營商也迅速作出反應(yīng)，綜合考慮GSO和低地球軌道（LEO）系統(tǒng)的優(yōu)缺點，啟動了GSO-非地球靜止軌道（NGSO）混合系統(tǒng)的建設(shè) [14]。目前主要存在兩種模式：一是GSO、LEO系統(tǒng)聯(lián)合運營，基于兩者系統(tǒng)特性上的差別，實現(xiàn)服務(wù)能力互補，改善用戶服務(wù)體驗；二是GSO衛(wèi)星處理LEO星座的測控操作，通過配置星間中繼鏈路，利用廣域覆蓋的GSO衛(wèi)星來提升LEO星座的測控效率。高、低軌通信衛(wèi)星優(yōu)勢互補、協(xié)同發(fā)展，可進一步提升混合系統(tǒng)的服務(wù)多樣性。

（四）工程研制模式顯著革新

現(xiàn)有的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)研制模式主要有3種：以O(shè)neweb為代表的生態(tài)圈資源整合、以Starlink為代表的自主垂直整合、以Blackjack為代表的項目分包。OneWeb公司通過全球資源整合來建立產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈，采取融資方式籌集資金；自身主要負(fù)責(zé)星座運營，衛(wèi)星制造依靠與空中客車防務(wù)及航天公司合作實現(xiàn)。SpaceX公司依靠自主完整的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈來建設(shè)Starlink，集衛(wèi)星、運載火箭、地面站制造，火箭發(fā)射與回收，衛(wèi)星運營與服務(wù)于一身，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈自主閉環(huán)。Blackjack分階段劃分項目任務(wù)，不斷篩選和縮減承研單位的數(shù)量，選擇最優(yōu)的承包商團隊（大型宇航制造商、小型初創(chuàng)企業(yè)均有涉及）。立足自身狀態(tài)并最大化自身優(yōu)勢，充分調(diào)動已有資源，保障設(shè)計、制造、發(fā)射、運營等全產(chǎn)業(yè)鏈的快速、安全、高效運行。

（五）頻率及關(guān)鍵技術(shù)儲備布局

國外在建的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)，均在加緊頻率資源爭奪，以用戶鏈路所用頻段爭奪最為激烈。在現(xiàn)階段，Ku頻率資源已基本被瓜分殆盡；Ka頻率資源雖已有低軌星座系統(tǒng)規(guī)劃，但尚無實際衛(wèi)星應(yīng)用；V頻率資源已成為多個星座系統(tǒng)作為規(guī)模擴展階段擬申報儲備的目標(biāo)。在儲備頻率的同時，各大衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都在積極開發(fā)Q/V頻段的應(yīng)用潛力，著手研究E頻段通信技術(shù)。相關(guān)企業(yè)在高效接入、星間鏈路組網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、大規(guī)模干擾規(guī)避等關(guān)鍵技術(shù)方向都進行了研發(fā)布局，逐步形成專利儲備。

四、我國空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)發(fā)展基礎(chǔ)

（一）大規(guī)模星座工程建設(shè)

北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)是我國目前在軌規(guī)模較大的星座系統(tǒng) [15]，其成功研制和有效運營積累了衛(wèi)星、運載火箭的中等規(guī)模批產(chǎn)與批次發(fā)射經(jīng)驗，具備了長期管理、異常處置等在軌管理能力。與北斗系統(tǒng)相比，空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的規(guī)模更大、功能更加復(fù)雜，對產(chǎn)品的批量生產(chǎn)、質(zhì)量保證提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)；還需要進一步提高運載火箭批量化生產(chǎn)能力，改善測控條件和發(fā)射環(huán)境。目前，我國還缺少數(shù)百顆甚至上千顆衛(wèi)星所構(gòu)成星座的建設(shè)經(jīng)驗。

（二）運載火箭能力

經(jīng)過六十余年的發(fā)展，我國形成了以長征系列運載火箭為主的航天運輸系統(tǒng)，支撐了多項國家重大宇航任務(wù)的實施。綜合考慮經(jīng)濟性、規(guī)劃整體性， CZ-2C、CZ-2D、CZ-5B、CZ-6A、CZ-8液體運載火箭均可承擔(dān)“一箭多星”發(fā)射任務(wù)，CZ-11A、KZ-11固體運載火箭可用于快速補網(wǎng)，新型重復(fù)使用運載火箭可逐步承擔(dān)2025年后更大規(guī)模的組網(wǎng)發(fā)射任務(wù) [16]。新一代液體火箭發(fā)動機（液氧/煤油、液氫/液氧）的產(chǎn)能受限問題，可能為空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)建設(shè)帶來一定的風(fēng)險。

（三）發(fā)射場

現(xiàn)階段，國內(nèi)具備運載火箭發(fā)射能力的主要有酒泉、太原、西昌、文昌等發(fā)射場，海陽海上發(fā)射平臺也具有一定規(guī)模的發(fā)射能力。綜合現(xiàn)有發(fā)射計劃，未來3年剩余工位的總運載能力不足150 t，保障空間互聯(lián)網(wǎng)星座的大規(guī)模發(fā)射任務(wù)風(fēng)險較大；這是星座衛(wèi)星規(guī)模的制約瓶頸，應(yīng)予以突破 [17]。太原發(fā)射場CZ-6A發(fā)射工位計劃于2021年建成，短期內(nèi)具備4發(fā)/年的發(fā)射能力。此外，文昌、象山、煙臺等地都在籌建新的商業(yè)發(fā)射工位。

（四）終端技術(shù)研制

目前，我國電子、航天領(lǐng)域的一些單位具備為衛(wèi)星通信系統(tǒng)提供信關(guān)站、網(wǎng)絡(luò)主站、部分應(yīng)用終端的生產(chǎn)能力。盡管隨著高軌高通量衛(wèi)星的推廣應(yīng)用，地面信關(guān)站、終端技術(shù)正在快速發(fā)展演進，但空間互聯(lián)網(wǎng)低軌系統(tǒng)所需的快速跟蹤、高集成、低成本相控陣天線，適應(yīng)新體制的高集成基帶芯片，地面核心網(wǎng)產(chǎn)品及運控管理系統(tǒng)等，尚無成熟產(chǎn)品，需要盡快部署研制。

（五）標(biāo)準(zhǔn)化

地面移動通信的標(biāo)準(zhǔn)演進“十年一代”，我國在這一發(fā)展過程中實現(xiàn)了第三代移動通信（3G）跟隨、第四代移動通信（4G）趕超、5G領(lǐng)跑。地面移動通信的標(biāo)準(zhǔn)化過程，為我國空間互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)突破提供了技術(shù)基礎(chǔ)和實施經(jīng)驗 [18]。也要注意到，我國衛(wèi)星通信標(biāo)準(zhǔn)化工作尚缺乏成熟經(jīng)驗，中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會、全國宇航技術(shù)及其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會等均未開展相關(guān)工作，對國際衛(wèi)星電視廣播標(biāo)準(zhǔn)（DVB-S2X）、第三代合作伙伴計劃（3GPP）非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN）標(biāo)準(zhǔn)的跟蹤和參與都有所不足。

五、我國空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)發(fā)展思路

我國空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的發(fā)展，應(yīng)以航天強國、網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略為牽引，秉持“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的理念，通過創(chuàng)新驅(qū)動、融合發(fā)展，開展先進系統(tǒng)、新興技術(shù)的前瞻研發(fā)布局。以空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)建設(shè)為依托，拓展空間信息服務(wù)的深度與廣度，把握網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)革命的歷史性機遇，贏得參與全球空間信息基礎(chǔ)設(shè)施競爭的獨特優(yōu)勢。預(yù)計到“十四五”末期，形成高低軌協(xié)同、天地一體的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)總體布局，具備全球覆蓋、技術(shù)自主、安全可控的空間互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)能力，成為全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要主導(dǎo)力量。

統(tǒng)籌規(guī)劃，突出重點。加強天基網(wǎng)絡(luò)信息體系的頂層設(shè)計和綜合布局，融合威脅驅(qū)動、需求驅(qū)動、創(chuàng)新驅(qū)動三重要素，統(tǒng)籌實施我國高、低軌天基信息裝備體系協(xié)同發(fā)展；重點建設(shè)空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)，實質(zhì)性提升我國天基網(wǎng)絡(luò)信息體系彈性。

階段實施，持續(xù)演進。鑒于空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)建設(shè)的持續(xù)性和復(fù)雜性，相關(guān)體系架構(gòu)設(shè)計應(yīng)支持分階段實施、持續(xù)演進，不斷挖掘技術(shù)進步帶來的能力提升；盡快實現(xiàn)基本應(yīng)用能力，持續(xù)保持近地空間系統(tǒng)的競爭力與生命力，搶占近地空間新高地。

功能融合，彈性建設(shè)。把握國內(nèi)相關(guān)系統(tǒng)建設(shè)進展，加強多功能融合與銜接，通過采購服務(wù)、寄宿搭載、波形加載，形成面向應(yīng)用的增強服務(wù)能力；深度挖掘系統(tǒng)規(guī)模優(yōu)勢，形成天地融合的低軌網(wǎng)絡(luò)與信息體系，加速在我國諸多領(lǐng)域的應(yīng)用滲透。

創(chuàng)新驅(qū)動，體系帶動。瞄準(zhǔn)世界航天和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域發(fā)展前沿，創(chuàng)新包括研發(fā)、制造、應(yīng)用在內(nèi)的天基信息體系，牽引重點領(lǐng)域發(fā)展模式演進；加強衛(wèi)星批量制造能力，提升運載火箭發(fā)射和測控能力，扭轉(zhuǎn)領(lǐng)域滯后發(fā)展局面，帶動重大裝備的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性變革。

六、我國空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)建設(shè)的重點任務(wù)與技術(shù)路線

（一）空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)規(guī)劃

空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)主要包含空間段、地面段、用戶段（見圖1）。①空間段采用用戶靈活接入、星間高速互聯(lián)、系統(tǒng)彈性高效的空間混合星座網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，按照“星箭一體化、平臺通用化、載荷模塊化、接口標(biāo)準(zhǔn)化、組合多元化”的衛(wèi)星設(shè)計思路，實現(xiàn)全球?qū)拵Щヂ?lián)網(wǎng)和移動通信服務(wù)能力，按需提供應(yīng)用服務(wù)和專用載荷搭載服務(wù)。②地面段面向多用戶、多業(yè)務(wù)、全球化的服務(wù)需求，主要完成星座運行管理、星地一體化網(wǎng)絡(luò)管理、全球站網(wǎng)管理、用戶終端管理、全球運營服務(wù)支撐等任務(wù)；細分為運行控制中心、網(wǎng)絡(luò)管理中心、運營服務(wù)中心、全球信關(guān)站網(wǎng)，通過地面通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通。③用戶段按照“終端模塊設(shè)計、系統(tǒng)開放擴展”等設(shè)計原則，開展終端結(jié)構(gòu)化設(shè)計、應(yīng)用平臺化集成、數(shù)據(jù)云化配置等。

圖1 空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)架構(gòu)圖

關(guān)于建設(shè)計劃，分階段建成獨立自主、全球覆蓋、先進高效、安全可靠的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)。先期開展試驗衛(wèi)星發(fā)射、地面段建設(shè)，實施通信體制、關(guān)鍵技術(shù)試驗驗證，初步形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)體系，突破衛(wèi)星規(guī)模制造和發(fā)射瓶頸，基于典型場景開展應(yīng)用示范。未來5年，實現(xiàn)全球覆蓋、全面服務(wù)，完成第一代系統(tǒng)建設(shè)，提升重點區(qū)域覆蓋能力和服務(wù)質(zhì)量，增強時空信息體系能力。未來10年，完成拓展系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)增強覆蓋、優(yōu)質(zhì)服務(wù)，建設(shè)分層部署、協(xié)同分工、多重覆蓋的第二代星座系統(tǒng)，建成天地同步發(fā)展的全球綜合信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，全面滿足國家戰(zhàn)略需求和智能化社會應(yīng)用需求。

（二）空間互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)策略

近年來，包括大型航天企業(yè)、民營企業(yè)在內(nèi)，我國發(fā)布了10余個低軌星座計劃，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展、商業(yè)利益的角度看，需要重點進行空間組網(wǎng)理論研究，及時建立關(guān)于空間互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議體系規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。目前國內(nèi)外的相關(guān)發(fā)展仍存在突出問題：空間網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的基礎(chǔ)理論薄弱，標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系空白，對于巨型低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的地面模擬測試環(huán)境欠缺。因此，一方面需要對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)場景、服務(wù)質(zhì)量、接入網(wǎng)技術(shù)、承載網(wǎng)技術(shù)、核心網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全、設(shè)備與測試規(guī)范等制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，另一方面需要建設(shè)完整有效的地面測試與評估系統(tǒng)，支持系統(tǒng)研發(fā)質(zhì)量提升，降低系統(tǒng)在軌故障風(fēng)險。

未來5年，著重突破天地復(fù)雜環(huán)境下高可靠高速率傳輸技術(shù)、多時空尺度密集型巨星座信息組網(wǎng)技術(shù)、動態(tài)網(wǎng)絡(luò)頻率干擾規(guī)避及共享技術(shù)、面向多業(yè)務(wù)特性的空間網(wǎng)絡(luò)資源分配技術(shù)、通信/感知/定位一體化技術(shù)，形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

未來10年，重點突破超大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)跨域態(tài)勢感知與智能網(wǎng)絡(luò)協(xié)同傳輸技術(shù)、星地一體頻率感知與同頻共用技術(shù)、星地協(xié)同組網(wǎng)與融合共用技術(shù)、太赫茲高速傳輸技術(shù)，形成相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

未來15年，著重發(fā)展空間邊緣計算與信息融合處理技術(shù)、天基智聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架技術(shù)、星地融合無感切換技術(shù)、天地智能協(xié)同組網(wǎng)技術(shù)，形成相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

（三）空間互聯(lián)網(wǎng)安全體系

衛(wèi)星節(jié)點暴露且信道開放，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)且網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓叨葎討B(tài)變化，高鏈路誤碼率對網(wǎng)絡(luò)性能造成負(fù)面影響，長時延和間歇性降低網(wǎng)絡(luò)反饋的及時性，星上資源受限影響計算能力，這些都是空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)安全性受限的因素。國外的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)在國內(nèi)落地應(yīng)用后，將帶來一系列的安全問題。我國的空間互聯(lián)網(wǎng)在全球運營后也將面臨泄露敏感數(shù)據(jù)、威脅重要基礎(chǔ)設(shè)施和關(guān)鍵設(shè)備、竊取寬帶資源等安全風(fēng)險。

在物理安全、運行安全、數(shù)據(jù)安全等層面開展空間互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)研究。空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)在設(shè)計之初就應(yīng)充分考慮網(wǎng)絡(luò)安全的要求，各個分層、各個系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求要與安全需求相互融合，安全能力要嵌入各個分層、各個系統(tǒng)的方方面面；有效阻斷外來惡意攻擊，有效遏制內(nèi)部人員的違規(guī)和惡意行為，實現(xiàn)“數(shù)據(jù)拿不走、網(wǎng)絡(luò)擾不癱、應(yīng)用阻不斷、蹤跡隱不掉”。

未來5年，對空間互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的安全協(xié)議、安全機制、安全措施進行聚合，實現(xiàn)對空間互聯(lián)網(wǎng)的全面安全監(jiān)管和治理；構(gòu)建涵蓋物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層及跨層通訊安全的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

未來10年，重點網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知可全方位、全流程把握空間互聯(lián)網(wǎng)的運行安全態(tài)勢，持續(xù)檢測各個尺度、維度、層次的安全威脅，結(jié)合歷史安全事故、威脅情報對未知威脅進行分析檢測，作出安全威脅預(yù)判和并啟動預(yù)置防護措施，保持安全事件應(yīng)急的自動化響應(yīng)。

未來15年，空間互聯(lián)網(wǎng)配置先進的安全防護技術(shù)和管理保障制度，將網(wǎng)絡(luò)安全防護能力全方位融入業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為空間互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供持續(xù)的安全服務(wù)保障。

（四）空間互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景

我國空間互聯(lián)網(wǎng)采取分階段建設(shè)、彈性擴展、持續(xù)演進的策略，系統(tǒng)在應(yīng)用層面上呈現(xiàn)循序漸進的特征。短期來看，受衛(wèi)星數(shù)量、空間網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的制約，系統(tǒng)建設(shè)初期支持的用戶數(shù)量、應(yīng)用場景均有限，將主要面向政府機構(gòu)、科學(xué)考察、救災(zāi)應(yīng)急、自然保護等重點領(lǐng)域提供服務(wù)；隨著系統(tǒng)能力提升，逐步開放面向民航、海上、偏遠地區(qū)的行業(yè)用戶服務(wù)；最終待系統(tǒng)服務(wù)能力充足后，面向普通消費者提供大規(guī)模服務(wù)。

未來5年，重點面向政府機構(gòu)開展典型場景下的應(yīng)用示范，面向海洋科考、極地勘探、搶險救災(zāi)、應(yīng)急保障、?；\輸、自然資源保護等領(lǐng)域推廣應(yīng)用。

未來10年，面向行業(yè)用戶不斷拓展，重點開拓民航交通、海上交通及作業(yè)、無人機作業(yè)、石油開發(fā)、遠洋運輸、偏遠地區(qū)基建等應(yīng)用市場。

未來15年，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不斷成熟的基礎(chǔ)上，面向普通消費者市場拓展應(yīng)用，采用新型通信技術(shù)，解決天地一體融合接入難題，提供天地?zé)o感切換的高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)體驗。

七、對策建議

（一）加強頂層統(tǒng)籌規(guī)劃，促進產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展

統(tǒng)籌我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，建立高、低軌星座協(xié)同發(fā)展機制；整合優(yōu)勢力量與資源，形成新興領(lǐng)域發(fā)展合力，實質(zhì)性推進我國空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的體系化發(fā)展。

構(gòu)建關(guān)聯(lián)企業(yè)協(xié)同發(fā)展模式，倡導(dǎo)市場主導(dǎo)下的多元投入、多方合作，以產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為紐帶，積極引導(dǎo)社會力量參與空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的建設(shè)、應(yīng)用、維護。

有機整合我國現(xiàn)有的星座互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，統(tǒng)籌優(yōu)勢力量和資源，加強頻率軌道相關(guān)基礎(chǔ)研究，面向長期發(fā)展需求儲備空間頻率資源；瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)全鏈條發(fā)展目標(biāo)，優(yōu)化低軌星座互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，加快推進空間系統(tǒng)建設(shè)，積極參與全球資源協(xié)作與競爭。

（二）加快標(biāo)準(zhǔn)制定，支持自主核心競爭力提升

統(tǒng)籌推進、加快建立統(tǒng)一的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系。充分借鑒我國地面移動通信標(biāo)準(zhǔn)研制的成功經(jīng)驗，及時論證制定有關(guān)業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)、測試、信息安全、應(yīng)用等系列標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)相關(guān)系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用推廣。

建立空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)知識產(chǎn)權(quán)服務(wù)平臺，構(gòu)建完備的知識產(chǎn)權(quán)保護體系，提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和知識產(chǎn)權(quán)綜合運用能力，保障產(chǎn)業(yè)化過程的穩(wěn)健發(fā)展。針對新應(yīng)用、新業(yè)態(tài)，研究空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略、標(biāo)準(zhǔn)開源協(xié)議、知識產(chǎn)權(quán)風(fēng)險，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系知識產(chǎn)權(quán)保護全鏈條，支持形成空間網(wǎng)絡(luò)核心競爭力。

推動自主標(biāo)準(zhǔn)體系的國際化進程，積極參與空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)研究與制定，提升中國標(biāo)準(zhǔn)的國際影響力。加強我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系在國際移動通信、民航組織、國際海事組織等重要行業(yè)的應(yīng)用推廣，支持我國空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)“走出去”。

（三）實施關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，提速網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進程

加快空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的核心元器件自主化進程，開展宇航級核心元器件、關(guān)鍵部組件的研制，打牢大型空間系統(tǒng)工程建設(shè)的基礎(chǔ)條件。超前部署Q/V頻段射頻關(guān)鍵器件、高效率天線等核心部組件的自主研發(fā)計劃，增強我國空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的頻率保障能力。

加強運載火箭關(guān)鍵前沿技術(shù)突破，提高大推力火箭發(fā)動機、運載火箭重復(fù)使用等技術(shù)的成熟度，提升我國運載火箭整體技術(shù)水平。優(yōu)化制造工藝與生產(chǎn)模式，突破火箭發(fā)動機、箭體結(jié)構(gòu)等大型部件的低成本、規(guī)模化制造關(guān)鍵技術(shù)，顯著提高運載火箭發(fā)射性價比，保障空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的規(guī)?；ㄔO(shè)、可持續(xù)發(fā)展。

加快提升地面應(yīng)用終端關(guān)鍵技術(shù)，實施用戶終端先期研發(fā)計劃，突破低成本相控陣天線、核心芯片、高頻段器件、終端測試環(huán)境等技術(shù)，形成批量的原創(chuàng)性成果。改善衛(wèi)星應(yīng)用終端領(lǐng)域核心元器件、高性能部件的自主可控水平，盡快形成與空間互聯(lián)網(wǎng)星座建設(shè)計劃相匹配、具有較好性價比的用戶終端規(guī)模化生產(chǎn)能力。

（四）促進融合創(chuàng)新應(yīng)用，提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力

加強空間互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新，依托于衛(wèi)星星座、移動通信、新一代互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)制造、智慧城市、智能交通等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，擴寬空間互聯(lián)網(wǎng)的多元化、智能化應(yīng)用。拓展空間互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用廣度和深度，提升我國空間互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的國際競爭力，促進空間互聯(lián)網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展；發(fā)揮產(chǎn)業(yè)帶動力，支持金融、物流等現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的快速發(fā)展與供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。

推動空間互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，發(fā)揮衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)全球覆蓋的優(yōu)勢，以資源共享、功能互補、能力互備為目標(biāo)，實施多類業(yè)務(wù)共同承載，實現(xiàn)低軌星座對現(xiàn)有通信系統(tǒng)能力的差異化補充，適應(yīng)低延時、高帶寬、全球覆蓋的應(yīng)用需求。

（五）構(gòu)建先進防護體系，維護空間網(wǎng)絡(luò)信息安全

合理加大空間互聯(lián)網(wǎng)安全架構(gòu)、安全協(xié)議、安全標(biāo)準(zhǔn)、密碼算法及安全管理體系等方面的基礎(chǔ)研究投入，在系統(tǒng)建設(shè)過程中規(guī)避安全隱患。加強網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢與對抗分析，提升威脅評估與預(yù)警能力，支撐網(wǎng)絡(luò)強國建設(shè)。著力建設(shè)高水平的空間網(wǎng)絡(luò)安全人才隊伍，培育“衛(wèi)星+網(wǎng)絡(luò)安全”跨領(lǐng)域技術(shù)人才，提升我國空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的核心競爭力。

加快空間互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)沖擊下的網(wǎng)絡(luò)安全防護體系建設(shè)，完善網(wǎng)絡(luò)安全法規(guī)，加強國外衛(wèi)星的過境信號監(jiān)測、非法衛(wèi)星通信終端管控分析能力，防止利用境外衛(wèi)星信息進行跨境走私，固守網(wǎng)絡(luò)信息安全陣地。