國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星通信在民航領(lǐng)域應(yīng)用的前景與思考

文｜左晶 唐劍 張展 蔣欣 馮劍鋒

中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司北京民用飛機(jī)技術(shù)研究中心

一、引言

隨著民用航空市場(chǎng)的快速發(fā)展，航空運(yùn)輸領(lǐng)域空中交通服務(wù)、航空公司運(yùn)營(yíng)、乘客寬帶通信等航空應(yīng)用需求不斷增長(zhǎng)，未來(lái)飛行不僅要滿(mǎn)足駕駛艙高安全通信要求，還要實(shí)現(xiàn)飛機(jī)和地面通信網(wǎng)絡(luò)之間的高速互聯(lián)。傳統(tǒng)的航空通信系統(tǒng)受制于通信速率不足、帶寬狹窄、成本高昂等因素，使得飛機(jī)上仍有大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)無(wú)法做到充分發(fā)掘和利用。而衛(wèi)星通信具有通信距離遠(yuǎn)、覆蓋面積大、頻帶寬、傳輸容量大等優(yōu)點(diǎn)，在民航應(yīng)用中發(fā)揮著重要的作用。

目前國(guó)外海事衛(wèi)星、銥星、Viasat 衛(wèi)星等成熟星座已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外民航市場(chǎng)，并產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，同時(shí)低軌星鏈衛(wèi)星也在加速組網(wǎng)部署中，在軌道資源、衛(wèi)星頻譜搶占中優(yōu)勢(shì)明顯。國(guó)產(chǎn)通信衛(wèi)星在我國(guó)民航運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于起步階段，如何抓住當(dāng)前有利時(shí)機(jī)，全面推進(jìn)國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星在我國(guó)民航領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新，是我國(guó)民航強(qiáng)國(guó)建設(shè)中的重要任務(wù)。本文從國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)在民航領(lǐng)域的應(yīng)用需求、應(yīng)用現(xiàn)狀及國(guó)內(nèi)外星座存在的差距等方面進(jìn)行闡述與分析，為推進(jìn)我國(guó)衛(wèi)星航空通信服務(wù)發(fā)展以及后續(xù)星座建設(shè)提供參考。

二、未來(lái)航行體系對(duì)衛(wèi)星通信鏈路的需求

1. 全球空中航行系統(tǒng)發(fā)展需求

自21 世紀(jì)以來(lái)，全球航空運(yùn)輸量的快速增長(zhǎng)，為應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)空管系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)，多個(gè)國(guó)際組織和國(guó)家制定了一系列未來(lái)航行系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，旨在構(gòu)建更為安全、更有效率、更加靈活、更可持續(xù)的新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)。國(guó)際民航組織（ICAO）制定了全球空中航行計(jì)劃（GANP），發(fā)布并持續(xù)更新航空系統(tǒng)組塊升級(jí)計(jì)劃（ASBU），提到了衛(wèi)星通信技術(shù)在早期（2018 年前）、中期（2018—2028 年）、遠(yuǎn)期（2028 年后）的發(fā)展路線(xiàn)，總結(jié)了衛(wèi)星通信技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展目標(biāo)[1]。歐洲發(fā)布了“單一歐洲天空空管研究計(jì)劃”（SESAR）及美國(guó)發(fā)布了“下一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)計(jì)劃”（NextGen），指出基于航空電信網(wǎng)（ATN）的空地?cái)?shù)據(jù)鏈及衛(wèi)星通信技術(shù)將是未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)，明確了星基數(shù)據(jù)鏈路的應(yīng)用策略和發(fā)展規(guī)劃。

中國(guó)民用航空局根據(jù)ASBU 規(guī)劃與國(guó)內(nèi)民航總體發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃，于2015 年發(fā)布了《中國(guó)民航航空系統(tǒng)組塊升級(jí)（ASBU）發(fā)展與實(shí)施策略》，針對(duì)衛(wèi)星通信制定了相應(yīng)的實(shí)施方案與指南，用于推動(dòng)衛(wèi)星通信技術(shù)在民航領(lǐng)域的應(yīng)用，提升中國(guó)民航在ICAO 及相關(guān)航空工業(yè)界的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，中國(guó)民航ASBU發(fā)展路線(xiàn)圖（通信部分）如圖1所示[2]。2018年，中國(guó)民用航空飛行標(biāo)準(zhǔn)司發(fā)布《航空承運(yùn)人使用地空數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)與指南》，建議借助衛(wèi)星通信地空數(shù)據(jù)鏈提供飛機(jī)和地面系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸[3]。2021 年，民航局組織發(fā)布了《中國(guó)民航新一代航空寬帶通信技術(shù)路線(xiàn)圖》，路線(xiàn)圖依托民航“十四五”發(fā)展規(guī)劃，旨在推動(dòng)包括衛(wèi)星通信的新一代航空寬帶通信技術(shù)研究，助力智慧民航的發(fā)展[4]。

圖1 中國(guó)民航ASBU 發(fā)展路線(xiàn)圖（通信部分）

2. 民航安全通信應(yīng)用需求

針對(duì)民機(jī)駕駛艙安全通信服務(wù)，傳統(tǒng)航空通信中的甚高頻（VHF）、高頻（HF）窄帶模擬語(yǔ)音通信面臨瓶頸。很多高密度飛行區(qū)域VHF 頻段即將趨于飽和，用于支持跨洋和偏遠(yuǎn)地區(qū)的HF 通信也存在干擾嚴(yán)重、數(shù)據(jù)傳輸正確率低等問(wèn)題，同時(shí)民航交通管制由于扇區(qū)劃分變細(xì)，飛機(jī)在扇區(qū)停留時(shí)間變短，容易出現(xiàn)管制信息遺漏的現(xiàn)象，為民機(jī)飛行安全帶來(lái)較大的威脅。2014 年，馬來(lái)西亞航空公司MH370 客機(jī)失聯(lián)事件備受世界關(guān)注，由于飛機(jī)缺乏航空器全球定時(shí)跟蹤監(jiān)控手段，為搜尋工作帶來(lái)巨大的困難。

為促進(jìn)航行安全，解決民機(jī)與航空公司運(yùn)行控制中心之間語(yǔ)音通信聯(lián)系和實(shí)時(shí)監(jiān)控問(wèn)題，中國(guó)民航局于2013 年制定了《航空公司運(yùn)行控制衛(wèi)星通信實(shí)施方案》，要求航空公司應(yīng)充分利用現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)，使所有運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)與AOC 在4 分鐘內(nèi)建立及時(shí)、可靠的語(yǔ)音通信聯(lián)系[5]；2015 年，ICAO 提出航班15 分鐘追蹤新標(biāo)準(zhǔn)，隨后，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在世界無(wú)線(xiàn)電大會(huì)上表示對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的支持，并明確留出一個(gè)專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)電頻率供衛(wèi)星跟蹤飛機(jī)航線(xiàn)線(xiàn)路系統(tǒng)使用；2016 年，民航局發(fā)布了咨詢(xún)通告《航空承運(yùn)人航空器追蹤監(jiān)控實(shí)施指南》，對(duì)中國(guó)情報(bào)區(qū)外運(yùn)行的航空器提出4D/15 追蹤要求，即以15 分鐘或更短的時(shí)間間隔，在地面對(duì)飛行中的每架航空器進(jìn)行記錄并更新航空器4D（經(jīng)度、緯度、高度、時(shí)刻）位置信息，并明確外部通信系統(tǒng)是可接受的鏈路之一[6]。

基于現(xiàn)有衛(wèi)星移動(dòng)通信能力，飛行員可以實(shí)現(xiàn)與空中交通管制員（ATC）、航空運(yùn)行指揮中心（AOC）的標(biāo)準(zhǔn)話(huà)音通信，并以數(shù)據(jù)鏈的形式交互航跡位置、管制指令、氣象報(bào)文、飛行品質(zhì)等信息，同時(shí)利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)提供的“云端黑匣子”服務(wù)，可將駕駛艙內(nèi)的實(shí)時(shí)視頻連同語(yǔ)音、飛行數(shù)據(jù)和位置等信息通過(guò)衛(wèi)星傳輸給地面管理中心，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)“黑匣子”只能記錄最后幾小時(shí)飛行狀態(tài)的不足。

3. 航空互聯(lián)網(wǎng)寬帶通信應(yīng)用需求

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)通信已經(jīng)成為目前人們生活中必備通信方式，國(guó)際海事衛(wèi)星組織相關(guān)調(diào)查顯示，空中上網(wǎng)服務(wù)現(xiàn)已成為繼機(jī)票價(jià)格、航班時(shí)刻后影響乘客選擇航空公司的第三大因素，空中互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)潛在市場(chǎng)規(guī)模巨大[7]。同時(shí)隨著民航市場(chǎng)的擴(kuò)大，飛機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的大量健康管理、視頻監(jiān)控等數(shù)據(jù)回傳對(duì)通信傳輸速率也提出了更高的要求。空中互聯(lián)網(wǎng)成為航空公司提升服務(wù)品質(zhì)、推動(dòng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型的重要抓手，客艙寬帶通信技術(shù)也將是航空公司未來(lái)業(yè)務(wù)最具潛力的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。

為了更好地應(yīng)對(duì)航空公司數(shù)據(jù)傳輸及乘客機(jī)上上網(wǎng)需求，2018 年，民航局發(fā)布《機(jī)上便攜式電子設(shè)備（PED）使用評(píng)估指南》，允許在飛行全程使用具有飛行模式的電子設(shè)備[8]。同年，民航局通過(guò)中航協(xié)下發(fā)互聯(lián)網(wǎng)接入實(shí)施意見(jiàn)，明確推動(dòng)空中互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)。2022 年1 月，中國(guó)民航局發(fā)布智慧民航建設(shè)路線(xiàn)圖，提出到2025 年，80%國(guó)內(nèi)主要航線(xiàn)航班提供空中互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，到2030 年，國(guó)內(nèi)航線(xiàn)全面實(shí)現(xiàn)高速、經(jīng)濟(jì)的空中互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)[9]。

乘客在飛機(jī)上接入互聯(lián)網(wǎng)主要有兩種渠道，即地空寬帶通信系統(tǒng)（ATG）與空間寬帶衛(wèi)星通信，如圖2 所示。由于A(yíng)TG 在地面沿航路定點(diǎn)部署通信基站，僅能對(duì)陸地航路區(qū)域進(jìn)行覆蓋，而衛(wèi)星通信因其廣覆蓋、傳輸容量大、靈活性強(qiáng)的特性，逐漸成為航空機(jī)載行業(yè)選用的主流方案。寬帶衛(wèi)星通信的典型系統(tǒng)包括國(guó)外第五代海事衛(wèi)星GX 系統(tǒng)、Viasat 系統(tǒng)以及國(guó)內(nèi)中星16 號(hào)、亞太6D 系統(tǒng)等，均工作在Ku 或Ka 頻段[10]。目前國(guó)際航空互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)已漸趨飽和，隨著我國(guó)民航業(yè)機(jī)隊(duì)規(guī)模數(shù)量的不斷增長(zhǎng)以及高通量衛(wèi)星的快速部署，國(guó)內(nèi)衛(wèi)星航空互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

圖2 ATG 與衛(wèi)星通信鏈路示意

三、國(guó)產(chǎn)通信衛(wèi)星在民航領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

1. 駕駛艙安全通信

目前民航運(yùn)輸領(lǐng)域僅有基于海事和銥星系統(tǒng)的高安全駕駛艙衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)獲得ICAO 認(rèn)可，還未有成熟的國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星星座應(yīng)用于民機(jī)前艙安全通信。我國(guó)航空公司運(yùn)行的飛機(jī)基本上安裝的是傳統(tǒng)海事衛(wèi)星Aero H+系統(tǒng)，部分飛機(jī)加裝新一代海事衛(wèi)星SB-S 系統(tǒng)，少量飛機(jī)加裝了銥星系統(tǒng)。

由于海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)存在裝機(jī)和數(shù)據(jù)傳輸費(fèi)用昂貴的問(wèn)題，銥星具有比海事衛(wèi)星機(jī)載設(shè)備價(jià)格更低和安裝更方便等優(yōu)勢(shì)，但由于銥星和我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)頻率重疊，因而中國(guó)電信主管部門(mén)僅在航空部分領(lǐng)域開(kāi)放銥星系統(tǒng)，以滿(mǎn)足西部地區(qū)VHF 覆蓋不足的問(wèn)題。衛(wèi)星通信系統(tǒng)過(guò)分依賴(lài)國(guó)外星座對(duì)我國(guó)的民航運(yùn)行自主可控帶來(lái)較大的風(fēng)險(xiǎn)，因此加快國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩允墙陙?lái)要解決的重要任務(wù)。

國(guó)產(chǎn)天通一號(hào)衛(wèi)星作為前艙安全通信應(yīng)用的潛在選擇，已在我國(guó)通航領(lǐng)域的應(yīng)急通信保障中發(fā)揮了重要的作用。天通一號(hào)衛(wèi)星是我國(guó)第一代具有自主產(chǎn)權(quán)的S 頻段衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，由3 顆高軌衛(wèi)星組成，01/02/03 星已分別于2016 年、2020 年、2021 年成功發(fā)射，可為中國(guó)及周邊地區(qū)提供衛(wèi)星語(yǔ)音、短信息和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

2. 客艙寬帶通信

（1）中星系列

中星16 號(hào)衛(wèi)星是中國(guó)首顆高軌道Ka 頻段高通量寬帶通信衛(wèi)星，于2017 年4 月成功發(fā)射，覆蓋范圍為我國(guó)大部分陸地和近海區(qū)域。

2020 年7 月，基于中星16 號(hào)通信衛(wèi)星的高速互聯(lián)網(wǎng)飛機(jī)在青島航空QW9771 航班線(xiàn)上首航，該航班適配的高速互聯(lián)系統(tǒng)XstreamSAT 由青島航空公司、中國(guó)衛(wèi)通、飛天聯(lián)合、天地互聯(lián)四家公司聯(lián)合打造，是國(guó)內(nèi)首個(gè)獲得FAA、EASA、CAAC 適航認(rèn)證的衛(wèi)星互聯(lián)系統(tǒng)，為旅客提供互聯(lián)網(wǎng)接入、視頻直播等機(jī)上娛樂(lè)體驗(yàn)。2021 年5 月，青島航空與天地互聯(lián)簽署合作協(xié)議，全面推動(dòng)青島航空自有機(jī)隊(duì)的高速機(jī)上互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目。

中星系列衛(wèi)星中，中星19 號(hào)衛(wèi)星已于2022 年11 月發(fā)射，主要覆蓋中美航線(xiàn)；中星26 號(hào)衛(wèi)星已于2023 年2 月發(fā)射，對(duì)中國(guó)全境、東南亞及澳大利亞航線(xiàn)進(jìn)行全面覆蓋，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)衛(wèi)星航線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)通信業(yè)務(wù)向國(guó)際拓展提供重要保障。

（2）亞太系列

2020 年7 月，亞太6D 通信衛(wèi)星成功發(fā)射，該衛(wèi)星是一顆地球軌道高通量Ku 頻段通信衛(wèi)星，主要面向亞太區(qū)域用戶(hù)提供全地域、全天候的衛(wèi)星寬帶通信服務(wù)。

2021 年8 月，東方航空公司在MU5101 航班B777-300ER 寬體飛機(jī)上首次開(kāi)通了基于亞太6D 的衛(wèi)星寬帶通信服務(wù)，為旅客提供包括高速互聯(lián)網(wǎng)通信、VoIP 等應(yīng)用。到目前為止，中國(guó)東航已實(shí)際投入運(yùn)行具備空地互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)能力機(jī)隊(duì)規(guī)模達(dá)96架，其中包括A350、B787 等機(jī)型。之后，吉祥航空波音787 機(jī)隊(duì)、南方航空也陸續(xù)升級(jí)了基于亞太6D的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供空中互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。此外，2023 年1 月，山東航空加裝有基于亞太6D 衛(wèi)星的機(jī)載寬帶衛(wèi)星通信終端在波音737-800 客機(jī)上試飛成功，該機(jī)載終端由航天恒星科技有限公司研制，實(shí)現(xiàn)了機(jī)載衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的端到端自主可控，后續(xù)商用后將為乘客提供空中互聯(lián)網(wǎng)接入等服務(wù)。

同時(shí)在亞太系列衛(wèi)星中，亞太6E 衛(wèi)星已于2023 年1 月發(fā)射成功，旨在為東南亞地區(qū)提供高通量通信服務(wù)?；趤喬?E 衛(wèi)星的民航運(yùn)輸通信服務(wù)正在逐步開(kāi)展中。

四、國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)在民航領(lǐng)域應(yīng)用的差距分析

國(guó)外衛(wèi)星星座在資費(fèi)、信息安全、資源可控方面遠(yuǎn)不及國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星星座，衛(wèi)星通信國(guó)產(chǎn)化是大勢(shì)所趨。以下從衛(wèi)星頻率及覆蓋范圍、星座能力驗(yàn)證、關(guān)鍵技術(shù)及自主產(chǎn)品研發(fā)能力、以及民航運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)空中互聯(lián)網(wǎng)接入能力幾個(gè)方面分析了國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星星座在民航應(yīng)用中存在的差距。

1. 衛(wèi)星頻率及覆蓋范圍

用于駕駛艙安全通信的星座系統(tǒng)主要有國(guó)外第四代海事衛(wèi)星、銥星以及國(guó)產(chǎn)潛在星座天通一號(hào)，均為窄帶移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)，系統(tǒng)參數(shù)對(duì)比如表1 所示。

表1 應(yīng)用于駕駛艙安全通信的星座系統(tǒng)參數(shù)對(duì)比

運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)駕駛艙安全通信業(yè)務(wù)頻譜需滿(mǎn)足ITU《無(wú)線(xiàn)電規(guī)定》的要求，海事衛(wèi)星1545～1555MHz 和1626.5～1656.5MHz 頻段以及銥星所有航空業(yè)務(wù)頻段均已在《無(wú)線(xiàn)電規(guī)則》中獲得許可。針對(duì)天通一號(hào)衛(wèi)星，我國(guó)在2015 年就開(kāi)始開(kāi)展S 頻段衛(wèi)星系統(tǒng)與地面系統(tǒng)的兼容研究工作，積極與ITU 溝通協(xié)調(diào)，目前正在逐步推進(jìn)天通衛(wèi)星頻率使用權(quán)益得到國(guó)際規(guī)則保護(hù)。此外，國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星航空移動(dòng)業(yè)務(wù)還未得到國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證，標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)有待加強(qiáng)。

總之，相比于海事衛(wèi)星、銥星，天通一號(hào)衛(wèi)星在ITU 頻率協(xié)調(diào)、覆蓋范圍、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)等方面還存在較大的差距。

應(yīng)用于客艙寬帶通信的星座系統(tǒng)主要有第五代海事衛(wèi)星、Viasat、OneWeb 以及國(guó)產(chǎn)亞太6D 衛(wèi)星、中星16號(hào)、中星26號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)等，系統(tǒng)參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表2。國(guó)內(nèi)外寬帶通信衛(wèi)星工作頻率均為Ka/Ku 頻段。對(duì)比于國(guó)外星座，國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星的覆蓋范圍有待完善，而未來(lái)隨著我國(guó)低軌星座的組網(wǎng)部署，將有望實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。

表2 應(yīng)用于客艙寬帶通信的星座系統(tǒng)參數(shù)對(duì)比

2．星座能力驗(yàn)證

為保障航空運(yùn)行安全，任何應(yīng)用于駕駛艙安全通信的衛(wèi)星通信系統(tǒng)空間部分、地面站和配套設(shè)施的可靠性、連續(xù)性和完整性服務(wù)性能均要符合ICAO 制定的衛(wèi)星航空移動(dòng)（航路）業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和建議措施（SARPs）要求。滿(mǎn)足SARPs 的依據(jù)主要包括衛(wèi)星通信子系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證數(shù)據(jù)、飛行測(cè)試數(shù)據(jù)及最低運(yùn)行性能標(biāo)準(zhǔn)（MOPS）等。

2010 年，航空通信專(zhuān)家組審查并通過(guò)了國(guó)際海事衛(wèi)星、銥星衛(wèi)星航空移動(dòng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)SARPs 及相關(guān)指導(dǎo)材料，發(fā)布ICAO Doc 9925《衛(wèi)星航空移動(dòng)（航路）業(yè)務(wù)手冊(cè)》，明確了國(guó)際海事衛(wèi)星Classic Aero 系統(tǒng)與銥星系統(tǒng)可應(yīng)用于民航運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)安全通信服務(wù)[11]。此外，新一代海事衛(wèi)星SBB 系統(tǒng)在經(jīng)過(guò)五年的測(cè)試驗(yàn)證和數(shù)據(jù)分析后，于2017 年獲得ICAO 批準(zhǔn)，作為航空安全通信系統(tǒng)被列入Doc 9925、SVOM、GOLD 等相關(guān)文件中。

而與已擁有十多年航空應(yīng)用歷史、早已被納入國(guó)際民航組織標(biāo)準(zhǔn)的海事衛(wèi)星與銥星通信系統(tǒng)相比，天通一號(hào)衛(wèi)星涉足民航運(yùn)輸領(lǐng)域相對(duì)較晚，星座系統(tǒng)的可用性、連續(xù)性等性能是否滿(mǎn)足ICAO SARPs 還需開(kāi)展一系列試驗(yàn)驗(yàn)證，從而為國(guó)產(chǎn)星座在民航運(yùn)輸領(lǐng)域的大規(guī)模推廣應(yīng)用奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

3. 關(guān)鍵技術(shù)及自主產(chǎn)品研發(fā)能力

衛(wèi)星通信產(chǎn)品方面，國(guó)外航空工業(yè)起步早，已在衛(wèi)星通信技術(shù)傳輸體制、核心協(xié)議開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)架構(gòu)、產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)等方面搶先申請(qǐng)了大量專(zhuān)利，在關(guān)鍵技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)上也處于高度壟斷地位。目前國(guó)內(nèi)民機(jī)上的衛(wèi)通設(shè)備大多由Honeywell、Collins 等國(guó)外供應(yīng)商提供，隨著國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星星座的發(fā)展，國(guó)內(nèi)一些公司也在積極推動(dòng)機(jī)載衛(wèi)通產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化，如華力創(chuàng)通、盟升電子、多尼卡等。但由于部分衛(wèi)星通信系統(tǒng)的核心板卡主要被國(guó)外Newtec、Viasat、Gilat、Idirect 等 公 司 掌 控，例如國(guó)內(nèi)中星16 號(hào)衛(wèi)星地面關(guān)口站中采用Gilat 和Idirect 的核心協(xié)議，因此相關(guān)機(jī)載衛(wèi)星通信設(shè)備的開(kāi)發(fā)存在較高的壁壘。

在衛(wèi)星通信自主產(chǎn)品研發(fā)方面，中國(guó)目前正處于趕超階段，已有部分產(chǎn)品問(wèn)世，但技術(shù)成熟度普遍較低，同時(shí)由于國(guó)內(nèi)沒(méi)有成熟的衛(wèi)通核心協(xié)議及傳輸體制，容易受到國(guó)外廠(chǎng)商斷貨或抬價(jià)影響。

4. 民航運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)空中互聯(lián)網(wǎng)接入能力

從全球范圍內(nèi)看，早在2016 年就有超過(guò)36%的飛行里程可提供空中互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，其中美國(guó)與歐洲普及度較高，分別高達(dá)80%以上及50%以上[12]。截至2021 年底，中國(guó)具備空中互聯(lián)服務(wù)能力的航空公司約23 家，842 架飛機(jī)具備空中接入互聯(lián)網(wǎng)能力，包括國(guó)航、東航、南航三大航以及山航、海航、吉祥航空、廈門(mén)航空、青島航空等，而我國(guó)民航運(yùn)輸業(yè)運(yùn)輸飛機(jī)在冊(cè)架數(shù)為4054 架，機(jī)上WIFI 覆蓋率約為20%?？傮w來(lái)看，我國(guó)空中互聯(lián)網(wǎng)普及率仍然較低，航空公司各機(jī)型的空中互聯(lián)網(wǎng)接入能力及國(guó)產(chǎn)寬帶星座在民航運(yùn)輸機(jī)上的利用率有待提高。

五、國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星民航應(yīng)用發(fā)展展望

1. 天通一號(hào)具備前艙應(yīng)用潛力，需要多方合力推動(dòng)

從國(guó)內(nèi)衛(wèi)星資源現(xiàn)狀來(lái)看，隨著我國(guó)S 頻段天通一號(hào)衛(wèi)星的陸續(xù)發(fā)射及組網(wǎng)，天通一號(hào)未來(lái)有提供區(qū)域航空前艙服務(wù)的潛力。對(duì)比海事衛(wèi)星進(jìn)入民航前艙應(yīng)用的發(fā)展歷程來(lái)看，目前比較緊迫的工作在于推動(dòng)天通一號(hào)航空應(yīng)用驗(yàn)證與數(shù)據(jù)積累。從民航運(yùn)行監(jiān)管機(jī)構(gòu)的角度，天通一號(hào)進(jìn)入民航服務(wù)，其機(jī)載系統(tǒng)需要取得適航批準(zhǔn)，適航需要響應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)做支撐。從天通一號(hào)運(yùn)營(yíng)者的角度，建立天通一號(hào)航空服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)需要在航線(xiàn)飛機(jī)裝備天通一號(hào)機(jī)載衛(wèi)星通信系統(tǒng)，積累實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)作為支撐。這種互相耦合的結(jié)構(gòu)性矛盾，不可能通過(guò)單方面讓步來(lái)解決。因此，衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)單位、航空公司、民航監(jiān)管機(jī)構(gòu)、機(jī)載設(shè)備制造商等各家單位需要通過(guò)溝通協(xié)調(diào)，建立聯(lián)絡(luò)機(jī)制，共同推動(dòng)天通一號(hào)民航應(yīng)用落地。

2. 國(guó)產(chǎn)高通量衛(wèi)星航空服務(wù)迎來(lái)春天

近年來(lái)我國(guó)高吞吐量Ka 頻段寬帶衛(wèi)星逐步投入商用，航空衛(wèi)星寬帶服務(wù)正在從傳統(tǒng)的Ku 頻段轉(zhuǎn)換為新一代Ka 頻段服務(wù)，未來(lái)低軌Ka、高軌Ka 融合的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)將為飛機(jī)提供大容量、高速的寬帶數(shù)據(jù)通信。伴隨著疫情的結(jié)束，以及民航業(yè)的強(qiáng)勁復(fù)蘇，基于高通量衛(wèi)星的飛機(jī)實(shí)時(shí)健康管理、客艙安全監(jiān)控、客艙物聯(lián)網(wǎng)及乘客互聯(lián)網(wǎng)接入等應(yīng)用場(chǎng)景將逐步落地，隨之而帶來(lái)的新一代互聯(lián)網(wǎng)入口流量或許會(huì)顛覆傳統(tǒng)民航客艙服務(wù)與運(yùn)營(yíng)模式。