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前言、天基互联网建设全面启动
宽带互联网是人类文明进步和社会发展的最有力平台。建设天基宽带互联网，与 地面宽带网络等互联融合，进一步满足人们对全球无缝覆盖的宽带网络需求，是 互联网技术未来发展的一个重要设想。建立天基信息网络的概念由来已久，美国 早在 19 世纪 90 年代就提出了天基综合信息网的基本概念，欧洲也提出了构建“面 向全球通信的综合空间基础设施（ISICOM）”的设想，但此前多年由于技术和成本 的限制并未付诸实施。
近年来，随着卫星制造和航天发射技术的进步，天基互联网的发展正在从梦想照 进现实。以美国 SpaceX 公司为代表的技术先驱已全面启动天基互联网建设。
1、SpaceX 星链（Starlink）计划
“Starlink”是美国 SpaceX 公司旗下的低轨宽带通信卫星系统计划。公司计划利 用公司自主研发的猎鹰 9 号可回收火箭，将 Starlink 卫星送入轨道，组成小卫星 互联网星座，并在全球范围内提供互联网接入服务，整个计划（目前已规划 11943 颗卫星）预计需要约 100 亿美元。
2018 年 4 月 1 日，SpaceX 申请的 4425 颗 Starlink 卫星获得美国联邦通讯委员会 （FCC）批准；2018 年 11 月 16 日，SpaceX 申请的 7518 颗 Starlink 卫星获得 FCC 批准，累计获批卫星数量 11943 颗。按照 FCC 的规则，SpaceX 必须在 6 年内发射 申请数量50%的卫星入轨，并在9年内发射所有卫星入轨，因此SpaceX必须在2024 年 11 月前发射约至少 5971 颗卫星，2027 年 11 月发射 11943 颗卫星。据网易新 闻（2019 年 10 月 16 日），SpaceX 公司日前通过 FCC 向国际通讯联盟（ITU）提交 申请（ITU 审核并分配轨道和频率资源给 FCC，FCC 根据自己的标准向美国机构发 放指标），计划后续增加 3 万颗 Starlink 卫星。若该申请获批，则“Starlink” 星座最终卫星数量将扩充为 4.2 万颗。公司计划 2020 年在北美地区提供天基互联 网服务），并于 2021 年快速拓展至全球。
目前进度
2019 年 10 月 22 日，SpaceX 首席执行官埃隆·马斯克成功通过 Starlink 发送推 特，并表示 Starlink 已能提供天基互联网服务。据 SpaceNews，SpaceX 使用猎鹰 9 号可回收火箭，分别于 2020 年 1 月 6 日和 1 月 29 日各发射了 60 颗 Starlink 低轨道宽带卫星。截至 2020 年 1 月底，SpaceX 共计发射 242 颗 Starlink 卫星， 是目前全球卫星在轨数量最多的商业卫星系统。
2019 年 11 月 11 日至今发射的 Starlink1.0 卫星均未装备星间激光通信装置，仍 需地面设施通信组网。SpaceX 计划将在 2020 年下半年开始发射装备有星间激光 通信链路的卫星，逐渐摆脱对地面设施的依赖。据经济日报，SpaceX 将在 2020 年发射超过 100 次火箭，其中发射 24 次 Starlink 卫星，共计 1440 颗。
2、卫星产业概述
卫星按照用途大致可分为：通信卫星、遥感卫星（狭义指民用地球观测卫星，广 义还包含军事侦查卫星）、导航卫星（提供位置服务）、技术试验卫星等。根据 SIA （美国卫星产业协会）数据显示，截至 2018 年底，全球共有在轨卫星 2092 颗， 其中通信卫星、遥感卫星、导航卫星的占比分别为 40%、26%、6%。2019 年，全球 共发射 505 颗卫星，其中通信卫星、遥感卫星、导航卫星的占比分别为 33%、22%、 3%。
根据 SIA 数据，2013-2018 年全球在轨卫星中，通信卫星占比最高，基本保持在 50%左右（除 2017 年因遥感卫星占比大幅增加外），遥感卫星占比小幅增加。从全 球卫星发射情况来看，遥感卫星 2014 年起成为发射数量占比最高的卫星类别，通 信卫星发射数量占比受遥感卫星发射数量大幅增加的影响，2014 年起发射数量占 比在 18%-26%之间波动。
值得注意的是，SpaceX 于 2019 年开始使用“一箭 60 星”的方式发射 Starlink 通信卫星，或将显著提升此后全球在轨卫星中通信卫星的占比。
卫星产业链可大致分为卫星制造业、发射服务业、地面设备制造业、卫星服务业。
上游的卫星制造和发射服务是卫星产业的基石，但市场规模相对较小，2018 年全 球卫星制造和发射收入为257亿美元，同比增长27.86%，占卫星产业收入的9.26%。
全球卫星地面设备制造业 2018 年收入达到 1252 亿美元，同比增长 5%，占卫星产 业收入的 45.13%。
卫星服务是全球卫星产业的支柱，2018年全球收入达1265亿美元，同比减少1.7%， 占卫星产业收入的 45.6%，主要包括卫星宽带通信、地球观测、位置信息、科学 研究等服务。
3、低轨宽带通信卫星系统概况
3.1、低轨宽带通信卫星系统定义及工作原理
3.1.1、低轨宽带通信卫星系统定义
低轨宽带道通信卫星系统由大量（通常为数百或数千颗）低轨道小型通信卫星组 成卫星系统/星座，通常使用 Ku、Ka、Q/V 等高频频段进行宽带通信。部分低轨宽 带道通信卫星系统中包含少量中高轨卫星，其多作为节点/中转星，大部分通信数 据链仍在低轨卫星和地面之间完成。
由于地球曲率的影响，高轨道卫星能够以更少的数量实现全球覆盖，而低轨道卫 星则需要成百甚至上千颗卫星组成星座才能实现全球覆盖，即“站得高，看得远”。 在卫星制造成本和发射成本高居不下的时代，低轨道卫星系统由于组网复杂、所 需发射量大，并不具备经济可行性。近年来，伴随技术的进步，卫星的体积、质 量、成本逐步下降、可靠性、集成度不断提升，同时伴随火箭发射成本的显著下 降，低轨道小型卫星系统的大规模部署已逐渐具备条件。
按照通信卫星运行的轨道不同，卫星通信（系统）可分为：
低轨道（LEO）卫星通信：LEO 卫星较小，运行于距地面 500-2000km 的轨道上， 具有传输时延（Starlink 双向通信时延为 50-70ms）、覆盖范围、链路损耗、功耗 较小等特征。典型系统为美国铱星通讯公司(IRDM)的第二代铱星系统。
中轨道（MEO）卫星通信：MEO 卫星运行于距地面 2000-20000km 的轨道上，其传 输时延（MEO 卫星系统 O3b 双向通信时延约为 300ms）、覆盖范围、链路损耗、功 耗大于 LEO 但小于 GEO。典型系统为英国 Inmarsat 公司的国际海事卫星系统。
高轨道（GEO）同步卫星通信：GEO 卫星运行于距地面 35800km 的地球同步静止轨 道上。传统的 GEO 通信系统的技术最为成熟，但由于存在较长的传播时延（双向 通信时延 500ms 以上）和较大的链路损耗，在实时通信中存在显著的延迟。
低轨小卫星一般指运行于距地面 500-2000km 的轨道上，重量在 1000kg 以下的现 代卫星，具有通信、导航、遥感等一种或多种功能。虽然小卫星在工作功率、有 效载荷、在轨功能等方面弱于大型卫星，但在低轨通信卫星系统中，小卫星较低 的功率反而更加节能（低轨道离地面距离较近，信号传输所需功率相对较小），且 其有限的功能可以通过庞大的卫星数量来弥补。加之小卫星较大卫星具有成本低、 研制周期短、发射灵活等特点，因而低轨通信系统中往往以小卫星为主。
低轨宽带通信卫星系统的优势
1）轻小型化：与传统通信卫星系统中重达几吨的卫星相比，低轨通信卫星系统中 使用的小卫星重量通常在 1 吨以下。轻型复合材料技术以及集成化应用是小卫星 轻型化发展的重要前提。卫星的重量下降使得单次发射所能搭载的卫星数量进一 步提升，从而降低了平均发射成本。
2）制造成本低：传统大卫星的研制周期一般需要 5 年左右，且项目投资大、发射 费用高、项目风险大。小卫星的研制周期一般为 2 年左右，研制成本大大降低。 此外，低轨通信卫星系统所需卫星数量庞大，有望极大地降低卫星制造边际成本。
3）灵活发射：小卫星可以作为大卫星的附属物一起发射，也可以是几十甚至上百 个微小卫星搭载同一个火箭一齐发射。运载和发射工具包括火箭、导弹、空间飞 行器等，发射地点可以为地面、大气层或太空平台。
4）冗余组网：小卫星网络的快速部署能力和抗毁能力强。利用大量小卫星组成冗 余备份，当某颗卫星失效或摧毁时，附近卫星可以快速补位。虽然单颗小卫星功 能有限，但通过多颗微小卫星组成卫星系统或编队进行网络部署，呈现出空间拓 展优势。
5）信号接收方便：地球同步轨道（高轨道）卫星对用户终端接收机性能要求较高， 其需要采用 12 米以上的星载天线(L 波段)对准卫星进行通信以保证通信速率，而 手持机难以直接通过卫星进行高速通信。低轨通信卫星对用户终端的要求低，可 以采用微型/小型手持用户终端，如 Starlink 系统可通过大小为 6-9 寸便携式地 面设备（带有支撑杆的圆盘结构，装有可自动追踪卫星的相控阵天线，插入插座 并保持露天即可工作）实现高速通信，较高轨道卫星接收信号更加方便。
6）低时延：传统卫星通信系统多采用中轨或高轨卫星，以减少卫星部署数量。然 而中轨、高轨卫星离地面较远，导致其双向通信时延分别为 300ms 和 500ms 量级； 而低轨卫星双向通信时延为 50ms 左右，具有天然的时延优势。
3.1.2、低轨宽带通信卫星系统工作原理
低轨通信卫星系统与传统通信卫星系统工作原理较为相似：以个人通信为例，卫 星通信系统通过在地球表面形成蜂窝状服务小区，服务区内用户至少被一颗卫星 覆盖，对应的卫星在处理语音与数据等多种信息的同时，与陆地无线移动通信网 相互协调配合，使用户通过所持的便携式移动终端将信号直接发向最近的卫星，再经卫星之间的转发，把信号传送到地面电话网中的接收用户，从而完成在全球 范围内的个人通信。尽管每颗低轨道卫星所能覆盖的地域比同步卫星小得多，但 由于离地表近，其信号强度、可使用频率、数据带宽等都远强于同步卫星。
根据应用方向和支持的业务，低轨通信卫星系统可以划分为移动和宽带两类。其 中低轨移动通信卫星系统采用 L、S 低频段工作，以中低带宽业务为主，支持面向 手持移动通信和低功耗小型化物联网服务，如 Iridrum（铱星系统）、Globalstar （全球星系统）；低轨宽带通信卫星系统又称为低轨高通量卫星系统，采用 Ku、 Ka、Q/V 等高频段工作，卫星数量多，以中高速业务为主（几十兆比特每秒到吉 比特每秒量级），支持互联网接入、网络节点互联以及基站回程等服务，如 OneWeb 计划、Starlink（星链）计划等。此外，低带宽的移动通信星座接收器较为简单， 可为手持机、船载/车载站、一体化终端等；而低轨宽带通信卫星一般无法直接与 用户终端通信，需要地面设备中转信号，如 Starlink 计划使用大小为 6-9 寸地面 设备中转信号，但仍较高轨通信卫星系统接收信号更方便。
3.1.3、低轨通信卫星系统发展趋势：高频、高通量（即高速或宽带）是未来主 流发展方向
自 20 世纪 90 年代以来，低轨宽带通信卫星系统开始受到各国广泛关注，但由于 发射成本、建设成本高，推进缓慢。近年来，随着卫星小型化、轻量化、低轨道 发射成本的大幅下降，以及物联网、移动互联网的发展，低轨通信星座迎来了新 的发展高潮。以 L、S、VHF 等低频段为主的 Iridrum、“全球星”（Globalstar）、 “轨道通信”（Orbcomm）系统等传统低轨移动通信星座已经完成升级换代，并向 高频高速、多功能综合、物联网方向发展；以 Ku、Ka 频段甚至 Q/V 等更高频段的 宽带互联网星座计划呈现爆发式增长，如 OneWeb 公司、SpaceX 公司、低轨卫星 公司（LEOSat）、加拿大电信卫星公司（TeleSat）相关计划。高频高速已成为低 轨道通信卫星未来主流发展方向。
3.2、我国建设低轨宽带通信卫星系统的必要性
（一）国外天基互联网生态系统可能对我国通信与互联网安全产生较大威胁
随着物联网业态的蓬勃发展，未来覆盖广泛的天基卫星互联网大概率将成为社会 经济生活“万物互联”赖以依托的空间基础设施。通信基础设施对任何一个国家 都既是经济命脉又是是战略安全命脉，自主可控的必要性毋庸赘言，受制于人危害之大不可想象；在网络安全领域，天基卫星互联网可以向各个国家的手持终端 用户跨境提供直接访问境外互联网的服务，规避现有的网络管控措施，带来新的 监管空白区域，从而威胁我国网络主权。根据国际电联《无线电规则》，除卫星广 播业务外，我国并不能向其他国家提出该国卫星网络不可覆盖我国领土的要求。 若我国境内的低轨卫星通信业务被国外公司垄断，一旦天基互联网与地面应用形 成生态系统，则可能给我国互联网带来更大的监管风险和安全隐患。
此外，若我国境内的低轨宽带通信卫星产业被外国公司垄断，则可能威胁我国卫 星产业关键技术的自主可控性。从产业链角度来看，抓住卫星互联网的发展契机， 突破低成本卫星发射技术、一箭多星技术、星间链路技术、高低轨网络协同组网 核心技术，有利于加快推动全产业链的技术创新发展，保障我国卫星产业安全。
（二）抢占有限的地球近空领域轨道和频段资源
卫星通信业界常将特高频以上频段大致划分为 L（1-2GHz）、S（2-4GHz）、C（4-7GHz）、 X（7-12GHz）、 Ku（12-18GHz）、 Ka（20-40GHz）等频段，其中低于 2.5GHz 的 L 和 S 频段主要用于卫星移动通信、卫星无线电测定、卫星测控链路等应用；C 和 Ku 频段主要用于卫星固定业务通信且已近饱和，Ka 频段正在被大量投入使用。虽 然目前各国已着手开发 Q（36-46GHz）、 V（46-56GHz）等更高频段资源，但轨道 和频段作为“不可再生资源”，仍是各国争夺的重点。
据搜狐网，截至 2019 年，国际电联已收到 200 余个大型卫星系统计划申请，而其 中大部分申请人都不具备部署完整星座的能力，提交申请的主要目的是抢占频段 资源。为此，国际电联于 2019 年就修改申请条件达成初步共识，即让申请人（运 营商）在 1 年或者 3 年内完成第一个里程碑阶段，并且需要发射更多的卫星来保 住所申请的频段。因此，各国抢占轨道和频段资源的关键或将从“写申报”变为 “发卫星”。
（三）提升我军全球宽带通信能力
现代战争对于军事通信卫星的依赖程度越来越高，低轨宽带卫星系统可以为军机、 舰船、导弹、战车等移动作战平台及各种军用车辆、单兵提供全天时全天候全球覆盖的卫星通信系统，极大的提升全球范围内的作战能力。铱星通讯公司的第一 代铱星系统已被美军用于野战通信。
（四）解决偏远地区的网络通信
虽然通信信号已经覆盖大部分人类常住区域，但在发展较为落后地区，以及海洋、 荒漠及山区等偏远地区，依靠“光纤+基站”的通信服务由于经济性不足仍难以抵 达。而低轨通信卫星系统可作为现有光纤和基站为物理基础的移动通信网络的补 充，用于海洋、偏远地区、民用航空和应急领域。
（五）有效解决高轨卫星系统时延和损耗的问题
与高轨卫星通信系统相比，低轨卫星具有路径衰耗小、传输时延短、研制周期短、 发射成本低等优点。高轨卫星通信系统分布在地球上空两万公里以上，向偏远地 区提供互联网接入时经常出现时延。而低轨卫星系统可在距地球 2000 公里以内的 轨道高度上，用连续接力的星间链路方式（通过大量低轨卫星组成星链或星座的 方式解决无法达到高轨卫星的覆盖面积的问题），实现低时延、低损耗的全球覆盖。
3.3、发展低轨宽带通信卫星系统需要的关键技术
近年来，卫星通信的新技术加速发展，卫星系统实际部署效率进一步提高。然而， 低轨带宽通信卫星系统是否能实现商业盈利，仍有赖于一系列关键技术的发展。
（一）卫星低成本制造技术
小卫星的轻型化、微型化、多功能化将减少卫星的制造和发射成本。例如卫星部 件模块化将进一步提供卫星制造速度和成本，并使得不同供应商的卫星部件之间 能够互联互通。3D 打印技术、轻型复合材料技术、微电子技术、微型计算机、微 型机械及高精尖加工等高新技术的发展为卫星的轻小型化提供了技术基础。此外， 传统通信卫星数量稀少，而低轨小卫星系统所需卫星数量庞大，有望极大地降低 卫星制造边际成本。
（二）卫星低成本发射技术
一箭多星技术指通过一次火箭发射多颗卫星，如长征十一号商用火箭以一箭多星 的方式完成多次发射，大幅提高了卫星商业发射的效率。异轨多星技术在火箭快 速灵活进入空间、空间机动和空间利用等方面具有广阔应用前景，如搭载着远征 三号的长征二号丁运载火箭，经过 4 次精确变轨，将两组 7 颗卫星分别送入高度 相差数百公里的预定轨道上。
重型火箭技术则通过利用大推力高性能液氧煤油发动机获得更大有效载荷，降低 单位发射成本。如美国 SpaceX 公司的猎鹰重型火箭成功打破现役火箭运载能力纪 录，其近地轨道运载能力达到 63.8 吨（地球同步轨道运载能力为 26.7 吨）。
火箭回收技术大幅提高了火箭的重复利用率。如中型可回收火箭——猎鹰 9 号，利用火箭垂直回收制导控制技术，以及可重复使用垂直起降平台，使一级火箭由 一次性使用向重复使用，从而降低发射成本。
目前，随着一箭多星、重型火箭和火箭回收技术的革新，卫星发射成本有望不断 下降。如新一代小型火箭发射成本已降至百万美元级，猎鹰 9 号的单次发射费用 为 6200 万美元，而传统中型火箭发射费用接近 1 亿美元。此外，新型运载火箭型 谱也聚焦于模块化、组合化、系列化发展，将逐步满足各类市场的个性化发射需 求。
（三）星座与编队技术
小卫星系统主要通过蜂窝 IP 技术与编队几何组网实现多颗卫星协同工作，以提升 通信效率。例如小卫星系统通过优化卫星与地面的几何关系，可实现卫星系统的 连续覆盖或多重覆盖，提高对目标观测的访问频度和时间分辨率。
（四）波束成形、抗干扰、抗衰减等通信技术
波束成形、抗干扰、抗衰减等通信技术的进步将大幅提升卫星通信的稳定性；Ku/Ka 等高频段的使用，极大地拓展了卫星通信下游应用场景。此外，低功耗宽带化的 小型卫星地面接收终端也是卫星通信商用化的重要前提。
3.4、低轨宽带通信卫星系统下游应用需求
目前低轨宽带通信卫星系统正处在发展初期，我们参考 2009-2018 年全球通信卫 星入轨情况，其下游应用主要分为民用/商用领域和政府/军用领域，其中民用/ 商用市场更为广阔。
3.4.1、军用领域
以美国为例，21 世纪初，美国国防部（DoD）正式授权国防信息系统局（DISA） 开始以合同方式采购商业服务。历经近 20 年的发展，美国国防部也已成为美国商 业卫星通信市场中最大的单一用户。据《美军利用商业低轨通信星座的新动向分 析》，美军租用的商业卫星容量占国防部卫星通信总容量的比例在 2010 财年达到 了 80%，在伊拉克战场上则一度超过 90%。2003-2012 年，美国国防部在商业固定 通信卫星容量租用上的总投入超过 50 亿美元。
以美国 SpaceX 公司的 Starlink（星链）计划为例，该低轨宽带通信卫星系统计 划虽然是商业卫星系统计划，但是其军事应用潜力巨大。
（一）大幅增强美军宽带通信能力
2019 年初，美国国防部新组建的航天发展局明确表示将从 OneWeb、SpaceX 公司 等实施低轨道星座计划的企业采购服务。而截至 2018 年底，仅美国国防信息系统 局辖下就有 91 个正在执行的、有效的商业卫星通信服务采购合同，价值高达 45 亿美元。低轨卫星系统的低延迟、高通量特性将大幅提升部队的通信能力：
低延迟：由于采用低轨道卫星、减少路由站等关键设计，“Starlink”宽带能够为 全球用户提供只有 25 毫秒的低延迟传输，比目前最尖端卫星通信 250 毫秒的延迟 传输，整整提升了一个数量级，可作为战区外远程发射的末端导航控制平台，或 未来机器人部队与无人作战飞机的数据交换平台和节点。
高通量： “Starlink”已经进行了早期的低轨技术验证试验，其中包括卫星和美国 空军战斗机的天线阵列进行直接互联的试验。据新浪网，“Starlink”项目为美军 C-12 运输机提供了高达 610Mbps 带宽的网络服务，相比目前大多数飞机联网所购 买的海事卫星的 5-50Mbps 带宽的上网服务，整整提高了一个数量级。
（二）全天候无缝监视侦察
“Starlink”卫星后续可同时搭载光学观测模块，利用其重访率高的优势，对主 要地区可实现 24 小时不间断光学监控分析。据新浪网，美国空军准备终止 GEO SBIRS 早期预警卫星项目，未来将发展高生存能力的低轨卫星群，不排除将预警 模块部署在“星链”卫星上的可能性。
（三）天基目标探测能力
“星链”卫星可搭载发射全向波束的模块，可对航天器进行遥测、跟踪和控制， 进而转变成为运载火箭/卫星的监测控制系统，或者大型导弹的高精度预警系统， 为后续的拦截工作提供信息支撑。
3.4.2、民用/商用领域
卫星通信行业从 20 世纪 80 年代以来经历了三个发展阶段，其定位由“全面代替 地面通信”转变为“与地面通信形成互补”。建立低轨宽带通信卫星系统，构建天 地一体的国家信息基础设施，将对传统电信服务、物联网、抢险救灾等方面将产 生显著的效益。
（一）传统电信领域
据观察者网（2020 年 1 月 15 日），我国传统移动通信网目前仅能覆盖约 30%的国 土面积，其余偏远地区及领海很难采用传统通信方式覆盖。低轨宽带通信卫星系 统可以作为传统地面通信的有效补充。
（二）物联网
1）在经济物流中的应用 物联网在零售、公共事业管理、水利等多个行业的现代经济物流方面有着广泛的 应用前景。据中国信息通信研究院，2018 年我国物联网总体产业规模达到 1.2 万 亿元，完成了工信部 2016 年提出的十三五物联网产业规模 1.5 万亿元的 80%，发 展迅速。而实现物联网的前提之一是实现全地域、低成本的信息互联互通，低轨 道卫星对终端发射功率要去较中高轨道卫星更低，且覆盖面积比地面基站更广， 优势明显。
2）在交通运输中的应用
汽车、火车、飞机、远洋船、游艇、工程机械车等贵重资产的跟踪和通信还是物 联网的重要形式之一。截至 2018 年底，全国机动车保有量约为 3.27 亿辆，随着 未来汽车向智能化、自动化发展，车载传感器需要并网的比例也在提升。
（三）防灾减灾
我国自然环境监测正迈向立体监测时代，即通过将遍布于国土和领海的多种功能传感器感知的数据信息，及时、准确地搜集送达指定的地面控制台进行数据融合 处理，并用于森林火灾、洪灾、泥石流、干旱、水质、大气质量、海洋环境、土 地荒漠化及辐射环境等灾害预警预报。以陆地、海洋资源监测为例，我国河流总 长度 42 万千米，平均每 10km 一个传感器，共需 4.2 万个；淡水湖泊 3.6 万平方 千米，荒漠化土地 264 万平方千米，水土流失面积 356 万平方千米，森林总面积 175 万平方千米，平均每 10 平方千米一个传感器，共需 80 万个；海洋面积 300 万平方千米，平均每百平方千米一个传感器共需3万个；共需约90万个传感节点。 这些数据节点数量众多、分布面积广泛，采用低轨卫星数据传输可以实现低成本 的全地域覆盖。
4、国外低轨通信卫星系统
除“Starlink”外，国外低轨通信卫星系统主要还有美国铱星通讯公司的第二代 铱星系统、劳拉高通卫星服务公司的第二代全球星系统、美国轨道科学公司和加 拿大全球通信公司（TeleSat）共同组建的 Orbcomm 系统、OneWeb 公司的 OneWeb 星座、美国 SES 公司的 O3b 计划（中轨道星座）等。其中，第二代铱星系统、第 二代全球星系统、Orbcomm 系统是低轨移动通信卫星系统（带宽相对较低），且已 组建完成；Starlink、OneWeb 星座、O3b 计划（第二代）为低轨宽带通信卫星系 统，尚在组建中。
4.1、第二代铱星系统（Iridium Next）
摩托罗拉公司于 1987 年发布第一代铱星（Iridium）计划，由 66 个低轨道通信卫 星组成，于 1998 年 11 月 1 日开始服务，是世界上第一个全球卫星数字通信系统， 可为手持机用户提供全球个人移动通信服务。但由于当时卫星技术和全球通信需 求并不成熟，第一代铱星系统无法和同时兴起的低成本地面移动通信系统竞争， 其可征服的市场过于狭小，从而导致其于 2000 年正式破产。2000 年底，铱星通 讯公司利用原铱星破产的时机，以 2500 万美元的象征性价格买下耗资 50 多亿美 元建成的铱星系统，并将所有债权全部剥离。2001 年 6 月，铱星通讯公司面向全 球商业用户开始提供速度为 2.4kbps 的互联网连接服务，并向美军提供野战通信 服务。
此后，铱星通讯公司开发了第二代铱星系统，命名为 Iridium Next，同样由 66 颗卫星组成，此外还有 9 颗在轨备用卫星和 6 颗地面备用卫星，共 81 颗（75 颗 在轨）。第二代铱星系统保持了与第一代同样的星座构型，但卫星通信带宽得到大 幅升级（将提供 L 频段 1.5Mbit/s 和 Ka 频段 8Mbit/s 的高速服务）。第二代铱星 系统采用 48 个 L 频段相控阵天线，单颗星的地球表面覆盖半径达 2300km，可提 供蜂窝模式卫星通信。
据俄罗斯卫星通讯社2019年1月11日报道，搭载10颗第二代铱星系统卫星的“猎 鹰 9”号运载火箭已从美国加利福尼亚州范登堡空军基地发射升空。本次发射后， 铱星通讯公司在轨卫星数量将达到 75 颗（均使用“猎鹰 9”号运载火箭发射）， 第二代铱星系统组建完成。
4.2、全球星系统（Globalstar-2）
第二代全球星系统（Globalstar-2）是由美国劳拉高通卫星服务公司 LQSS（Loral Qualcomm Satellite Service）运营的低轨移动通信卫星系统。
Globalstar-2 于 2010 年开始建设，2013 年 2 月完成全部 24 颗低轨卫星系统的部 署，并计划持续提供服务至 2025 年以后。Globalstar-2 卫星系统除南北极以外 在全球范围内可实现无缝覆盖，提供低价的卫星移动通信业务，包括话音、传真、 数据、短信息、定位等。
Globalstar-2 系统还推出了基于卫星的 WiFi 服务——Sat-Fi。Sat-Fi 接收终端 与卫星相连形成热点，并充当 WiFi 路由器，提供 WiFi 接入服务。
4.3、Orbcomm 轨道通讯系统
Orbcomm 卫星通信系统是由美国轨道科学公司和加拿大全球通信公司（TeleSat） 共同组建的全球卫星通信星座，于 1998 年投入商用。整个 Orbcom 系统拥有 36 颗小卫星，其中包括 6 个轨道面内的 6 颗备用卫星。该系统的卫星不需要推进系 统，且用于低功率的通信服务，因此体积很小。Orbcom 系统数据传输速率只 2400bit/s，只能提供近实时的双向数据通信业务，而不能提供话音、视频等业务。
4.4、OneWeb 计划
OneWeb 是一家成立于 2012 年的卫星通信公司，致力于发展低轨通信卫星系统， 为地面用户提供高速宽带天基接入服务。OneWeb 计划打造一个名为“星座” (constellation)的卫星互联网络，每月发射一次卫星（每次 30+颗），共发射超 过 650 颗，并于 2021 年提供无缝的全球互联网覆盖。OneWeb 的卫星将使用 Ka 和Ku 频段与地球进行通信。Ka 频段将用于地面网络（连接 OneWeb 系统和互联网） 与卫星之间的通信；而 Ku 频段将用于卫星和用户终端之间的通信。
据美通社，2019 年 2 月 27 日，OneWeb 利用“联盟号”(Soyuz)运载火箭顺利发射 首批 6 颗互联网卫星。据 OneWeb 首席执行官 AdrianSteckel：“ OneWeb 将实现在 2021 年 648 颗卫星在轨的目标，基本将每月发射一次的频率，视情况每次发射 32 或 34 颗卫星，最终在 2021 年第四季度实现全球服务。”
据网易新闻，OneWeb 在伦敦和弗吉尼亚都设有工厂，目前正在佛罗里达建设一个 大型制造工厂。每颗卫星的制造成本约为 100 万美元。为了大规模制造卫星， OneWeb 还与空客公司成立了合资企业 OneWeb Satellites。
OneWeb 已经为其庞大的卫星网络筹集了超过 20 亿美元的资金。软银公司曾分别 于 2015 年、2016 年向 OneWeb 投资 5 亿美元和 8.5 亿美元，成为 OneWeb 的最大 股东。OneWeb 的投资方还包括国际通信卫星公司、可口可乐、休斯网络、高通、 空中客车、维珍银河等商业巨头。
4.5、O3b 计划
Other three Billion（O3b）星座系统是全球第一个成功投入商业运营的中地球 轨道（MEO）卫星通信网络，由通信卫星巨头 SES 公司主导，谷歌、汇丰等企业参 与。第一代 O3b 星座于 2019 年 4 月完成组网，轨道高度 7830 公里，采用 Ka 波段 频率，包含 20 颗重约 700kg 的小卫星（由法国泰雷兹阿莱尼亚宇航公司（TAS） 研制生产）， 主要向全球偏远地区（主要是非洲、亚洲和南美等）的 30 亿人口提 供高带宽、低成本、低延迟的卫星互联网接入服务。
2018 年 6 月，FCC 批准 O3b 利用 26 颗新增卫星（V 波段频率）在美销售卫星连通 服务的请求，O3b 公司累计可运营中轨道卫星数量达到 42 颗，并将 O3b 星座覆盖 范围从目前的北纬 50°至南纬 50°扩展到全球。
4.6、其他低轨通信卫星系统计划
LeoSat 卫星系统
LeoSat 卫星系统计划由 108 颗卫星组成，由 LeoSat 公司提出并实施。LeoSat 公 司计划为 3000 余家大型企业及机构用户提供全球高速数据接入服务。LeoSat 卫 星系统将部署在 1400 公里的 LEO 轨道上，采用 6 个轨道面，每个轨道面上部署 18 颗，共计 108 颗卫星。
据LeoSat公司估计，LeoSat星座至少需要融资25-30亿美元。2015年6月，LeoSat 与美国纽约一家投资公司签署了合作协议，由该公司负责帮助 LeoSat 开展首轮融 资用于卫星设计。LeoSat 计划从 2019 年开始发射高通量宽带卫星，并在 2022 年 发射 70-108 颗卫星并投入运行。
波音公司星座计划
2017 年，波音公司计划搭建一个由 3000 颗低轨道小卫星组成的星座，由 2956 颗 非静止卫星轨道（NGSO）卫星构成，为用户终端提供高速、低延迟的互联网连接。 在初期部署阶段，波音 NGSO 星座由运行于 1200km 高度的 1396 颗 LEO 卫星组成， 包括 35 个 45 度倾角的圆轨道面，另外还有 6 个 55 度倾角的圆轨道面作为补充。 波音 NGSO 系统最终部署后，卫星数量将增加到 2956 颗，增加 12 个 55 度倾角、 运行高度 1200km 的轨道面和 21 个 88 度倾角、运行高度 1000km 的轨道面。截至 2019 年底，波音公司尚未发射 NGSO 卫星。
亚马逊“柯伊伯”（Kuiper）项目
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（报告来源：兴业证券）
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