航天科技行业深度陈诉：从遥感导航通信，到太空旅游和深空探索

获取陈诉请登录未来智库www.vzkoo.com。商业航天应用概述：我们的未来是宇宙星辰传统的航天应用以卫星为主，包罗通信、导航、遥感、科研四大偏向。随着商业航天的 兴起，发生了新的偏向，在卫星通信领域泛起了卫星互联网，以及太空旅行、太空采矿、 深空探测等。

更恒久的如建设太空基地、移民火星等，也是人类航天技术未来可能的发 展偏向。更久远的看，我们认为，航天技术可能是改变人类在宇宙中运气的关键气力。

本篇陈诉中，我们对商业航天的应用前景举行了分析讨论，包罗卫星导航、遥感、通信， 以及太空旅行、太空采矿、深空探测等。卫星导航：北斗三代性能靠近 GPS，生态链造就有待提高全球四大卫星定位系统：GPS，北斗，Galileo，GLONASS 全球卫星导航系统（GNSS，Global Navigation Satellite System）能在地球外貌或近地空间 的任何所在为适当装备的用户提供 24h、三维坐标和速度以实时间信息的空基无线电定 位系统，包罗一个或多个卫星星座及其支持特定事情所需的增强系统。现在，全球规模 内，能实现全球笼罩的 GNSS 主要包罗美国的 GPS，中国的北斗，欧盟的 Galilio 和俄罗斯 的 GLONASS。

► GPS：GPS 是美国国防部发射并治理的全球卫星定位系统。现在，GPS 是全球使用最 广泛的卫星导航系统，可为地球外貌绝大部门地域（98%）提供较为准确的定位、 测速和高精度的尺度时间。

GPS 系统由新旧卫星配合组成，新一代卫星 GPS III 是对 旧 GPS 卫星的替换和升级，信号可靠性、准确性均有所提升，且不具备选择可用性 （SA）功效（在全球规模内有意降低民用 GPS 精度）。现在，GPS III 已乐成发射 SV01 和 SV02 两颗卫星，剩余 8 颗卫星计划于 2023 年前发射完成。► Galileo: Galileo（伽利略）是由欧盟通过欧洲空间局和欧洲导航卫星系统治理局制作， 目的是在水平和垂直偏向提供精度 1 米以内的定位服务，并在高纬度提供比其他系 统更好的定位服务。

Galileo 计划发射 30 颗卫星，现在已发射 28 颗（包罗 2 颗测试 卫星、2 颗退役、2 颗无法使用）。Galileo 曾多次发生过短期服务中断。

► GLONASS：是由苏联（现由俄罗斯）研制建设的卫星导航系统，可为提供全天候、 高精度的三维位置、三维速度和时间信息。GLONASS 于 2011 年年底实现全球笼罩， 现在有 24 颗卫星正常事情。北斗：履历三代 26 年建设，2020 年开始向全球提供服务北斗卫星导航系统根据“先有源、后无源”、“先区域、后全球”的生长思路，在“三步 走”的总体计划下分步实施。

北斗三号组网结构由 3 颗静止轨道卫星（GEO）、 3 颗倾斜 轨道卫星（IGSO）、 24 颗中轨道卫星（MEO）组成，此外还包罗 5 颗试验卫星；MEO 卫星匀称漫衍在 3 个轨道面。► 凭据《北斗技术与工业生长白皮书（2019）》， 北斗三号计划于 2020 年向全球用户提 供定位导航授时、短报文通信、国际搜救三种服务，向中国及周边地域提供星基增 强、地基增强、细密单点定位和区域短报文通信四种服务5。► 北斗三号已全面突破焦点关键技术，完成地面验证，并在保留北斗二号短报文功效 的前提下，全面提升相关性能。精准农业与高精度测绘是高精度领域的两个重要应用场景。

2018 年，我国高精度卫星导 航产值 66.1 亿元，YoY+5.0%，2010~2018 年 CAGR 25.1%。其中高精度 GNSS 吸收机 2018 年市场规模为 18.9 亿元，根据国产高精度 GNSS 吸收机销量约占 50%的比重测算，我国 高精度北斗吸收机规模到达 9.45 亿元。NDP Consulting 凭据 2005~2010 年北美市场数据 测算，在农业领域全面应用 GPS 可以增加 10%的产量、降低 15%的成本投入，在测绘领 域全面应用 GPS可降低 59.8%的人力成本、降低 30%的资本投入、降低 32.4%的能源成本。

精准农业：应用前景辽阔，2025 年市场规模可达 113 亿元 我国北斗自动驾驶系统农机渗透率低于 1%，远远落伍于美国 40%的渗透水平。精准农业 是指应用差别的技术息争决方案来治理农业生产的多变性，以提高作物产量和淘汰情况 影响，资助农民提高效率。停止 2018 年底，由我国自主研发的北斗智能化农机监控终端 设备在 21 个省市区、378 个县市、1200 多个农场推广应用，累计装机量凌驾 30000 台， 笼罩 6000 万亩耕地。

其中，新疆已经推广安装了北斗自动驾驶终端凌驾 10000 台，精准 农业作业面积凌驾 1200 万亩。我国 2025 年精准农业市场规模可达 113 亿元。凭据国家统计局，我国 2018 年大中型农 业拖拉机数量为 422 万台；凭据《2019 中国卫星导航与位置服务工业生长白皮书》，我 国 2018 年农机数量为 3 万台，盘算渗透率为 0.71%。

我们预计 2025 年我国北斗导航渗 透率将划分上升至 4.84%（假设每年增加 0.59%）；预计未来农机数量根据 3.83% （2016~2017）的增长率增长，2025 年我国农机数量将到达 549 万台；根据单台农机导 航设备价钱 4.25 万元（2020 年价钱为 5.5 万元，假设每年降低 0.25 万元）测算，2025 年精准农业市场规模达 113 亿元（仅思量北斗农机导航设备）。高精度测绘：预计 2025 年 GNSS 测绘仪器市场规模 26.90 亿元测绘仪器是在工程计划设计、施工及谋划治理等领域应用广泛，可以实现种种定向、测 距、测角、测高、测图等功效。卫星导航测绘仪器从技术、精度、数字化、功效应用、 数据处置惩罚等方面全面逾越通例测绘仪器。

据统计，2015 年 GNSS 测绘仪器市场规模 15.02 亿元、YoY+6%。我们判断，随着国家基 础设施建设、国家地理国情监测、城镇化战略的不停推进，卫星导航测绘仪器市场将保 持稳定增长，2025 年市场预计可达 26.90 亿元。智慧都会：北斗高精度定位赋能智慧都会生长北斗导航系统有望在智慧都会建设中获得广泛应用。停止现在，我国智慧都会试点名单 近 300 个，随着物联网、云盘算等技术的生长，智慧都会作为新型信息化的都会形态， 未来生长前景辽阔。

北斗卫星导航系统是智慧都会的重要基础设施之一，在都会燃气、 城镇供热、电力电网、供水排水、智慧交通、智慧养老等多种行业提供了北斗高精度服 务。千寻位置有望加速北斗在 IoT 领域的应用。

2015 年 8 月，阿里巴巴与中国武器工业配合 出资设立千寻位置。千寻位置基于北斗卫星系统（兼容 GPS、GLONASS、Galileo）基础定 位数据，使用广泛全国的北斗地基增强站及自主研发的定位算法，通过互联网技术举行 大数据运算，为遍布全国的用户提供精准定位及延展服务7。

千寻位置自建立以来，与多 方互助，重点结构无人驾驶、无人机、电子舆图、共享单车等领域，助力北斗系统应用 推广。北斗系统在 5G 基站授时领域有辽阔应用前景► 现在 4G 网络时间同步需求为±1.5μs，而未来 5G 网络时间同步的需求为±130ns，网 络 PRTC 设备的时间同步要求为±30ns，这些为 5G 通信系统的正常运行和增值服务 带来挑战。

依托国家尺度时间，应用北斗卫星，可使全网任意节点间的时间同步精 度优于 30ns。► 现在，基于北斗的 4G 通信基站时间同步设备，已乐成应用于中国移动通信团体新 疆有限公司、河南省电信公司的现网中；基于北斗的 5G 通信基站时间同步设备， 已在中国移动通信团体上海有限公司的现网中通过了入网测试，为其应用到 5G 同 步网中拿到了入网通行证，我们认为，将陪同着 5G 的正式商用而举行规模化的部 署。预计 2025 年我国卫星导航产值达 8050 亿元，北斗导航产值达 6440 亿元 ► 工业产值： 《2019 中国卫星导航与位置服务工业生长白皮书》的数据统计显示，2018 年中国卫星导航与位置服务工业产值达 3,016 亿元、YoY+18%，2012-2018 年 CAGR 达 24%，其中北斗对工业的焦点孝敬率达 80%。凭据前瞻研究院预测，2019-2025 年，中国北斗卫星导航产值增长率将保持在 15%左右，预计到 2025 年我国北斗工业 产值或将达 6440 亿元。

► 分工业链环节来看：2018 年终端集成和运营服务占比划分为 35%和 42%。随着工业 链成熟，各环节竞争加速，特别是终端集成环节，2018 年同比淘汰 2ppt。多年的市 场积累使终端需求逐渐稳定，终端价钱稳中趋降，终端设备附加值较低且其市场竞 争压力显着，而下游的运维服务则具有较强的灵活性，推动下游运维服务环节快速 增长，在工业链中涨幅最快。

建议关注公司：中国卫星，海格通信，北斗星通等 北斗工业链主要包罗 1）芯片：关注拥有技术优势及资质壁垒的企业；2）板卡：关注具 有技术优势并能在国产化历程中占据先发优势的企业；3）终端：关注在通导一体化领域 结构较早、技术更优的企业；4）运营服务：2018 年我国有 16 家企业具备分理级服务资 质，关注具有资质壁垒与规模效应的企业。卫星遥感：商业应用快速崛起全球卫星遥感市场：美国在遥感卫星运营、制造、分辨率等方面遥遥领先 卫星遥感（Satellite Remote Sensing）即卫星从高空通过传感器探测和吸收来自目的物体 的信息（如磁场、电磁波、电场、地震波等），进而识别物体的属性及其空间漫衍等特征。现在，卫星遥感数据已广泛应用于基础地理信息测绘、智慧地理空间框架建设、农业、 林业、领土资源、勘探等领域。

遥感系统由遥感器、遥感平台、信息传输和信息处置惩罚设 备组成，其中遥感器是遥感系统的焦点。据 UCS（The Union of Concerned Scientists）统计，停止 2019 年 9 月 30 日，全球在轨卫 星总计 2218 颗，其中共有 838 颗为遥感卫星，占比 38%，仅次于通信卫星。► 从国别来看：美国遥感卫星数量（426 颗、51%）遥遥领先，远高于位列第二的中国 （157 颗、19%）；► 从轨道来看：以近地轨道（LEO）遥感卫星为主、占比约 94%；近地轨道部署遥感卫 星，具有卫星成本低、发射用度低、无轨位限制等特点；► 从载重来看：以小卫星及微纳卫星为主、合计占比 68%；遥感卫星越来越小型化、 星座化，研制周期短、成本低。美国在遥感卫星运营、制造、分辨率等方面遥遥领先。

从在轨卫星数量来看，遥感卫星 运营商 Top10 中，美国 Planet Labs 运营遥感卫星数量 233 颗，美国 Spire Global 运营遥感 卫星数量 84 颗；我国长光卫星运营遥感卫星 12 颗、跻身前十。遥感卫星制造商 Top10 中，美国 Planet Labs 研制遥感卫星数量 218 颗，我国空间技术研究院研制遥感卫星数量 72 颗。

从遥感卫星分辨率来看，美国 Digital Globe 的 WorldView-3/4 分辨率可达 0.31m， 领先世界；我国四维世景的高景一号分辨率可达 0.5m，具有领先优势。遥感卫星的主要用途: 现在国防宁静为主，基建、情况监测等商业用途快速崛起凭据 Euroconsult 统计，2017 年，全球商业遥感数据及增值服务市场规模 46 亿美元。

其 中数据市场规模为 14 亿美元、数据增值服务市场规模为 32 亿美元，增值服务市场增长 （已往 5 年 CAGR 7%）快于数据市场（已往 5 年 CAGR 5%）。根据数据市场增长 CAGR=5%、 增值服务市场 CAGR=6%测算，2025 年数据市场规模为 22 亿美元，增值服务市场规模为 51 亿美元。

国防应用占全球商业遥感数据市场 61%，行业级应用在全球商业遥感增值服务市场占比 较高。据 Euroconsult 统计，基建相关的行业应用（如测绘制图、土地清册等）在全球商 业遥感数据市场和增值服务市场划分占比 9%和 26%，而国防应用在数据与增值服务市场 占比划分为 61%与 18%。► 自然资源：艾伦珊瑚图集（Allen Coral Atlas）是由 Planet Labs 对地球上珊瑚礁群捕 捉到的高分辨率图像。

亚利桑那州立大学和昆士兰大学的研究团队密切互助，对图 像中阻挡洋底景致的大气层和海水等元素举行去除并分析“清洁”后的图像，从而 探测到珊瑚礁的白化现象。艾伦珊瑚图集能够对掩护珊瑚礁生态系统提供重要的数 据支持。► 情况监测：Starling 由空客、非营利组织 Forest Trust 和总部位于荷兰的 SarVision 联 合开发，向雀巢、费列罗等公司提供森林监测服务，资助其完成“供应链零砍伐” 的答应。

我国卫星遥感工业生长时机：小型卫星尚有较大生长空间 2014 年以来我国遥感卫星发射数量显着增加，微纳卫星尚有较大生长空间。凭据 UCS 统 计数据，停止 2019 年 9 月 30 日，我国在轨遥感卫星 157 颗，其中 2014~2019 年发射的 遥感卫星数量占比 73%，发射数量显着增加；微纳卫星占比仅 23%，尚有较大生长空间。

► 技术层面：美国于 1999 年发射了全色分辨率 1m 级的遥感卫星，法国、以色列、印 度等也陆续步入亚米级的遥感卫星行列，美国 WorldView-4 的空间分辨率已到达 0.31m。我国高景一号、高分二号的空间分辨率虽然已经进入亚米级，但遥感数据精 度仍有提升空间。

► 应用层面：我国遥感行业应用条理、深度和广度远不及美国，应用主要集中于政府 部门、科研机构和大型国有企业。在此次防疫抗疫中，卫星遥感广泛应用于复工复 产监测。1）遥感卫星对夜间地球外貌的光明数据显示，中国夜间灯光数据正在回升。

以京津冀地域为例，夜间灯光明度自 2 月下旬起泛起提升；2）使用通信卫星和岸基 基站获取的船舶数据显示，中国沿海及内河的船舶活跃度正在快速恢复，口岸船舶 航迹密度的提升讲明船舶出港、航行的活跃度提升。建议关注公司：DigitalGlobe，Planet Labs，长光卫星卫星通信：低轨卫星通信吸引全球关注卫星通信与车联网的有机联合：Starlink 车联网和 Tesla 联合，相比 4G 车联网建设规模较 小，可以实现汽车在大规模内的联网，同时可以实现通信+导航的一体化。Starlink 可以 打破车联网建设资本开支较高和笼罩较差的问题，大量地域可以通过卫星联网笼罩。

甚 至可以在未来火星探测中实现车联网毗连。但基于 Starlink 的车联网仅可实现 V2N 和 V2V 的通信，难以实现 V2I 和 V2P 的通信，相比现有提出的路面车联网的功效略逊一筹。卫 星互联网与车联网联合，可以打破车联网建设资本开支较高和笼罩较差的问题。

卫星通信和地面通信相比在笼罩面积上具有优势。1）优势：笼罩面积广；2）劣势：由 于轨道位置较远、发星成本较高等原因，具有信号时延长、笼罩深度弱、通信速率低等 缺点，因此需要新的终端支持。在用户规模有限的境况下资费较贵。新兴应用太空旅行：Virgin Galactic，Blue Origin，SpaceX 太空旅行一般是指非以执行任务为目的而搭乘航天器航行的运动。

2001~2009 年，有 7 位太空游客乘坐俄罗斯同盟号飞船飞往国际空间站，共举行 8 次太空航行。近几年一些 商业航天公司，如 Virgin Galactic、Blue origin 都在致力于普及太空旅行。Virgin Galactic太空旅行领域内的首家上市公司。

Virgin Galactic（维珍银河）由 Virgin Group（维珍团体） 首创人建立，2019 年上市（股票代码 SPCE）， 旨在提供私人太空旅行服务，现在维珍银 河的单次船票订价为 25 万美元，可连续航行时间约 90 分钟。2018 年 12 月和 2019 年 2 月，Virgin Galactic 乐成完成两次载人航行；2019 年 7 月，公司与 Hedosophia 宣布合并； 2020 年 2 月公司开放“One Small Step”在线预订通道，客户可通过支付 1000 美元可退 还押金举行预订。

2019 财年，维珍银河实现收入 400 万美元，净利润-2.1 亿美元；现阶 段，Virgin Galactic 主要通过运输科学有效载荷并提供工程服务来实现收入。400 笔太空旅行定金，约 1 亿美元的潜在收入。

停止 2020 年 4 月 29 日，已有 9,160 位用 户注册咨询；已收到来自 44 个国家的客户、累计 400 笔定金，意味着 1 亿美元的潜在收 入。► 运载飞机 Carrier Aircraft：白骑士 2 号（WhiteKnightTwo）是 Virgin Galactic 的运载飞 机，使用双机身，旨在搭载太空飞船 SpaceShipTwo，在航行到高度约 45,000 英尺时， 释放太空飞船，太空飞船再飞向太空。► 太空飞船 Spaceship：太空船 2 号（SpaceShipTwo）是一种可重复使用的太空船，能 够携带两个航行员和多达六名未来的宇航员进入太空，然后宁静地将其返回地球。从运载飞机释放后，可连续航行时间约 90 分钟。

Blue Origin2000 年，由亚马逊 CEO Jeff Bezos 建立；2014 年进入轨道航行领域，同团结发射同盟公 司（ULA）签订互助协议，为其在研火箭研制 BE-4 火箭发念头；2015 年 11 月，告竣亚 轨道火箭“新谢泼德”的垂直着陆接纳，是第一个乐成接纳的火箭；2018 年 4 月，乐成 试飞并接纳“新谢泼德”2.0 航行器，此次航行到达未来任务的目的高度；现在，Blue Origin 预计于 2020 年举行首次载人航行，业界预估票价在 20 万美元左右，但公司尚未正式 宣布票价与售票。俄罗斯同盟号自费太空旅行最早起源于 2001 年美国巨贾 Dennis Tito 对俄罗斯“宁静号”空间站赞助的 交流条件，后被俄罗斯航空部门开发为“太空旅游”商业项目。

每位游客必须经由严格 的体检和训练才气有幸成为太空游客。太空旅程约莫十天，“门票”价钱以俄罗斯卢布计 算，约 2000 万美元。SpaceXSpaceX 于 2018 年 9 月正式宣布将在 2023 年送日本亿万富翁前泽友作举行为期一周的绕 月航行；2020 年 2 月与 Space Adventures 签约，计划于 2021 年底或 2022 年年头带最多 4 名游客实现太空旅行；2020 年 3 月，与 Axiom Space 签约，计划于 2021 年下半年用载 人龙飞船将 3 名游客送往国际空间站，旅程为期 10 天，此趟太空旅行的票价约莫为 5500 万美元。

太空采矿：Deep Space Industries，Planetary Resources，起源太空 在火星和木星行星带上，现在已知有凌驾 9000 颗直径大于 46 米的小行星，其中不少拥 有重金属、碳等矿石资源以及水资源，这些资源将会为地球带来无尽的价值。太空采矿 主要涉及执法和技术两方面。执法上：现在美国和卢森堡是唯一对太空采矿立法的国家。

2015 年 11 月，美国通过《太 空采矿法》赋予美国公民获取太空资源的权利； 2017 年 8 月，卢森堡通过《太空采矿法》， 允许私营企业太空采矿，正当采回的矿物归企业所有。技术上：现在技术是阻碍人类举行太空采矿的最大障碍，可是已经有一些公司与研究机 构致力于小行星采矿的相关事情，未来生长值得期待。

市场空间：凭据美国市场调研机构 Markets and Markets，2018 年太空采矿的市场规模为 6.5 亿美元，2025 年市场规模预计可以到达 28.4 亿美元。► Deep Space Industries：是一家总部位于美国的专门从事小行星采矿研究的公司， 2015 年在卢森堡服务处启动了“SpaceResources.lu”计划，旨在在卢森堡建立太空采 矿生态系统及执法框架。DSI 在小行星采矿技术上已取得很大生长，2015 年 5 月已 经发射了第一艘太空飞船，对其小行星勘探技术举行了测试；2016 年 1 月 28 日， 乐成地实现了首次编队卫星无人操控式自主轨道灵活测试。

2019 年 1 月被 Bradford Space 收购。► JAXA：为日本宇宙航空研究开发机构，其 2003 年发射的“隼鸟 1 号”是首个对小天体采矿的飞船，于 2010 年返回地球，带回约 1500 粒岩石样本，包罗有橄榄石，辉 石，斜长石和硫化铁等矿物。2014 年，JAXA 发射了“隼鸟 2 号”，并在 2019 年 4 月成为第一个乐成“轰炸”小行星的探测器。现在“隼鸟 2 号”携带所收罗的岩石 样本，正在返回地球。

► Planetary Resources：总部位于卢森堡，目的是开采小行星中的水资源，用来在太空 中生产推进剂或作为人类在太空中的生命保障支持。2018 年 1 月，公司乐成发射 6U 立方体卫星 Arkyd-6，并对水资源探测举行了测试。2018 年 10 月 31 日，公司被区 块链公司 ConsenSys 收购。► 起源太空：是我国现在唯一一家小行星采矿公司，2017 年在北京建立。

2019 年 9 月，搭载着该公司研发的以探测为目的的小型紫外光学望远镜的卫星乐成发射；2019 年 10 月，获得来自经纬中国的天使轮、线性资本的天使+轮，总计近 5000 万人民币 的投资。起源太空预计在 2021 年发射航天器对小行星举行抵近探测，在 2025 年 完成小行星首次商业开采。深空探测：空间科学探索的重点偏向之一深空探测是指人类对月球及更远的天体或空间情况开展的探测运动，作为人类航天运动 的重要偏向和空间科学与技术创新的重要途径，是当前和未来航天领域的生长重点之一。

► 开展深空探测的主要研究工具一般由近及远：一般而言，月球是深空探测的起点； 火星是月球之后的又一个探测热点；近年来，小天体探测也日益受到重视。► 探测方式：一般而言，包罗飞越、硬着陆、围绕、软着陆、无人采样返回、载人探 测等形式。

（陈诉看法属于原作者，仅供参考。陈诉泉源：中金公司）获取陈诉请登录未来智库www.vzkoo.com。

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