商業衛星測控發展現狀及趨勢

郭夏銳 （中國長城工業集團有限公司）

商業航天是采用市場化手段，運用市場機制或按市場規律開展的航天活動，具有產業鏈條長、服務領域廣、帶動作用強等特點[1-2]。當前，全球商業衛星及應用產業正處于能力和市場快速發展的鼎盛時期，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星，確定其運行軌道；接收、處理衛星的遙測數據，監視其工作狀況；依據衛星的工作狀態和任務，控制衛星的姿態、運行軌道；接收和分發有效載荷數據；實時提供衛星的遙測信息、運行軌道和姿態等數據[5-6]。與商業衛星的井噴式發展相比，作為宇航業務關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航天健康有序發展的重要因素。

1 國內外商業測控現狀

國外現狀與發展

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，也滿足了商業公司對低成本、高效率的追求，促進了商業測控公司的發展。

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

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

2）初創測控運營商在投資基金的支持下，迅速發展進入市場。日本信息恒星公司已獲得空客公司（Airbus）領投的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，領投方為百度風投。這些公司通過共享測控站加盟的方式構建網絡，提供低成本靈活高效的測控服務，滿足新興商業航天公司的需求。

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

國外開展衛星商業測控的主要公司情況

國內現狀與發展

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

另一方面，部分行業用戶如中國衛通集團、二十一世紀公司等為自有的衛星建立了相應的地面測控站，負責衛星的平臺和載荷測控。西北工業大學、南京航空航天大學、珠海歐比特宇航科技股份有限公司等高校和企業建設依托各自的科研和商業項目建設了U/V頻段測控站。“鴻雁”全球低軌移動衛星星座、“虹云”低軌星座等也計劃通過自有關口站和星間鏈路組成測控網開展星座測控。這類測控站大都支持行業專業衛星，不支持其他衛星測控。2015年以后，在商業航天熱潮的驅動下，國內成立了多家民營測控公司，謀劃和建設了部分測控站為立方星、微小衛星等提供測控支持。2019年6月，長征十一號海射型固體運載火箭發射，北京航天馭星科技有限公司、北京天鏈測控技術有限公司等民營公司為火箭和多顆衛星提供了火箭測控、衛星入軌測控以及境外測控。總體而言，商業測控領域正處在政策和能力的成長期。

2 商業測控分析

市場總需求

商業航天的發展是衛星測控服務發展的基礎。根據歐洲咨詢報告的統計和預測，未來10年全球計劃發射3600顆小衛星，總市場價值預計將達到220億美元，將較過去十年增加了76%。根據英國撒拉弗公司（Seraphim）宇航指數的統計信息，2016－2017年間全球商業測控及接收領域的總投資為1.19億美元，占商業航天領域總投資額26億美金的4.6%。從長期需求上來看，目前全球商業航天處于星座等空間基礎設施的建設階段，衛星測控作為下游產業，具有后發優勢，市場潛力大。

全球商業航天總市值預測

2016-2017年全球商業航天投資額（單位：十萬美元）

目標市場

國內商業航天測控服務的目標市場有商業衛星測控、出口衛星測控及發射及早期軌道階段測控支持三類。截至2018年底，國內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，客戶對衛星測控及在軌管理的專業服務有著迫切的需求。第二個目標市場為我國出口衛星的應急和備份測控服務。我國出口衛星的國際客戶通常不具備應急測控能力，對衛星交付后的應急測控、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的特點，既能夠在衛星在軌交付完成后帶來持續現金流，也能夠服務客戶促進后續項目的二次開發。最后，衛星發射對商業測控服務也有著明確的需求。在合適地點建設海外測控站能夠優化發射及早期軌道測控方案，支持火箭的海外和海上發射，降低發射測控費用，推動商業航天的發展。

市場供給及競爭分析

面向商業微小衛星市場，國際成熟測控運營商已提前布局增加了市場供給。康斯博格衛星服務公司建設了由3.7m和4.2m口徑天線組成的KAST Lite衛星測控網，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航天的需求牽引下營業收入均出現了明顯增長。瑞典空間公司在2015年營業收入增加了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航天領域，兩家公司的在華業務還主要集中于地面站托管服務。

國內民營商業測控市場以創業團隊成立的初創公司為主體，盡管民營企業提出和建設了部分地面測控系統，但沒有形成能夠提供穩定、安全、持續測控服務的能力，有初步的營業收入但尚未實現盈利。從行業周期上分析，目前國內市場上的活躍企業不足十家，企業大多處在A輪，沒有形成龍頭企業，整個行業尚處于引入期，潛在市場規模大。

商業測控服務行業周期分析

風險及政策

國內開展商業測控面臨的主要風險為衛星S頻段上行的政策風險和行業的準入風險。國內S頻段上行屬于國家資源，主要用于國防或政府主導的民用衛星測控。頻段申請由工信部統一組織協調，航天工程研究所具體負責落實，西安衛星測控中心統一管理。但境外S頻段地球站上行無需國內協調。X、Ka等業務頻段開展測控也無相關管控措施。在境外建設S頻段和X頻段測控站能夠有效的實現國內政策風險的規避。

在行業準入方面，國防科工局等主管機關沒有實施準入審批，國內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星測控服務業務，但地面站建設需獲得工信部無線電管理局頒發的無線電臺執照。

政策方面，商業、政府層面也在積極爭取衛星測控權的進一步開放，國防測控資源也越來越聚焦于軍事作戰和軍事需求，這為國內商業衛星測控管理帶來了政策利好。2015年10月國務院發布《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃（2015－2025）》，鼓勵航天軍民結合新型產業資本進入航天領域。

3 建議

統籌已有測控資源

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，中國航天出口的衛星項目已在全球范圍內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瑞拉和巴基斯坦建設的S/X頻段地面站，為通信衛星客戶在尼日利亞、玻利維亞、白俄羅斯、阿爾及利亞等國家和地區建設的C頻段地面站。這些地面站主要為該國的單顆衛星實施測控任務，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，能夠實現資源的優化配置，快速形成能力。

以測控為基礎拓展應用服務

衛星測控是開展衛星應用和航天服務的手段和基礎性平臺，由于商業衛星承擔不同的任務，采用不相同的平臺和測控體制，在建設初期就應開展測控與接收一體化設計，并兼容S、X、Ka等不同的頻段。在建設完成后，以測控和接收網絡為依托，將測控服務業務逐步向在軌管理、航天應用服務等領域延伸，帶動衛星數據應用、低軌星座運營等業務的拓展。

選擇戰略位置進行建站

商業星座測控具有測量目標多、分布廣泛、數傳率高、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，統籌考慮不同業務的要求。北極的高緯度能夠極大的提高天線測控和接收的效率。南太平洋區域能夠彌補中國航天測控網在南太區域無固定測控資源的空白，優化我國發射及LEOP測控方案，降低成本和費用。