699
當(dāng)前階段，隨著國(guó)內(nèi)5G的日益普及，地面移動(dòng)通信技術(shù)逐漸進(jìn)入發(fā)展的瓶頸期；而衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，推動(dòng)衛(wèi)星通信領(lǐng)域呈現(xiàn)出百舸爭(zhēng)流、欣欣向榮之勢(shì)，并成為下一個(gè)高速發(fā)展的“風(fēng)口”。從產(chǎn)業(yè)、技術(shù)、應(yīng)用等多個(gè)維度來(lái)看，地面移動(dòng)通信技術(shù)、空間衛(wèi)星通信技術(shù)的不斷演進(jìn)，推動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)加速向空地一體化融合發(fā)展，空地技術(shù)融合的趨勢(shì)不可阻擋。
我國(guó)的地面移動(dòng)通信具有基礎(chǔ)設(shè)施完善、技術(shù)成熟、單位流量資費(fèi)低等特點(diǎn)；而衛(wèi)星通信由于不受地域限制，可以在通信、導(dǎo)航、遙感等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。然而，單一的地面移動(dòng)通信或者衛(wèi)星通信均難以滿足當(dāng)前日益多樣化的應(yīng)用需求，唯有空地技術(shù)融合才能解決這一難題，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供新的機(jī)遇。
01、國(guó)家高度重視空地融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展
近年來(lái)，黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視空地融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2024年3月，國(guó)務(wù)院總理李強(qiáng)在十四屆全國(guó)人大二次會(huì)議上作政府工作報(bào)告，報(bào)告中提到“積極打造生物制造、商業(yè)航天、低空經(jīng)濟(jì)等新增長(zhǎng)引擎”；7月，“發(fā)展通用航空和低空經(jīng)濟(jì)”被寫(xiě)入黨的二十屆三中全會(huì)通過(guò)的《中共中央關(guān)于進(jìn)一步全面深化改革推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化的決定》。空地融合產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的代表，受到政策層面的大力支持；而技術(shù)層面也在快速推進(jìn)，引領(lǐng)未來(lái)交通、物流、應(yīng)急救援以及人們生活方式等的重大變革。然而，由于空地融合產(chǎn)業(yè)涉及多個(gè)領(lǐng)域、學(xué)科、監(jiān)管部門，交叉融合之下，難免存在頂層設(shè)計(jì)、政策監(jiān)管、空域管理等方面的問(wèn)題，而國(guó)家和產(chǎn)業(yè)層面也已從各個(gè)方面嘗試解決上述問(wèn)題。
在政策層面，目前國(guó)家、地方已經(jīng)相繼出臺(tái)多項(xiàng)政策措施促進(jìn)空地融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國(guó)家層面開(kāi)始優(yōu)化頂層設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌行業(yè)發(fā)展進(jìn)程。以低空產(chǎn)業(yè)為例，2024年12月25日，國(guó)家發(fā)展改革委成立低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展司，負(fù)責(zé)擬訂并組織實(shí)施低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略、中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃。而此前，工業(yè)和信息化部成立了低空產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組，中國(guó)民航局成立了促進(jìn)低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展工作領(lǐng)導(dǎo)小組。上述新成立的政府部門將通力合作，統(tǒng)籌低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，解決低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中面臨的實(shí)際問(wèn)題，如空域管理、安全監(jiān)管、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，規(guī)范行業(yè)發(fā)展秩序，保障低空經(jīng)濟(jì)健康、有序發(fā)展。
在監(jiān)管層面，相關(guān)部門在衛(wèi)星和低空領(lǐng)域雙管齊下。2022年9月23日，國(guó)務(wù)院辦公廳下發(fā)《關(guān)于深化電子電器行業(yè)管理制度改革的意見(jiàn)》，將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備納入進(jìn)網(wǎng)許可管理；工業(yè)和信息化部在已經(jīng)執(zhí)行衛(wèi)星移動(dòng)終端、衛(wèi)星地球站管理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的監(jiān)管辦法。在低空領(lǐng)域，2024年1月3日,交通運(yùn)輸部公布施行《民用無(wú)人駕駛航空器運(yùn)行安全管理規(guī)則》，規(guī)定了中型、大型民用無(wú)人機(jī)的適航管理方式，包括設(shè)計(jì)批準(zhǔn)、生產(chǎn)批準(zhǔn)和適航批準(zhǔn)。根據(jù)運(yùn)行場(chǎng)景及對(duì)應(yīng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，明確了無(wú)人機(jī)適航管理原則、分類和適用的證件類別。同時(shí)，還強(qiáng)化了無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)申請(qǐng)人和持證人適航主體責(zé)任，并提出條例實(shí)施前已經(jīng)設(shè)計(jì)定型的存量中、大型無(wú)人機(jī)適航管理平穩(wěn)過(guò)渡的政策安排。下一步，民航局將加快推進(jìn)空域分類管理落地實(shí)施，進(jìn)一步提升適航審定能力，協(xié)調(diào)傳統(tǒng)通用航空、無(wú)人駕駛航空等低空經(jīng)濟(jì)各業(yè)態(tài)的市場(chǎng)發(fā)展，迭代升級(jí)低空飛行的安全監(jiān)管體系。
02、空地產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀
地面通信運(yùn)營(yíng)商加速推進(jìn)5G-A建設(shè)
我國(guó)5G商用已經(jīng)進(jìn)入第六個(gè)年頭，地面移動(dòng)通信步入5G-A全新發(fā)展階段。在2024年上海世界移動(dòng)通信大會(huì)（MWC上海）上，包括通信運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商、終端廠商及應(yīng)用廠商在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈均宣布了各自的5G-A計(jì)劃。作為5G的“升級(jí)版”，5G-A除在頻譜利用效率、傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、連接數(shù)等方面性能顯著提升外，還引入了通感一體、無(wú)源物聯(lián)、內(nèi)生智能等技術(shù)，從而更好地匹配復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景。而包括低空感知飛行在內(nèi)的新型數(shù)字化場(chǎng)景，正成為5G-A的重要應(yīng)用領(lǐng)域。5G-A作為5G的進(jìn)階版本,以其超高速率、超大連接數(shù)、超低時(shí)延等特性,為低空經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持和安全保障。從無(wú)人機(jī)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操控、高清視頻回傳,到低空交通管理的數(shù)字化、智能化,5G-A通感一體技術(shù)全天候、無(wú)死角、高精度、低成本的核心優(yōu)勢(shì)日益凸顯,與衛(wèi)星通信技術(shù)一起成為構(gòu)建全域連續(xù)感知低空網(wǎng)絡(luò)的重要支撐。
衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商強(qiáng)化衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)營(yíng)工作
在“十四五”規(guī)劃收官之際，我國(guó)衛(wèi)星航天領(lǐng)域的各支“國(guó)家隊(duì)”也爭(zhēng)先恐后地推進(jìn)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。在高通量衛(wèi)星方面，由中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司五院采用東方紅三號(hào)E衛(wèi)星平臺(tái)研制的中國(guó)國(guó)產(chǎn)首顆全電推通信衛(wèi)星“亞太6E”，于2024年11月15日在香港圓滿通過(guò)了衛(wèi)星在軌技術(shù)驗(yàn)收評(píng)審和地面系統(tǒng)最終技術(shù)驗(yàn)收評(píng)審，標(biāo)志著該衛(wèi)星完成在軌測(cè)試，正式投入運(yùn)營(yíng)。
在低軌衛(wèi)星方面，上海垣信衛(wèi)星公司部署的“千帆星座”分別于2024年8月6日、10月15日以及12月5日，由長(zhǎng)征六號(hào)改運(yùn)載火箭順利發(fā)射入軌。“千帆星座”三批組網(wǎng)衛(wèi)星均為平板式高通量寬帶通信衛(wèi)星，作為上海市政府大力支持的項(xiàng)目，“千帆星座”擬近期完成108顆衛(wèi)星的發(fā)射工作。2021年成立的中國(guó)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌規(guī)劃我國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展，其GW星座計(jì)劃發(fā)射12992顆衛(wèi)星，其中GWA59子星座6080顆，分布在500-600千米的極低軌道；GW-A2子星座6912顆，分布在1145千米的近地軌道。目前已經(jīng)完成首批發(fā)射任務(wù)，預(yù)計(jì)自2025年起進(jìn)入批量發(fā)射階段。
商業(yè)航天企業(yè)積極開(kāi)展衛(wèi)星試驗(yàn)工作
除了各支“國(guó)家隊(duì)”以外，還有包括銀河航天、國(guó)電高科等在內(nèi)的商業(yè)衛(wèi)星公司也在籌劃衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座項(xiàng)目。截至目前，銀河航天已發(fā)射8顆在軌衛(wèi)星，組成了中國(guó)首個(gè)低軌寬帶通信試驗(yàn)星座，構(gòu)建星地聯(lián)合5G試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)——“小蜘蛛網(wǎng)”。2024年9月6日，吉利未來(lái)出行星座第三個(gè)軌道面在太原衛(wèi)星發(fā)射中心以“一箭10星”方式發(fā)射，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道。此前，吉利未來(lái)出行星座已完成兩個(gè)軌道面發(fā)射任務(wù)，有20顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行。整個(gè)星座發(fā)射規(guī)劃分為三期，如今一期規(guī)劃已完成近一半衛(wèi)星部署，預(yù)計(jì)2025年底之前將完成一期建設(shè)，實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫覆蓋。
03、空地融合技術(shù)賦能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)賦能空天地產(chǎn)業(yè)
衛(wèi)星通信是以人造衛(wèi)星作為中繼站，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)終端之間的通信，其特點(diǎn)有以下三個(gè)方面：一是范圍廣，只要在衛(wèi)星發(fā)射的電波所覆蓋范圍內(nèi)，任何兩點(diǎn)之間都可進(jìn)行通信；二是可靠性高，不易受陸地災(zāi)害的影響；三是較為經(jīng)濟(jì)且靈活，能實(shí)現(xiàn)廣播服務(wù)、多址通信，同一信道可用于不同方向或不同區(qū)間連接?；谏鲜鲲@著的優(yōu)勢(shì)，衛(wèi)星通信可廣泛賦能空天地產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
在地面交通領(lǐng)域，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的廣覆蓋、高可靠特性，能夠滿足無(wú)地面通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域車輛之間以及車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間的實(shí)時(shí)通信需求。智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以通過(guò)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)接收交通信息，如路況、事故預(yù)警等。在地面應(yīng)急通信領(lǐng)域，當(dāng)突發(fā)自然災(zāi)害導(dǎo)致地面通信設(shè)施受損時(shí)，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)能夠快速搭建應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，確保救援工作的順利開(kāi)展。
在海洋通信領(lǐng)域，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)可以為遠(yuǎn)洋船舶提供穩(wěn)定的語(yǔ)音通信、數(shù)據(jù)傳輸和互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。船員可以通過(guò)衛(wèi)星通信設(shè)備與家人、船運(yùn)公司保持聯(lián)系，傳輸船舶運(yùn)營(yíng)相關(guān)的數(shù)據(jù)，如貨物狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等。在船舶導(dǎo)航定位領(lǐng)域，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，為船舶提供高精度的定位服務(wù)，有助于船舶在復(fù)雜的航道、港口等區(qū)域進(jìn)行精確的航行操作。
在民用航空領(lǐng)域，目前基于高軌衛(wèi)星的窄帶語(yǔ)音通信服務(wù)已經(jīng)成為國(guó)際民航客機(jī)前艙通信的重要配置，而基于高通量衛(wèi)星的民航客機(jī)后艙娛樂(lè)應(yīng)用也已逐漸在全國(guó)各個(gè)航司的客機(jī)中推廣使用。隨著低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，具有更大容量、更低時(shí)延的衛(wèi)星技術(shù)將滿足日益增長(zhǎng)的飛機(jī)聯(lián)網(wǎng)需求。在低空領(lǐng)域，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以作為低空經(jīng)濟(jì)的重要技術(shù)載體，為無(wú)人機(jī)提供通信和定位支持，擴(kuò)展其作業(yè)范圍和應(yīng)用場(chǎng)景，如無(wú)人機(jī)快遞、無(wú)人機(jī)巡檢等。
移動(dòng)通信技術(shù)促進(jìn)空間產(chǎn)業(yè)應(yīng)用
地面移動(dòng)通信技術(shù)作為全球覆蓋人群最廣的通信技術(shù)，經(jīng)不斷迭代升級(jí)已具備十分完善的產(chǎn)業(yè)鏈，能夠提供高可靠、高速率、低成本的通信服務(wù)。在空地融合一體化發(fā)展的大背景下，地面移動(dòng)通信不僅可以服務(wù)于地面產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，隨著5G技術(shù)的演進(jìn)和增強(qiáng)，其“通感算智”融合發(fā)展的特性還將推動(dòng)低空智聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，滿足無(wú)人機(jī)通信、機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面通信等需求，為空天地一體化通信網(wǎng)絡(luò)提供更強(qiáng)大的技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)更加智能、高效的空地通信服務(wù)。
在民用航空領(lǐng)域，目前地面運(yùn)營(yíng)商正在大力推進(jìn)的5G地空通信（5G-ATG）技術(shù)，是基于5G移動(dòng)通信技術(shù)通過(guò)在飛機(jī)航線上設(shè)置符合國(guó)家規(guī)定的基站設(shè)備，讓地面與飛機(jī)機(jī)艙建立地空通信網(wǎng)絡(luò)連接，使乘客在機(jī)艙內(nèi)通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)接入方式訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù)，也是5G等新技術(shù)在航空互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的新應(yīng)用和新業(yè)態(tài)。與此同時(shí)，同樣出身于5G移動(dòng)通信技術(shù)的5G AeroMACS（航空5G機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)）也在民航部門的大力推進(jìn)下，在“機(jī)-車-場(chǎng)道-設(shè)施”協(xié)同運(yùn)行應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行示范并在行業(yè)內(nèi)推廣，深化新一代航空寬帶通信系統(tǒng)在民航各領(lǐng)域的應(yīng)用。
在低空領(lǐng)域，低空經(jīng)濟(jì)既是國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，又是新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表，日益成為拉動(dòng)新一輪經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要引擎。5G-A作為5G的進(jìn)階版本，逐漸成為地面運(yùn)營(yíng)商大力發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)基石。5G-A通感一體技術(shù)擁有的超高速率、超大連接數(shù)、超低時(shí)延等特性，可為低空經(jīng)濟(jì)提供強(qiáng)大的技術(shù)支持和保障，使得空中無(wú)人機(jī)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操控、高清視頻回傳，以及地面交通管理的數(shù)字化、智能化成為可能。
04、空地產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
地面通信運(yùn)營(yíng)商進(jìn)一步加強(qiáng)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)
地面通信運(yùn)營(yíng)商加快進(jìn)入衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。中國(guó)移動(dòng)已于2024年2月，發(fā)射“中國(guó)移動(dòng)01星”與“星核”驗(yàn)證星，“中國(guó)移動(dòng)01星”是全球首顆可驗(yàn)證5G天地一體演進(jìn)技術(shù)的星上信號(hào)處理衛(wèi)星，“星核”驗(yàn)證星則搭載了6G新型星載核心網(wǎng)“星核”系統(tǒng)。2024年6月，中國(guó)移動(dòng)研究院公布了透明轉(zhuǎn)發(fā)試驗(yàn)星和星上再生試驗(yàn)星試制及配套服務(wù)的中標(biāo)結(jié)果，華為、中興通訊、銀河航天三家企業(yè)中標(biāo)。2024年7月15日，中國(guó)移動(dòng)研究院正式宣布設(shè)立星地融合技術(shù)研究所，全面推進(jìn)空天地一體化技術(shù)演進(jìn)。而中國(guó)電信斥資10億元，于2024年12月3日成立天通衛(wèi)星科技（深圳）有限公司，經(jīng)營(yíng)范圍包括衛(wèi)星通信服務(wù)、衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)處理、衛(wèi)星遙感應(yīng)用系統(tǒng)集成、衛(wèi)星移動(dòng)通信終端銷售等，并成功發(fā)布了國(guó)內(nèi)首個(gè)IoT NTN運(yùn)營(yíng)級(jí)商業(yè)試用網(wǎng)絡(luò)，將直連衛(wèi)星應(yīng)用拓展至新領(lǐng)域。
地面通信運(yùn)營(yíng)商與衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商協(xié)同合作初見(jiàn)端倪
在國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商方面，由中國(guó)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司持股55%、中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)有限公司持股25%、中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)有限公司持股20%的中國(guó)時(shí)空信息集團(tuán)有限公司，于2024年4月20日在雄安新區(qū)注冊(cè)成立，注冊(cè)資本40億元。此外，三大移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商均聯(lián)合衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商、手機(jī)廠商開(kāi)展了基于非地面網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的預(yù)研和端到端通信驗(yàn)證。在國(guó)外運(yùn)營(yíng)商方面，跨國(guó)地面運(yùn)營(yíng)商T-Mobile與美國(guó)星鏈（Space X）公司合作，復(fù)用T-Mobile的地面通信頻率，為普通手機(jī)用戶提供基于星鏈衛(wèi)星的直連通信服務(wù)。美國(guó)衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商AST Space Mobile公司聯(lián)合地面運(yùn)營(yíng)商AT&T，使用Band 5頻段實(shí)現(xiàn)了世界首個(gè)商用存量手機(jī)與衛(wèi)星直連的天基蜂窩語(yǔ)音通話。
空地融合產(chǎn)業(yè)已展現(xiàn)出令人矚目的潛力，但不可否認(rèn)的是，其前行的道路依舊漫長(zhǎng)而充滿挑戰(zhàn)。目前，在技術(shù)層面，衛(wèi)星通信與地面通信技術(shù)各自的發(fā)展路線仍未明確，空地之間通信的無(wú)縫銜接尚未完全成熟，信號(hào)穩(wěn)定性、傳輸速率以及不同網(wǎng)絡(luò)間的切換等問(wèn)題仍待攻克；在產(chǎn)業(yè)層面，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)之間的協(xié)同合作還不夠緊密，上下游企業(yè)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)共享、市場(chǎng)開(kāi)拓等方面仍存在諸多分歧，尚未形成高效整合的發(fā)展模式；在政策層面，相關(guān)的法律法規(guī)和監(jiān)管體系仍在逐步完善之中，在空域資源合理分配、飛行安全保障以及數(shù)據(jù)隱私保護(hù)等方面，還需要更加精細(xì)且全面地規(guī)范。
空地融合產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)全方位、深層次的發(fā)展，無(wú)疑還有很長(zhǎng)的路要走；而空地技術(shù)的融合將為整個(gè)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。相信在不久的將來(lái)，衛(wèi)星與地面通信系統(tǒng)的融合將成為常態(tài)，為全球各行業(yè)的發(fā)展提供更多的可能。
*本文刊載于《通信世界》總第962期 2025年2月25日 第4期原標(biāo)題：《空地技術(shù)融合應(yīng)用為產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造新機(jī)遇》
作者：中國(guó)信通院博鼎實(shí)華 金艦
北京衛(wèi)星電信研究所有限公司 張明云
責(zé)編/版式：王禹蓉
審校：王 濤?梅雅鑫
監(jiān)制：劉啟誠(chéng)
