從(cong)經(jing)濟角(jiao)度看(kan)，通(tong)過空地協(xie)同(tong)(tong)，構建功能完備的智能化(hua)體系，為(wei)各個領(ling)域(yu)提(ti)供高效、安全(quan)、可靠的信(xin)息(xi)傳輸(shu)和協(xie)同(tong)(tong)工(gong)作能力，可以滿足軍(jun)事、民用、商業等(deng)多(duo)領(ling)域(yu)需求(qiu)，創造巨大的經(jing)濟價值(zhi)。從(cong)社會(hui)角(jiao)度看(kan)，通(tong)過信(xin)息(xi)資(zi)源的綜合利用和共享，尤(you)其在地面通(tong)信(xin)難以有效應對的領(ling)域(yu)，為(wei)政府決策、社會(hui)服務(wu)、科(ke)學研究等(deng)方面提(ti)供全(quan)面支持，提(ti)高公(gong)共服務(wu)水平和質量，促進社會(hui)可持續(xu)發展。
總之，空天地一體化作(zuo)為 6G 網絡的重要組成部分，是未來通信技術的發展方向，具有廣泛的應用前(qian)景和卓越價值。
一、國內外發展現狀
空(kong)天地(di)一體(ti)化(hua)作為 6G 核(he)心組成(cheng)(cheng)已列(lie)入多(duo)國創新(xin)戰略(lve)，成(cheng)(cheng)為全(quan)球(qiu)搶(qiang)占的(de)戰略(lve)制高點，國內外加速(su)衛星互(hu)(hu)聯網部署(shu)，以推(tui)動空(kong)天地(di)一體(ti)化(hua)進程(cheng)。截至 2021年，全(quan)球(qiu)至少有(you) 20 家(jia)公司對外公布了覆蓋全(quan)球(qiu)低軌(gui)(gui)星座計劃(hua)。最典(dian)型的(de)如SpaceX 公司的(de) Starlink 計劃(hua)。衛星互(hu)(hu)聯網領域(yu)，低軌(gui)(gui)衛星及其采(cai)用(yong)的(de)Ku及Ka通(tong)信(xin)頻段，因(yin)其成(cheng)(cheng)本、增益(yi)效果等因(yin)素，成(cheng)(cheng)為戰略(lve)稀缺性資源(yuan)。歐美憑(ping)借強大的(de)衛星制造(zao)和(he)發射能力，搶(qiang)得先機。預(yu)計到 2029 年，近地(di)軌(gui)(gui)道空(kong)間以及Ku及Ka通(tong)信(xin)頻段資源(yuan)將(jiang)所剩(sheng)無(wu)幾。
近(jin)年(nian)來(lai)，我國(guo)已建立(li)了較為完整(zheng)的衛(wei)(wei)(wei)星制(zhi)造和發(fa)射體系，但在衛(wei)(wei)(wei)星互(hu)聯(lian)網(wang)建設方(fang)面，與歐美較有差距，主要(yao)體現在網(wang)絡(luo)覆蓋范(fan)圍有限，空間基(ji)礎設施建設成本偏(pian)高(gao)，產業市(shi)場化程度不高(gao)幾個(ge)方(fang)面。鑒于衛(wei)(wei)(wei)星互(hu)聯(lian)網(wang)發(fa)展的緊迫性要(yao)求，我國(guo)自 2017 年(nian)相繼啟動(dong)多個(ge)近(jin)地(di)軌道衛(wei)(wei)(wei)星星座計(ji)劃。2020 年(nian)，衛(wei)(wei)(wei)星互(hu)聯(lian)網(wang)首次納(na)入新(xin)基(ji)建范(fan)疇，上升為國(guo)家戰略性工程。2021年(nian) 4 月底，中國(guo)衛(wei)(wei)(wei)星網(wang)絡(luo)集團有限公司成立(li)，以“國(guo)家隊”身份進行(xing)統籌規劃及運營，加速我國(guo)衛(wei)(wei)(wei)星互(hu)聯(lian)網(wang)產業鏈(lian)上下游協同(tong)發(fa)展。目前已完成兩個(ge)低軌衛(wei)(wei)(wei)星星座的申報，并(bing)將于 2027 年(nian)完成共計(ji) 12992 顆(ke)衛(wei)(wei)(wei)星的發(fa)射和信號驗證工作。
二、空天地一體化關鍵技術發展情況
空(kong)天地(di)一體化是(shi)一種(zhong)創新的計(ji)算架構，涉及航天、通信、計(ji)算機(ji)、電(dian)子等(deng)多領域技(ji)術。當前發展重心聚焦在多網融合(he)、組網優化、高效運控、超大容量等(deng)方面。典型(xing)技(ji)術包括切(qie)換接入技(ji)術、星(xing)上轉發器技(ji)術、星(xing)間鏈路(lu)技(ji)術、與(yu)地(di)面融合(he)技(ji)術等(deng)。
1.切換接入技術。切換接入技術是實現在空網與地網、不同衛星系統、不同頻率之間平滑切換的關鍵技術，用以確保高動態下的服務連續性。當前，歐美國家在衛星與地面基站切換等方面已有一定進展，而國內還處于起步階段。中國衛通集團與電信運營商已合作開展衛星和 5G 之間切換技術的研發工作。
該領域面臨(lin)的主(zhu)要(yao)挑戰包括(kuo)：切換延(yan)遲大(da)、切換策略優化、兼容性與(yu)標準(zhun)不統一等。
2.星上轉發器技術。星上轉發器是設置在衛星上的信息中繼負載，其工作模式主要有以下兩種：a). 透明轉發工作模式，轉發器僅當作信號中繼，不進行業務數據處理。優點是技術簡單，成本低；缺點是不支持星間協作，智能化程度低。b).“再生式”星上轉發工作模式，又稱作基站上星，此模式下轉發器具備數據星上處理能力，實現更智能的路由轉發與業務調度。國內外新興巨型星座大多采用此種工作模式。
當(dang)前(qian)，該領(ling)域(yu)面臨的主(zhu)要挑戰包括：小型化設(she)計、精確星(xing)間指向等(deng)。
3. 星間鏈路技術。星間鏈路技術是指星間的信息中繼和組網技術。當前激光通信因其高吞吐、高帶寬、強抗干擾、高安全性等優點，正成為星間鏈路的主要傳輸方式。
該領(ling)域發展面臨的主要挑(tiao)戰包(bao)括：高(gao)動態下對星捕獲與跟蹤、大容量信息傳輸以(yi)及星間網絡(luo)的智(zhi)能化(hua)協(xie)同管理等。
4. 與地面融合技術。地空深度融合包括地空站資源的開放共享、地基云計算與天基平臺的結合、地面大數據與天基監測的協同應用等。SpaceX 已在全球部署了數百個地空站負責衛星網絡與地面網絡的對接。中國航天科技集團聯合多家單位共同研發的“天地一體化衛星應用云平臺”，整合了遙感、通信、導航等多種空間信息資源，面向用戶提供空間數據服務。這些都是融合技術的典型案例。
該領域發展(zhan)面臨的(de)(de)主要挑戰包括：管理體制的(de)(de)制約、統一標準的(de)(de)缺失，以及天地協同機制建立等。
三、國內產業鏈布局及典型企業
1. 上游：包括空間基礎設施與載荷研制、地面設備制造與集成、通訊網絡建設與運營，以及算力與存儲設備制造與集成。
a.空間基礎設施與載荷研制：包括衛星平臺的設計制造，載荷設備的研發生產，以及火箭的設計發射。典型企業有：航天科技、航天科工等。
b.地面設備制造與集成：包括地面站的設計制造，以及終端設備的研制與系統集成。典型企業有：中國衛通、海格通信等。
c.通訊網絡建設與運營：包括地面網絡和衛星通信網絡的建設與運營。典型企業有：三大運營商、中國廣電等。
d.算力與存儲設備制造與服務：包括算力與存儲設備研制、云計算平臺等。典型企業有：浪潮、中科曙光等。
2.中游：包括衛星通信系統建設與運營，以及空間數據傳輸與處理。
a.衛星通信系統建設與運營：包括衛星星座的設計和發射計劃制定，以及通信系統的建設與運營。典型企業有：中國衛通、中電科等。
b.空間數據傳輸與處理：構建時空大數據，提供數據服務和應用落地。典型企業有：中國資源衛星應用中心、中國空間等。
3. 下游：主要包括空間信息服務和產品化應用。
a.衛星導航：用于交通運輸領域的精準導航、無人駕駛等場景。空天地一體化下，可以大幅提升定位精度與覆蓋范圍，同時導航與通信的有機組合，增強了導航體驗。典型企業有：北斗導航、百度地圖等。
b.衛星通信：用于陸海空立體綜合通信保障、應急救援、通信廣播等場景。空天地一體化下，將實現空地資源統一調度，支持移動性和業務多樣性。典型企業有：中國衛通、航天云網等。
c.遙感監測：用于城市規劃、環境監測、精準農業等場景。空天地一體化網絡將顯著提升監測精度、密度、覆蓋范圍，大幅拓展應用場景和經濟效益。典型企業有：北斗云網、綠城智谷等。
面向萬(wan)物互聯的大時代(dai)，天地(di)資源(yuan)的深(shen)度融合與(yu)協(xie)同應用是(shi)(shi)實現泛在(zai)智能連接的關鍵所在(zai)。空天地(di)一體化網絡充分利用天基(ji)高清視野與(yu)地(di)面高密(mi)接入的優勢，構(gou)建起實時、動態、按需分配(pei)的新(xin)型(xing)通(tong)信體系，是(shi)(shi)實現海量異構(gou)終端(duan)可靠鏈接的基(ji)石。空天地(di)一體化市場已經(jing)成(cheng)為(wei)一個充滿創新(xin)與(yu)機(ji)遇的領域，未來必(bi)將釋(shi)放巨大的經(jing)濟和社(she)會效益。
