卫星通信从小规模到大众化还要走多久？

文 | 才霖

卫星通信技术量产上车

卫星通信正在改变世界

摩天大楼遭到强烈旋风的袭击，地铁隧道涌出汹涌的洪水，幸存者们纷纷躲进图书馆，焦急地与家人联系，然而手机却收不到任何信号。

这是灾难电影《后天》中的情节，也是影视剧编剧们都爱使用的桥段。在危险发生的一刻，象征希望的手机幸运地没有摔碎，打开后却无法接收信号；汽车驾驶室中还能收听到电台新闻播报，却无法对外界发出信息。

逼仄的空间、破灭的希望，塑造出跌宕起伏的电影情节，也暗示了现代人对“技术”的担忧与期待。

2022年国际电信联盟统计数据显示，全球仍有近30亿人没有接入互联网，约4.5亿人居住在移动网络尚未覆盖的地区。即使在4G网络相对普及、5G网络建设速度领先全球的中国，在大量的深山、沙漠、戈壁等地区，依然有不少区域无法实现移动网络覆盖。

不过随着中国商业航天市场的逐步开放，卫星“国家队”和民营企业纷纷布局卫星互联网产业，带动了通信小卫星研制、火箭发射、卫星通信系统终端设备与软件应用市场的快速发展。令人担忧的灾难片情节，正在通过卫星通信技术应用到更多日常生活场景而发生改变。

今年，中国的商业航天迎来了爆发时刻。在火箭领域，天兵科技天龙二号成功入轨，中国液氧甲烷火箭朱雀二号全球成功首飞；在卫星领域，汽车、手机厂商纷纷与卫星“捆绑”。手机厂商推出卫星通信功能，在没有地面信号的情况下，用户可以通过连接卫星，发送卫星短消息。这能够为身处困境的用户提供最后的救援机会，以保障人身安全。

围绕智能汽车的演进，从系统工程角度出发，商业航天企业时空道宇正向定义卫星通信导航解决方案，成功将车载卫星通信服务导入车辆中。10月27日，汽车品牌极氪与时空道宇共同推出了全球量产卫星通信乘用车——极氪001FR，能够提供双向卫星消息与卫星通话服务。

通过配备时空道宇自研车载卫星通信终端——吉时寻 ，配合车载卫星通信天线及软件服务，在没有地面网络或地面网络受损的情况下，用户使用极氪001FR车机系统可实现接打卫星电话和收发卫星消息。如遇汽车发生碰撞、车内二氧化碳浓度超标、电池热失控等情况时，车辆可通过卫星实现自主报警，为用户出行更添安全保障，这意味着卫星通信在汽车端这一占据人们生活大多数时间的重大场景里，实现了许多新的突破。

从无到有，人类卫星通信的历程

每当卫星发射升空，守候在电视机前的人们都会感到一种莫名的激动与震撼，人们惊叹于火箭发射时的壮观，但卫星似乎又与普通人的距离十分遥远。

如今，卫星通信进入到了大众身边，从带着神秘光环的“科幻产物”进入灾难救援、手机应用和日常出行，卫星通信应用技术走过了一条漫长的道路。

1945年，英国科学家亚瑟·克拉克发表在《无线电》杂志上的一篇论文，提出了利用同步轨道卫星作为中继站进行全球无线电通信的设想，卫星通信的概念由此提出，开启了人类对卫星通信长久的探索热情。

1958年，美国通过发射探险者1号及分级轨道实验卫星（SCORE）首次实现了真正意义上的卫星通信，但直到1960年代，伴随着人造卫星技术与数量的双提升，卫星通信才开始逐渐进入实用阶段。

中国卫星通信的重要节点发生在1972年，通过租用美方卫星地面站，中美间开通卫星通信，中国首次使用到了卫星通信功能。此后是中国长达数十年对卫星通信的研究与探索。1976年，中国建成了第一个全数字化综合卫星通信地球站。1984年，中国第一颗静止轨道实验通信卫星“东方红二号”发射成功，开启了中国人用自己的通信卫星进行卫星通信的历史。

20世纪80年代，国际商业卫星的发展进入了新的高潮，通过卫星进行电视信号转播成为了主流趋势。1986年，中国建成了第一张卫星公用传输网，结束了只能租用国外通信卫星看电视、听广播的历史。1988年，中国第一代实用通信卫星东方红二号甲（中星1号）卫星发射成功，推动中国卫星通信和电视转播跨入一个新阶段，大大改变了边远地区收视难、通信难的状况，在中国电视传输、卫星通信及对外广播中发挥了巨大作用。

进入21世纪后，互联网蓬勃发展，卫星通信的功能定位也发生了变化，不再仅仅服务于语音通话和电视信号转播，而是面向一个更加庞大的市场——卫星互联网。卫星通信行业企业也有了更理性的发展目标，将自己定位为地面通信系统的补充，专门为海上、偏远地区等地方的用户提供网络服务。2007年，中国北斗拿到进军全球卫星导航系统俱乐部的“入场券”。2016年，中国自主研制建设的首颗高轨移动通信卫星“天通一号01星”发射成功，提供境内全天候、全天时、稳定可靠的移动通信服务，标志着中国进入到了卫星移动通信的“手机时代”，中国首批卫星电话也在2021年上市销售。

从无到有，从弱到强，从中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功至首批卫星电话上市，中国卫星通信电话经历了数十载春秋。

最近的十年间，人类进入到低轨宽带卫星互联网时代，因其轨道高度低使得传输延时短，路径损耗小，低轨宽带卫星成为当前人类最有前途的卫星移动通信系统。在商业领域，由于便于控制成本和快速试错的特性，低轨小卫星也成为了航天领域的新兴赛道。

据统计，2022年国内已经注册的商业航天企业超400家，在火箭、卫星等领域涌现出大批商业航天公司，产生诸如快舟系列运载火箭、谷神星系列运载火箭、吉利未来出行星座、“吉林一号”遥感星座等多个商业航天产品。其中时空道宇与极氪共同推出卫星互联网乘用车，实现车载卫星通信功能，提供双向卫星消息与卫星通话服务，也为智能网联和自动驾驶带来更多想象空间。

车载卫星通信——双向卫星消息示意图

从小规模到大众化，卫星通信还要走多久

从小规模到大众化，卫星通信这条路还要走多久？要回答这个问题，需要从商业航天说起。

任何一项大众化的应用产品和技术必然要具备大众化、普遍化的设计研发。在这一层面上，商业航天与生俱来带有特定优势，能够促进、鼓励航天领域的竞争创新，推进航天技术转化应用、创造和培育航天新兴市场，最终推动航天业的产业化发展。

简而言之，商业航天的社会化、市场化、商业化属性能为航天科技大众化应用提供丰沃的“试验田”，即普通大众能在民间资本的参与下，获取更多机会体验航天科技带来的新场景。

回到车载卫星通信应用，极氪001FR不是简单地将当下手机卫星通信功能复刻到车身上。相较于手机，汽车载体更大，天线的性能也更优异，具备更强的通信能力及更流畅的用户体验。有着更高的功率和更长续航能力的汽车，收发卫星信号能力更强。更长的续航能力能让车载卫星通信长时间保持在线状态，卫星信号连接更稳定，不用担心信号突然中断的问题。更重要的是，长时间保持在线，能缩减用户连接卫星的耗时，而紧急情况下1秒钟的延时也可能导致致命伤害。

更大的天线尺寸也意味着拥有更广的天线仰角范围，可接收卫星信号的区域也就更大。在无人区及地面网络被毁等环境下，汽车可以充当更为持久的信号接收器，不受车身角度的限制，无论行驶还是静止状态，在危急情况发生的那一刻，用户可以第一时间与外界取得联系，赢取宝贵时间。

为此，在车载卫星通信服务导入量产车型中，时空道宇克服了两个重要的问题。首先是航天产品第一次进行车规级研发投产，从产品设计，软硬件架构，元器件选型甚至多种环境的实用性，都要满足车规级标准。为满足车规级标准，时空道宇的车载卫星通信产品在二十多个省市完成了全部场景的测试。

其次汽车和手机的卫星通信功能实现路径不同，车规领域和消费类电子领域的差异，决定了技术演进路线的差异。时空道宇从系统工程角度，正向定义卫星通信导航解决方案。除了目前的双向卫星消息和卫星通话两个功能，包括更前沿的卫星玻璃天线技术、高通量平板天线提供的卫星上网功能等均已进入实测阶段。

抓住卫星应用服务规模化落地的先发优势，时空道宇完成了卫星通信从手机走向车端的进化。卫星通信功能在车端的使用，凸显了航天领域成果和技术突破，另一方面也让更多普通消费者可以更简单便捷地使用卫星通信功能，为生活增加一层安全保障。从小规模到大众化，卫星通信这条路还要走多久，现在还不能定论，但可以肯定的是，人们离卫星通信新时代已经越来越近。

车载卫星通信——卫星通话示意图

（专题）