卫星数量保持增长，通导遥占据三大主流应用

1957 年 10 月，苏联成功发射人类史上第一颗卫星，随后美国、法国、日本也相 继发射了人造卫星，我国于 1970 年发射第一颗人造卫星“东方红一号”。人造卫星 指在空间轨道上环绕地球运行的无人航天器，主要分为科学卫星、技术试验卫星和应 用卫星。其中，应用卫星直接为国民经济和军事活动提供服务，是发射数量和种类最 多、应用范围最广的卫星。

根据美国忧思科学家联盟（union of concerned scientists）最新更新的“在轨卫星 统计数据库”显示，截至 2019 年 1 月 9 月，全球在轨正常运行卫星数量为 2062 颗， 较 2018 年 4 月份记录数据 1980 颗，增加了 82 颗。其中通讯卫星 776 颗，占 37.6%， 地面观测卫星 769 颗，占 37.3%。通讯卫星数量较 2018 年 4 月数量减少 16 颗，地面观测卫星数量则大幅增长，较 2018 年 4 月增加 108 颗。（注：少部分卫星具有多种 用途）。截至 2019 年 1 月 9 日，近地球轨道卫星数量为 1338 颗，占 64.9%；中地球 轨道卫星数量为 125 颗，占 6.1%；地球同步轨道卫星数量为 554 颗，占 26.9%。

综上，随着微纳卫星应用的兴起，卫星数量稳中有升，近地轨道卫星保持快速增 长态势，通信、遥感、导航依旧是三大主流卫星应用。其中，全球导航卫星系统已经 随着 GPS、北斗等卫星系统的建成逐渐构筑现代定位导航授时（PNT）系统的核心， 随着北斗三号基础星座的建成，北斗已经具备全球服务能力，预计 2020 年北斗三号 完成建成，届时将与 GPS 等 GNSS 系统构成主流具备全球 PNT 服务能力的定位导航 系统，成为物联网等场景提供综合时空信息能力基础。但是，GNSS 系统普遍不具备 双向通信功能或者通信功能相对较弱，例如北斗的短报文功能，因此具备小型化、低 功耗等规模应用的条件，但仍需要借助于其他的通信方式进行信息的传导。

卫星通信利用卫星作为中继站，通过反射或转发无线电信号，实现两个或多个地 球站之间的通信。在卫星移动通信历史中，“铱星计划”是美国曾经的通信巨头摩托 罗拉公司于 1987 年提出的一个革命性的全球移动通信系统设计。该系统包括由 77 颗 近地通信卫星组成的星群，目标是直接解决当时基站覆盖技术难题，让人类通信进入 卫星时代，在世界上任何一个“能看到天空的角落”都能实施无线通信。由于金属元素铱原子有 77 个电子，这项计划得名“铱星计划”。后来，摩托罗拉将卫星数量缩 减为 66 颗。1998 年 5 月，布星任务全部完成，11 月 1 日，正式开通全球通信业务。

然而“铱星计划”过于超前，设计也过于理想化，在面对后期全球快速发展的 GSM 等蜂窝通信系统的竞争中由于成本较高以及卫星通信技术难以小型化等问题， 因此理想的卫星移动通信市场没有及时同步开发出来，导致“铱星计划”渗透率不足 引发巨额亏损。1999 年 3 月，铱星公司宣布破产并被一个投资团队接手，后期定位 在美军、探险者等具备卫星移动通信需求的客户群体应用。

2010 年 6 月，铱星公司与 SpaceX 签订了价值 4.9 亿美元的合同。SpaceX 将从范 登堡空军基地，用猎鹰 9 号火箭把第二代“铱星计划”的卫星中的 70 颗送上太空， 以一箭十星的方式分 10 次发射完成。2019 年 1 月，SpaceX-猎鹰 9 号运载火箭将首批 10 颗铱星公司第二代铱星系统卫星送入轨道。

“铱星计划”设计过于超前，同时鉴于技术路径以及规模的原因在面对蜂窝移动 通信的竞争下落败，但是铱星系统开启了个人卫星移动的先河，并在国防、远洋、旅 游探险等多个场景找到应用落地。另外，“铱星计划”也验证了近地轨道星座作为移 动通信的可行性，随着发射成本的降低以及通信技术的进步，高带宽、低延时的基于 低轨道的卫星通信成为可能，也激发了 Starlink、OneWeb 等卫星星座的建设计划。最 后，卫星通信由于覆盖面大、部署快，不受地面情况影响，因此一直被视为特殊地理 位置和特殊场合的唯一通信手段，伴随着 5G 万物互联时代的到来，低轨道卫星星座 将成为传统通信的有效补充，有望实现万物的实时互联。