卫星物联网 那些你不知道的事儿

根据Machina Research预测，到2025年世界范围内的物联网连接将达到甚至超过270亿，突显出巨大的潜力。但对于依靠无线接入的物联网来说，除了要有物联网终端外，必须要有一个由足够多的基站构成的通信网络。

卫星物联网 那些你不知道的事儿

1、为什么需要卫星网络

目前，地面布设基站及连接基站的通信网却受到诸多的限制：

1)占地球表面大部分面积的海洋、沙漠等区域无法建立基站;

2) 用户稀少或人员难以到达的边远地区建立基站的成本将会很高;

3) 发生自然灾害时(如洪涝、地震、海啸等)地面网络容易被损坏。因此，地面物联网的覆盖范围是有限的。

如果将基站搬到"天上"，即建立卫星物联网，使之成为地面物联网的补充和延伸，则能够有效克服地面物联网的前述不足，并具有下列优势：

覆盖地域广，可实现全球覆盖，传感器的布设几乎不受空间限制;

几乎不受天气、地理条件影响，可全天时全天候工作;

系统抗毁性强，自然灾害、突发事件等紧急情况下依旧能够正常工作;

易于向大范围运动目标(飞机、舰船等)提供无间断的网络连接等。

在卫星轨道的选择上，相比于采用对地静止轨道(GEO)卫星，采用低轨道(LEO)卫星实现物联网，将能够降低传播时延，提高消息的时效性;减小传输损耗，有助于终端的小型化;通过多颗低轨卫星构成星座实现全球无缝覆盖(含两极)，提高物联网的覆盖范围;实现见天通，解决特定地形内(如到 GEO 卫星视线受限的城市、峡谷、山区、丛林等区域)通信效果不佳问题;缓解 GEO 卫星轨道位置和频率协调难度大的问题。因此，近年来低轨卫星物联网得到了研究者的广泛关注。

2、盘点卫星物联网企业项目

有统计显示，2017年全球约120家风投机构，为商业航天企业投资了近40亿美元，在资本的推动之下，在国内外也涌现了一批代表性的低轨卫星项目。

SpaceX公司的"星链"计划

2015年1月，马斯克宣布了SpaceX的卫星互联网服务的计划。SpaceX计划将约1.2万颗通信卫星发射到轨道，并从2020年开始工作。这一项目被命名为"星链"(Starlink)

星链计划分三步走。完成后，就在近地轨道组成了两层庞大的卫星星座，内层340公里轨道高度的7518颗卫星与外层的1000多公里轨道高度的4425颗卫星组成的11943颗卫星星座占据了上图的黄色区域，与传统的地球静止轨道的红色区域形成了较为鲜明的对比。

One Web

OneWeb创办于2012年，主要致力于构建覆盖全球的高速宽带网络，为世界各地提供高速宽带服务。它是少数几家计划建造、发射和运营数千颗小型卫星以提供全球网路拨接服务的初创企业之一。

OneWeb计划通过发射超过600个小卫星到低轨道创建覆盖全球的高速电信网络。所设想的网络将允许用户即使在基于地面的基础设施被损坏时 (例如在灾难中) ，也能与他人进行通信。目前该项目已经获得了软银、高通、可口可乐、空中客车等巨头的投资。

O3B

O3b是other 3 billion的简称，成立于2007年，意在为全球"另外30亿"没有网络覆盖的人提供网络服务。不同于One Web，O3b使用的是中地球轨道(距离地球约 8000 千米)卫星，这样的距离下，数据来回传输需要 150 毫秒。这些卫星向地球发射 120 个可调节方向的互联网光束，每个光束可以覆盖直径为 400 英里(约 644 公里)的区域。区域中的任何人都可以以光纤的速度接入互联网。

O3b卫星系统地面覆盖范围

目前，O3b 已拥有 16 颗运行中的中地球轨道卫星，覆盖世界大片区域，包括热带地区、太平洋许多岛屿、海上钻井平台以及大型邮轮。已经获得累计超过10亿美元融资，投资方包括Google、卫星巨头SES、有线电视运营商Liberty Global、投资银行Allen&Company、南非开发银行等。

中国航天科技集团的鸿雁星座计划

中国鸿雁星座由300颗低轨道小卫星及全球数据业务处理中心组成，具有全天候、全时段及在复杂地形条件下的实时双向通信能力，可为用户提供全球实时数据通信和综合信息服务。

中国航天科工集团的虹云工程计划

中国虹云工程计划发射156颗小卫星，在距离地面1000公里的轨道上组网运行，构建一个星载天基宽带全球移动互联网络，以满足中国及国际互联网欠发达地区、规模化用户单元同时共享宽带接入互联网的需求。虹云工程预计在2022年完成部署，并在2018年发射首颗卫星。

九天微星

九天微星成立于2015年6月，主要研发小卫星总体设计、关键载荷研发和组网等技术，主做微小卫星创新应用与星座组网运营，目前主营业务主要包括"卫星物联网"和"航天与太空+STEAM教育"两大板块。

关于九天微星具有要发多少颗卫星并没有公布这方面计划，不过根据公司早前透露的信息，在2018年年底将会发射少量卫星并且正式商用。

深圳市天启星座科技有限公司

天启物联网星座由北京国电高科科技有限公司部署和运营，该公司计划在2018年10月底发射首颗卫星，计划到2021年前部署完成有38颗低轨卫星组成的覆盖的全球的物联网数据通信星座，天启物联网星座除能有效解决地面网络覆盖盲区的物联网应用，广泛应用于地质灾害、水利、环保、气象、交通运输、海事和航空等行业部门的监测通信需求，服务国家军民融合战略，还能有效解决制约智能集装箱产业发展的关键通信问题，从而极大加速这个百亿级市场的产业化进程。

3、布局的好处与商业逻辑

技术的进步以及成本降低

目前低轨星座相比于"铱星计划"时代，造星和发射成本降低了很多，一颗低轨卫星的成本在百万美元级别甚至更低。对于见惯了大手笔投入的现代人来说，发射一个卫星系统投入并不是很夸张。

铱星计划 需求的刺激

还是以"铱星计划"做比较，当时的"铱星计划"想要实现人与人之间的通信，而蜂窝网络的迅速崛起，性价比显然远超铱星，但是蜂窝网络为了节省成本，主要也是在人口密集区域会布置大量基站，而在人口比较少甚至无人环境中，搭建基站显然无法回收成本。随着物联网的崛起，更多的偏远地区需要使用网络来进行监控、管理以及通讯需求，这也将会是低轨卫星系统能够成功的最大动力。

大数据的诱惑

数据将会是未来最有价值的财富，这点已成行业共识，但是如何获取关键可靠的信息，也成为行业所有人需要思考的一个点，虽然在我们当前互联网络中，充满了形形色色的数据信息，但可能大部分数据都是无法产生价值的。而卫星通信虽然说传输的数据量没法达到蜂窝网络的水平，但应该注意的是卫星网络的数据含金量会很高，一方面是可以填补目前网络的死角，挖掘稀有数据，另一方面，能够通过卫星进行数据接入的都是带有明确目的的信息，比如资产定位、环境监测等等，因而不会有太多无用数据。

太空资源的稀缺性

对于太空资源的开发，包括频谱以及轨道国际惯例是遵循先占先得的原则，所以未来低轨的频率与轨位资源非常有限，能够容纳的卫星企业数量不会很多。所以，这也是当今有实力的国家都希望发射更多卫星系统的一个原因。

自1965年美国发射第一颗商用通信卫星以来，卫星通信技术及其应用取得了令人瞩目的巨大成就，对人类的生产、生活方式产生了巨大影响。近年来，物联网的发展得到了广泛的关注，低轨卫星物联网也成为卫星通信领域的发展热点，围绕着终端小型化、低功耗、低成本、长电池使用寿命开展了大量探索性的工作。从当前现状看，低轨卫星物联网仍未取得突破性的进展，尤其是在相对传统数据采集系统的性能提升方面尚无明显的改进，还需要开展大量的研究工作。

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