研究員 宋笛、沈怡然

空天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)由空間、大氣層和地面相互協(xié)同的系統(tǒng)構(gòu)成。在空間層，衛(wèi)星技術(shù)發(fā)揮著核心作用。通過衛(wèi)星的部署，實現(xiàn)了對地球各個角落的全方位覆蓋，實現(xiàn)全球通信無障礙。地面通信基站則作為整個網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，與空中和空間技術(shù)相互配合，形成一個無縫連接的通訊網(wǎng)絡(luò)。就像把基站從地面“搬”到太空，讓衛(wèi)星的信號像燈塔的光束那樣覆蓋地面。 

這一概念曾經(jīng)在 2G 時代大火，在 5G 邁向 6G 的時代，又一次被燃起。目前空天地一體化技術(shù)正在成為大國技術(shù)博弈的關(guān)鍵領(lǐng)域，這不僅是因為這一技術(shù)本身在各個領(lǐng)域應(yīng)用空間廣闊，更是因為空天地一體化技術(shù)可以引領(lǐng)商業(yè)航天、新一代通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)對十億級產(chǎn)業(yè)的牽引作用。 

國內(nèi)的空天產(chǎn)業(yè)建設(shè)初具雛形，但仍存在航天通信產(chǎn)業(yè)融合不足、民營航天和國家隊在商業(yè)航天領(lǐng)域的融合不足、大企業(yè)和中小企業(yè)融合不足等問題。要推動多方融合，特別是推動商業(yè)航天發(fā)展，推動大小企業(yè)融合，關(guān)鍵仍在于進一步破除國企民企壁壘。

一、空天地一體化技術(shù)是下一代航天與通信領(lǐng)域的大國博弈關(guān)鍵之一

空天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)之所以重要，是因為其這一網(wǎng)絡(luò)在全球通信領(lǐng)域的應(yīng)用將消除傳統(tǒng)通信技術(shù)中由地理位置造成的局限性。用戶在偏遠地區(qū)、海洋、高山等地也能夠享受到高質(zhì)量的通信服務(wù)。 同時，由于空間通信的高度覆蓋，對于災(zāi)害應(yīng)急通信、軍事通信等領(lǐng)域也將有著更為強大的支持能力。 實際上，在今年迎戰(zhàn)臺風(fēng)“杜蘇芮”時，在部分地區(qū)斷網(wǎng)、斷電、斷路的情況下，運營商開通的天通衛(wèi)星電話是唯一可使用的對外聯(lián)絡(luò)的通信工具，這就是空天一體化通訊技術(shù)的一個應(yīng)用場景。 

中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院院長吳一戎表示，數(shù)字地球科學(xué)已經(jīng)成為全球最具挑戰(zhàn)性和廣泛帶動性的前沿科技領(lǐng)域之一，不僅為宏觀決策提供技術(shù)支撐，還可在全球氣候變化、國際減災(zāi)、科技創(chuàng)新、社會經(jīng)濟、教育等領(lǐng)域發(fā)揮重大作用，對各行各業(yè)產(chǎn)生了深刻的影響。未來，空天信息將拓展更多技術(shù)應(yīng)用場景，打造覆蓋空天信息全產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)。

由于空天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)在經(jīng)濟、戰(zhàn)略上的高度重要性，全球大國也正在圍繞這一技術(shù)做出諸多布局。

美國作為在航天航空和通信兩個產(chǎn)業(yè)均有領(lǐng)先地位的國家，在空天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建上已經(jīng)初具雛形，在航天領(lǐng)域，諸如SpaceX、Blue Origin 商業(yè)航天公司，通過降低發(fā)射成本和提高運載能力，為衛(wèi)星部署和太空通信技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了更為有利的條件；美國的通信運營商例如Verizon、AT&T 等在太空通信領(lǐng)域也展開了一系列的合作和實驗，通過與航天公司合作，實現(xiàn)衛(wèi)星通信技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，為構(gòu)建全球性的空天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)探索新的可能性。美國政府則不僅提供資金支持，還通過法規(guī)和政策為相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用提供了支持環(huán)境，此外還與私營部門的合作推動空天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。例如，SpaceX 的 Starlink 項目獲得了政府的支持，計劃通過衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)實現(xiàn)全球覆蓋。

中國在這方面也大踏步前進，2016 年，“天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)”即被納入“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃中。運營商、航天航空企業(yè)也開始紛紛推動這一科研概念的產(chǎn)業(yè)化落地。

綜合來看，中國空天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建已經(jīng)開始。比如其中航天科技集團在衛(wèi)星通信領(lǐng)域著力打造“星頻站網(wǎng)端”全鏈路核心競爭力，中國電信則推出了“天通一號”，這是我國首個自主研制建設(shè)的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，是天地一體信息通信領(lǐng)域的“國之重器”，是我國空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成。

但是，總體而言，中國在過去幾十年中，衛(wèi)星通信系統(tǒng)因使用場景、網(wǎng)絡(luò)特征以及運營主體的多樣性而一直存在相互競爭和獨立發(fā)展的問題。星地網(wǎng)絡(luò)之間的實際差異導(dǎo)致了構(gòu)建和運營“天地一體融合網(wǎng)絡(luò)”面臨網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)不一致、運營分割等復(fù)雜難題。隨著 6G 技術(shù)的逐漸萌芽和美國在“空天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)”，客觀要求中國在“空天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)”方面協(xié)調(diào)步調(diào)，進一步發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢。

二、空天一體化技術(shù)具有巨大的產(chǎn)業(yè)帶動意義

空天一體化技術(shù)的價值不僅僅在于其技術(shù)本身的廣泛應(yīng)用，更在于其巨大的產(chǎn)業(yè)帶動能力。從衛(wèi)星制造、發(fā)射服務(wù)到通信設(shè)備，再到數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用服務(wù)，空天信息產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，也是支撐產(chǎn)業(yè)和社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要產(chǎn)業(yè)，更是引領(lǐng)全球經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，屬于衛(wèi)星應(yīng)用、互聯(lián)網(wǎng)的交叉融合領(lǐng)域，兼具航天、電信通訊、互聯(lián)網(wǎng)三大行業(yè)屬性。

空天信息產(chǎn)業(yè)擁有巨大的市場規(guī)模和潛在增長力。2019 年國內(nèi)空天信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模已超 4200 億元，2017 年至 2019 年間復(fù)合增長率約 15.5%。2022 年，復(fù)合增長率超過 16.4%，預(yù)計 2025 年后可達萬億產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

在量的增長外，空天信息產(chǎn)業(yè)還牽動巨大的產(chǎn)業(yè)鏈，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈上下游有一批“新質(zhì)生產(chǎn)力”產(chǎn)業(yè)。空天信息產(chǎn)業(yè)是高端裝備制造和新一代信息技術(shù)集合體，作為上游產(chǎn)業(yè)的衛(wèi)星裝備研究、制造、測試及中游產(chǎn)業(yè)的衛(wèi)星在軌運營，又有作為下游產(chǎn)業(yè)的信息處理、通訊等技術(shù)開發(fā)利用。

以手機這一終端為例。目前多個頭部手機品牌開始發(fā)布具有衛(wèi)星鏈接能力的手機型號。2023年底華為冬季全場景發(fā)布會，推出三款手機能夠支持北斗衛(wèi)星雙向通訊功能。根據(jù) Global Market Insights 的報告，2020 年全球衛(wèi)星電話市場規(guī)模為 44 億美元，預(yù)計從 2021 年到 2027 年復(fù)合年增長率 (CAGR) 將達到 7.1%。這種增長的主要推動力量來自于政府機構(gòu)、軍事人員、緊急救援人員、媒體專業(yè)人士和旅行者等群體越來越多地選擇使用衛(wèi)星電話。

而在手機外，更多具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及相關(guān)人工智能終端預(yù)計將會隨著空天一體化技術(shù)的完善進一步普及。

此外，通過推動空天信息產(chǎn)業(yè)牽引技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對于我國通信、航天兩個關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)的科技自立自強將發(fā)揮重要作用。每一代通訊技術(shù)都會帶來大量技術(shù)突破，提升產(chǎn)業(yè)的科技能力，經(jīng)過若干年的追趕，中國通信產(chǎn)業(yè)在 5G 時代成為科技自立自強的一張名片，5G 專利占比接近 40%，排名世界第一。

在以空天信息產(chǎn)業(yè)為重要組成部分的 6G 時代更是如此，與此前的通信待機不同，6G 將涉及通信和航天兩大產(chǎn)業(yè)。目前，在這一領(lǐng)域的科技自立自強上，中國已經(jīng)取得先機，國家知識產(chǎn)權(quán)局的數(shù)據(jù)顯示，衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域的全球?qū)＠暾埧偭繛?nbsp;25509 項，來自中國的專利申請量最多，達到9159 件，占比 31%。隨著 6G 時代的逐漸到來，以空天信息產(chǎn)業(yè)為牽引，也必將持續(xù)推動航天、通訊兩大產(chǎn)業(yè)科技能力的大幅提升。

三、空天地一體化技術(shù)需要航天、通信兩大產(chǎn)業(yè)通力合作

航天產(chǎn)業(yè)作為構(gòu)建空天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的中堅力量，其在衛(wèi)星技術(shù)、太空探測等領(lǐng)域的專業(yè)知識和技術(shù)積累至關(guān)重要。衛(wèi)星作為信息網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點，通過在軌運行實現(xiàn)全球通信覆蓋，與衛(wèi)星相關(guān)的火箭發(fā)射技術(shù)，因為涉及衛(wèi)星發(fā)射成本，同樣至關(guān)重要。

衛(wèi)星本就是通信技術(shù)的一種，然而，單純的衛(wèi)星技術(shù)并不能滿足未來通信的全部需求。通信產(chǎn)業(yè)在移動通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、設(shè)備制造等方面有著雄厚的實力。在通信產(chǎn)業(yè)的支持下，空天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)可以更好地適應(yīng)多元化、智能化的通訊需求。

但目前國內(nèi)以運營商為主的通信產(chǎn)業(yè)和航天產(chǎn)業(yè)的融合仍然停留在較淺的層次。要構(gòu)建空天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)，航天產(chǎn)業(yè)與通信產(chǎn)業(yè)之間的緊密合作勢在必行。航天產(chǎn)業(yè)需了解通信產(chǎn)業(yè)的需求，調(diào)整衛(wèi)星技術(shù)的研發(fā)方向，以更好地滿足多樣化的通信場景。

比如，衛(wèi)星設(shè)計要考慮到不同用戶的通信需求，從高速移動通信到低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的通信，都需要不同類型的衛(wèi)星來實現(xiàn)。同時，通信產(chǎn)業(yè)也要深入?yún)⑴c衛(wèi)星技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，提供更靈活、高效的通信解決方案。雙方合作也可以體現(xiàn)在共同投資、共建共享的模式上。航天產(chǎn)業(yè)與通信產(chǎn)業(yè)可以共同投資衛(wèi)星發(fā)射、地面通信基站等基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)資源共享，降低整體的建設(shè)和運營成本。

新的通信方式要革新原有的運營模式，過去衛(wèi)星通信項目以高軌大型衛(wèi)星為主，主要以國家項目的形式運營，如今，要多次發(fā)射上百顆乃至上千顆小型衛(wèi)星，在低軌組成衛(wèi)星星座，多次發(fā)射、低成本變得十分重要，這需要產(chǎn)業(yè)人打破原有的慣性和束縛，融入商業(yè)思維，解決成本和需求問題。

四、空天地一體化技術(shù)需要國企和民企通力合作，發(fā)揮各自優(yōu)勢，建立起空天技術(shù)整體優(yōu)勢

商業(yè)航天在空天通訊技術(shù)的發(fā)展中扮演著不可或缺的角色。商業(yè)航天企業(yè)通常更靈活、更市場化，他們在衛(wèi)星制造、發(fā)射服務(wù)等方面具有獨特的競爭優(yōu)勢。因此，要構(gòu)建空天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)就需要推動商業(yè)航天發(fā)展，而要推動商業(yè)航天的發(fā)展，需要進一步打通國企、民企間的壁壘。

中國商業(yè)航天政策空間打開后，體制內(nèi)外都在探索航天的商業(yè)化，總體形成了兩支商業(yè)航天的力量，一支是以國家隊主導(dǎo)的商業(yè)航天力量，比如航天六院旗下的商業(yè)航天發(fā)動機研發(fā)制造商陜西航天商業(yè)發(fā)動機有限公司，航天科工集團有限公司旗下中國航天三江集團，中科院孵化的中科宇航等；另一支是以民營創(chuàng)業(yè)公司主導(dǎo)的商業(yè)航天，包括藍箭航天、星河動力等。

總體而言，在 2016 年商業(yè)航天元年開始，民營航天公司先行一步，在資本的推動下形成了一批民營火箭、衛(wèi)星制造企業(yè)，國家隊緊隨其后，憑借自身的技術(shù)和規(guī)模在商業(yè)航天領(lǐng)域大步前進。兩者在市場中逐漸形成了一定的合作關(guān)系，即部分國家隊在商業(yè)航天領(lǐng)域主要承擔(dān)基礎(chǔ)建設(shè)、平臺搭建和關(guān)鍵技術(shù)供給的角色，民營航天則在火箭整體制造和商業(yè)化應(yīng)用中扮演角色，但整體的融合生態(tài)尚未形成，諸如“挖墻腳”“封閉”等互相的指責(zé)也偶現(xiàn)于行業(yè)中。

經(jīng)過多年發(fā)展，中國商業(yè)航天初具規(guī)模，2023 年發(fā)射次數(shù)達到新高，但對標(biāo)美國商業(yè)航天，中國商業(yè)航天和整個航天行業(yè)的差距不僅沒有縮小，反而進一步拉大。2023 年美國商業(yè) SpaceX 無論是發(fā)射數(shù)量還是載荷量，均遠超國內(nèi)，在全球一騎當(dāng)先，這也顯示出商業(yè)航天在新一輪競爭中的重要性。

應(yīng)該說，SpaceX 的成本離不開市場力量、企業(yè)家精神，但也與美國傳統(tǒng)航天、軍工體系的支持密切相關(guān)。在中國的航天產(chǎn)業(yè)中，航天科工、航天科技等國家隊是主體，而商業(yè)航天中，民營企業(yè)又扮演更為活躍的角色，要推動商業(yè)航天的發(fā)展，客觀來講，就需要加強民營航天與國有航天系統(tǒng)的融合。

加強這種融合，首先需要進一步厘清認識。民營經(jīng)濟是社會主義市場經(jīng)濟的內(nèi)生要素，民營企業(yè)和民營企業(yè)家是“自己人”，那么自然，民營航天也應(yīng)該是中國航天事業(yè)的自己人。在保障安全的前提下，自己人和自己人的合作，應(yīng)該少設(shè)邊界、少分內(nèi)外，從認識上實現(xiàn)民營航天“愿擔(dān)當(dāng)”，國家隊航天“愿開放”的局面。

在具體路徑上，要加強雙方合作一方面需要進一步明確雙方的主業(yè)方向，開放更多國家隊的“非核心業(yè)務(wù)”給民營航天公司；此外，還可以通過成立資本合作的形式加強雙方合作，比如中科宇航即是通過混合所有制形式協(xié)調(diào)體制內(nèi)外資源，此外通過成立國家隊基金，以投資的方式，加強體制內(nèi)外的協(xié)作也是一種正在被普遍采用的方式，航天科工、航天科技均成立了相關(guān)產(chǎn)業(yè)基金，并通過基金在市場中逐漸發(fā)揮影響力。 

五、空天地一體化是巨大的創(chuàng)新性產(chǎn)業(yè)，需要搭建產(chǎn)業(yè)平臺，促進不同規(guī)模企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新、共同發(fā)展，建立起完整的創(chuàng)新生態(tài)

一批中小企業(yè)具備“專精特新”的特征，他們能為大企業(yè)之不能為、不愿為，他們構(gòu)成的生態(tài)也是大企業(yè)創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

在空天產(chǎn)業(yè)更是如此，整個空天產(chǎn)業(yè)擁有一個龐大的產(chǎn)業(yè)鏈，其中既包括國家隊和民營隊的航天公司，也包括航天和通訊兩大產(chǎn)業(yè)，更包括支持這些主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)中的眾多中小企業(yè)，而這些企業(yè)在整個產(chǎn)業(yè)中的創(chuàng)新能力是非常突出的，如何搭建大型企業(yè)和中小企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的平臺，是空天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之一。

美國為扶持中小企業(yè)發(fā)展設(shè)有小企業(yè)局，小企業(yè)局主要通過各種金融工具為美國小企業(yè)提供資金領(lǐng)域的扶持。目前中國在專精特新體系上的建設(shè)也起到了類似作用，但空天產(chǎn)業(yè)仍有其特殊性，主要體現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)生態(tài)內(nèi)的鏈主企業(yè)較少，且供應(yīng)鏈體系更為封閉。因此，更需要外部搭建的合作平臺，推進產(chǎn)業(yè)鏈上下、大小融合。

從目前的一些產(chǎn)業(yè)實踐案例來看，地方政府及其所搭建的相關(guān)產(chǎn)業(yè)園和相關(guān)產(chǎn)業(yè)基金是重要的平臺和工具。

據(jù)相關(guān)報告統(tǒng)計，北京、上海、合肥、成都、濟南、杭州、深圳等地均在積極布局空天信息產(chǎn)業(yè)。以安徽省合肥市為例，合肥市依托國內(nèi)領(lǐng)先的航天裝備工程技術(shù)基礎(chǔ)，積極開展優(yōu)質(zhì)企業(yè)招商引資工作，目前已初步建立內(nèi)涵豐富、結(jié)構(gòu)合理的空天信息產(chǎn)業(yè)體系。未來合肥市將堅持內(nèi)培外引、重點突破、全鏈條發(fā)展，以衛(wèi)星研制為核心，打造一體化、智能化的衛(wèi)星運營平臺，充分挖掘空天信息應(yīng)用場景，力爭到“十四五”末全產(chǎn)業(yè)鏈總規(guī)模達 1000 億元。

重慶市則推動成立了空天信息產(chǎn)業(yè)國際生態(tài)聯(lián)盟，其中包括由 10 家投資機構(gòu)共同啟動發(fā)起的空天信息產(chǎn)業(yè) 1000 億基金群。按照重慶市的規(guī)劃，到 2025 年，重慶將創(chuàng)建國家級衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心；到 2030 年，建成衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用示范區(qū)，推動 3—5 家企業(yè)上市，引進培育上百家“專精特新”企業(yè)，并形成千億級空天信息產(chǎn)業(yè)集群。

中國中小企業(yè) 80% 是民營企業(yè)，因此，加強大小企業(yè)的合作，也需要從理念上、路徑上進一步加強國企和民企間的合作與融合。