马斯克的星链计划,会对科学发展产生怎样的影响?

马斯克的星链计划,会对科学发展产生怎样的影响?,第1张

1、马斯克星链计划的提出

星链计划Starlink是美国商业航天企业空间探索技术公司SpaceX首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)于2015年1月宣布的一个项目。埃隆·马斯克,这位生于南非、求学于加拿大和美国、拥有物理学和材料学学士并辍学于材料学博士的70后,因颠覆传统、跨界创新,被称作“下一个乔布斯”和“现实版钢铁侠”,他用特斯拉、Paypal、SolarCity和SpaceX颠覆了汽车、互联网金融、新能源、航天领域。

星链计划是一个大胆的奇思妙想。该计划拟于2019年至2024年间在太空搭建一个由12万颗卫星组成的网络,其中1584颗将部署在地球上空550千米处的近地轨道,7500颗部署在距离地面340千米的轨道,2825颗在距离地面 1150 千米轨道,最终将使所有卫星连成一个星座,目标是为整个地球全天候提供高速低成本卫星互联网。2019年10月16日,SpaceX又将星链计划的卫星发射总数量从12万颗更新到42万颗卫星,其中12万颗已获批准,3万颗已提交申请。

2019年5月,SpaceX成功发射了一箭60星,火箭发射之后,一级火箭被稳稳地回收到了海上平台。按照SpaceX的发射计划,以及美国政府要求的最后期限,星链计划将在2024年之前部署4425颗卫星,在2027年之前完成所有的卫星部署。

虽然整个计划是发射近12万个通信卫星,但据SpaceX表示,星链计划仅需要420个卫星就能够初步轻微地覆盖全球,在今年能就开始进行商业运作。

猎鹰九号火箭发射-入轨-回收流程

2020年4月23日,猎鹰九号第七次搭载60颗卫星发射,5月1日,这一趟“银河号列车”过境福建、广东等地的夜空,由于距离发射已过去一个多星期,这批星链到达轨道之后逐渐散开,所以不少群众观测到了四十颗相对明亮的卫星。

星链计划的目标群体是亚非拉偏远的农村地区,或者经济相对落后的地区,这些地区由于人口稀少或者基础设施比较落后,根本无法使用互联网,但随着现在智能手机的普及,处于偏远地区的人们有着很强意愿去连接互联网,他们只需要花200美金买一个披萨大小的设备,就可以完成互联网的连接。

一旦整个网络建成,spaceX将是全球最大的宽带互联网运营商,预计每年收入约300亿美金。只有得到了这些收入之后,马斯克登陆火星的远大目标才能够持续地进行下去。

或许有人会有这样的疑问,星链计划会不会颠覆现在的网络形式,影响我们5G的发展呢?星链计划目前处于早期,有很多的不确定性,但在可预见的未来当中,星链计划并不会颠覆未来的网络形式,它恰恰是一个和5G呈互补关系的存在。

除了身为Spacex太空探索技术公司的创始人之外,马斯克还是环保跑车公司特斯拉的CEO,车联网和低轨物联网系统架构也是星链计划的愿景之一。未来汽车会是移动互联网的另一大场景,未来的智能驾驶、智慧汽车不只是单个汽车通过传感器实现,需要通过边缘计算和上层网络来实现。

车联网和物联网是星链的本质,人们不可能只在信号好的城市里开车,就算是在室内,卫星通信网络信号还是会有很大的衰弱。而在农村、沙漠、海洋,人们无法建造太多5G基站,所以星链这类的低轨互联网的作用是配合5G而不是颠覆5G。

星链的卫星是将互联网信号直接传送到地面上的网关或用户终端的,这就意味着在基础设施的投入要少得多。简单的说,就是在农村地区的地面不需要建设那么多基站了。星链的系统延迟是比较少的,因为星链的卫星大多数分布在350~500千米的高度,这比其他卫星要近很多。

这就意味着互联网信号传播到卫星的距离短了很多,星链的延迟大概是在20毫秒到35毫秒之间,未来会逐步达到10毫秒左右。依照这个速度,打游戏没有太大的问题,也能够基本满足车联网的要求,但离5G还是差一些。

中国研究院于2019年发布的《中国宽带发展白皮书》中显示,我国固定宽带用户达435亿,我国基础电信企业陆续启动了G654E干线光缆的采集。2019年推动基础电信企业在超过300个城市部署千兆宽带网络的接入,千兆网络覆盖的范围达到了2000万个家庭。

光纤的价格并不便宜,为什么我国大部分人都会觉得光纤不贵呢?原因在于,我国城市人口居多,大家分摊后就变得优惠了,像加拿大、美国,包括非洲、南北极、海洋表面等这些地广人稀的地区,接入光纤并不划算。所以星链的系统定位是全球市场,而不是某个国家的市场,更不是人口密集的城市个人用户市场。

不可否认,卫星互联网与传统的地面网络相比有其自身的优势,截至2020年3月31日,科学家联盟(usc)的数据库显示,地球上发射的在轨卫星有2666颗。而地球低轨轨道、频率资源有限,国际卫星界通常遵循“先占先得”理念,稀缺的轨道资源已经让低轨太空进入了竞争模式,那么我国在竞争激烈的卫星互联网领域中,该如何追赶呢?

2、中国的鸿雁星座

2016年11月,在马斯克提出星链计划概念后的一年,中国航天科技集团公司在珠海航展期间发布了“鸿雁星座”项目,该系统将由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。

鸿雁星座一期工程计划2021年前后完成,整个计划在 2024 年前后完成。

按照规划,鸿雁星座分为两个阶段进行建设。一期工程先发射60余颗距地1100公里左右的近地轨道卫星,完成全球覆盖,一期工程带宽有限,优先支持全球电话业务,并支持重点地区的移动宽带互联网接入;二期工程再发射300 余颗卫星,将大大扩展网络容量,完成全球移动宽带互联网业务支持。

待全部完工后,系统容量可服务200万以上移动电话(进行语音通话)用户、20万以上宽带互联网(100M以上速率数据连接)用户及1000万以上物联网(小数据量多连接数)用户。

就在鸿雁星座第一颗卫星发射的前一周,2018年12月22日,虹云工程首星在酒泉卫星发射中心成功发射并进入预定轨道,成功实现了网页浏览、微信发送、视频聊天、高清视频点播等典型互联网业务。

虹云工程脱胎于中国航天科工的“福星计划”,计划发射156颗卫星,它们在距离地面1000公里的轨道上组网运行,构建一个星载宽带全球移动互联网络,实现网络无差别的全球覆盖。

虹云工程定位的用户群体主要是集群的用户群体,包括飞机、轮船、客货车辆、野外场区、作业团队以及一些偏远地区的村庄、岛屿等。

2019年1月上旬,虹云工程首次在天地连通通信试验中通过卫星发出信息——“多少事,从来急;天地转,光阴迫。一万年太久,只争朝夕”。随后,虹云工程又完成了多次全系统、全流程互联网业务通信功能试验和多用户站入网通信试验,均取得圆满成功。

星链计划如果成功,SpaceX会成为唯一一个可以提供全球实时地面直播的公司,为全球企业或政府服务虹云卫星能够实现每24小时向地面发送超过30万张高清,实则已达到高清直播的水准。

但SpaceX计划发射11943万颗卫星,一颗卫星只需覆盖120公里,而虹云工程计划发射156颗卫星,覆盖面积要就比星链卫星大得多,所以高清直播的效果或许没有星链那么好。

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。面对强大的星链计划,我国正快马加鞭不断探索,未来可期!

卫星互联网的发展历史可以追溯到上世纪80年代,至今已发展30多年。近年来,卫星产业产值增幅逐步趋稳,产值规模稳中有升。《2020年卫星产业状况报告》数据显示,2019年全球航天产业收入规模为3660亿美元,同比增长17%,其中卫星产业收入为2710亿美元,占航天产业总收入的74%。卫星互联网赛道中卫星运营及服务和地面设备制造收入占比较高,2019年两者合计占整体卫星收入比例的93%。

2020年4月,卫星互联网首次作为重要的信息基础设施被纳入国家“新基建”政策支持的重点方向。卫星互联网被纳入“新基建”范畴会为行业带来广阔的发展机遇,未来蓝海无限。

卫星互联网进入与地面通信融合发展阶段

卫星互联网的发展历史可以追溯到上世纪80年代,至今已发展30多年,主要经历了三个阶段的迭代升级。

第一阶段:企图替代地面通信网络阶段(20世纪80年代-2000年)。这个阶段主要以提供语音、低速数据、物联网等服务为主,后来随着地面通信系统快速发展,卫星互联网由于市场定位错误、技术复杂度高、投资过大、研发周期长及系统能力弱等多方面原因,在与地面通信网络的竞争中宣告失败。

第二阶段:卫星成为地面通信网络的补充阶段(2000-2014年)。这个阶段的主要定位是对地面通信系统的补充和延伸,同时也在极端条件下向航空、航海等用户提供移动通信服务。

第三阶段:卫星与地面通信网络融合阶段(2014年至今)。卫星互联网与地面通信系统开始进行更多的互补合作、融合发展,向着高通量方向持续升级,卫星互联网建设逐渐步入宽带互联网时期。

卫星互联网应用空间广阔

传统地面通信骨干网受限于铺设成本、技术攻克等因素,仅覆盖了约20%的陆地面积,在互联网渗透率低的区域进行延伸普及存在现实障碍。

而卫星互联网突破了地面基站的固定连接方式,通过太空基站动态覆盖的连接方式,包括星地互联和星星互联,实现全球连接。

卫星互联网的覆盖范围和成本优势明显,可以应用于偏远地区通信、海洋作业及科考宽带、航空宽带和灾难应急通道等行业,作为地面移动通信的有效补充。

卫星互联网产业链分析

卫星互联网产业链根据上下游关系,主要分为卫星制造、卫星发射、地面设备制造和卫星运营及服务四个环节。

产业链的上游主要为电器元件及材料、燃料厂商,产业链的下游主要是企业、政府、高校、个人等终端用户。

产业链的中游主要分为卫星制造、卫星发射、地面设备制造和卫星运营及服务四个环节。其中,卫星制造主要包括卫星平台和有效载荷两个部分;卫星发射主要包括运载火箭研制、发射服务提供和卫星在轨交付;地面设备制造主要包括网络设备和大众消费设备;卫星运营则主要由地面运营商、卫星通信运营商、北斗导航运营商和遥感数据运营商组成。

卫星运营及服务收入占比较高

卫星互联网赛道中卫星运营及服务和地面设备制造收入占比较高。根据SIA的统计数据,2019年全球航天产业收入规模为3660亿美元,同比增长17%,其中卫星产业收入为2710亿美元,占航天产业总收入的74%。

2012-2018年,全球卫星产业收入保持增长态势,2018年全球卫星产业收入2774亿美元,同比上升328%;2019年,受到卫星制造和卫星制造收入的影响,全球卫星产业收入为2710亿美元。

从细分卫星互联网赛道来看,卫星运营及服务和地面设备制造收入占比较高,2019年两者合计占整体卫星收入比例的93%,而卫星制造和卫星发射仅分别占到整体卫星产业收入的5%、2%。

我国卫星互联网迎来快速发展的契机

我国处于卫星互联网发展初期,产业链结构逐渐完善。在我国产业链发展初期,处于卫星制造与卫星发射行业的公司将优先释放业绩;

在中国卫星互联网体系逐渐建设完善之后,地面设备制造和卫星运营及服务行业潜力巨大,有望迎来快速发展的契机,且这两个领域未来的市场空间将更为广阔。国内加快部署星座计划,重点卫星计划已具雏形。

从目前国内已发布的卫星星座项目来看,卫星发射将集中在2022-2025年;从建设进展来看,目前已发射的多为试验星,并未实现星座组网,典型代表有“鸿雁”星座、“虹云”工程、“行云”工程等项目。

—— 更多数据参考前瞻产业研究院发布的《中国卫星应用行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

1、华力创通:公司是注册于中关村科技园区的高新技术和双软认证企业,具备完整的国防军工准入资质,以及北斗用户终端研发和分理服务资质。华力创通是国内国防、政府及行业信息化技术与创新应用的领先者。经过近20年的持续科技创新,已经形成卫星导航、卫星移动通信、雷达信号处理和仿真测试四个业务板块。

2、达华智能:达华智能从事的主营没有发生重大变化。公司目前已经形成了以物联网产业为核心的业务体系,主要包括RFID硬件制造、互联网电视、系统集成等领域。在巩固物联网感知层RFID业务的同时,加大在互联网电视、系统集成等领域的拓展力度,积极构筑一个以物联网为载体的智能生活生态系统。

3、辉煌科技:辉煌科技聚焦于轨道交通行业,专注于轨道交通测控技术的研发推广,是国内领先的轨道交通运维设备供应商及运营维护集成化解决方案提供商。辉煌科技(002296)近日发布2018年财报,公告显示,报告期内实现营收529亿元,同比下滑333%;归属于上市公司股东的净利润27733万元,同比增长11828%。

4、移为通信:3月16日,移为通信披露2018年年度报称,公司实现营业收入476亿元,同比增长3139%;实现归属于上市公司股东的净利润125亿元,同比增长2854%。目前,公司已有授权专利49项,本年新增授权13项,另有18项专利正在受理中,已有软件著作权98项,本年新增32项,是公司研发能力增强的体现。

5、航天电子:民用航天与运载火箭技术及配套设备、计算机技术及软硬件、电子测量与自动控制。武汉电缆成立于上世纪50年代,曾是全国电线电缆行业的骨干企业之一,生产的中华牌电缆具有较高知名度。1995年,武汉电缆在上交所挂牌,成为中国电缆行业首家A股上市公司。

6月16日,北斗三号最后一颗全球组网卫星发射任务推迟,但各方早已摩拳擦掌,准备拥抱一个卫星导航与位置服务机遇市场。

“5G时代,自动驾驶、物流机器人、人工智能都需要厘米级别的精度定位,而北斗三号将推动其实现该功能。”广州中海达公司相关负责人介绍。

一个千亿市场正在来临。中国卫星导航定位协会5月发布的《2020中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》(下称《白皮书》)显示, 2019年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到将近3450亿元,同比增长144%,预计2020年产业总体产值将超过4000亿元。

从上世纪90年代开始研制,北斗系统已经走过了近三十年的历程。为什么在有了公开的GPS、格洛纳斯等导航系统之后,还要花费巨大的代价研制自己的卫星导航系统呢?建设一个导航系统又难在哪?

定位能力达到厘米级,服务范围变全球

从2000年底建成北斗一号系统,向中国提供服务,到2012年年底建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务,再到2020年前后建成北斗全球系统,向全球提供服务,从这个路径来看,北斗系统服务范围不断扩大。

千寻位置CEO陈金培介绍,第二代卫星导航系统最初能力只能覆盖中国以及周边一部分地区,定位能力为10米级别,此后,北斗服务能力获得了长足进步,天上系统定位能力已低于5米,加上地基增强系统,定位能力可到达厘米级。同时,服务范围也从中国变成了全球。

借助位置信息,每一辆 汽车 都打上精准时空标签。

位置服务的重要性,已经越来越凸显。航天 科技 集团五院、北斗三号卫星总设计师王平也曾表示,在我们生活中,有人统计80%以上的信息都和位置、时间相关。

而在大多数人的印象中,提到导航系统,自然而然想到全球定位系统(GPS)。GPS系统最开始在上个世纪的美国开始构造,它也是目前成熟度最高、使用最悠久的导航系统。

有了GPS,为什么还需要北斗系统?“从导航系统能力本身来看,今天无论是天上北斗卫星还是地上的北斗地基增强系统,在技术和产品服务都已经相当成熟。”陈金培说。

陈金培介绍,卫星导航系统从定位原理来讲,天上的卫星越多,定位越精准。“通过接受不同卫星的信号去解方程式,其实就是解一道数学题,来确定我的位置在什么地方,今天来看,北斗系统性能未来将是所有导航系统里面最好的。”

他解释,无论是GPS也好,还是伽利略也好,它们只有定位能力,不具备通信能力,而中国北斗提供了另外一个能力,即同时具备窄带通信的能力,每次发送可以提供类似于1000个汉字容量的信息,定位不再受一些条件限制,比如有些地方没有网络,难以将准确的位置告诉别人,但现在不仅可以知道我在哪里,同时还可以把这个信息告诉给别人。即便这个地方在沙漠、海洋等网络不通的地方也能做到。

北斗应用正成“标配”,千亿“蛋糕”浮现

从服务中国走向全球,北斗系统也为企业打开了一个更广阔的市场。

“北斗组网成功以后,对我们海外销售也会进一步增长,因为这意味着我在中国做好的产品,可以没有差别地在全世界销售。”陈金培说。

高新兴物联模块产品线副总监高纪也表示,在“一带一路”倡议之下,越来越多企业走出去,北斗定位的需求会持续增加,北斗设备会越来越多。

北斗应用正在迈向“标配化”发展的新阶段。目前,国内外主流芯片厂商已推出兼容北斗的通导一体化芯片,智能手机已成为卫星导航系统最主要的应用领域之一。截至2019年第三季度,在中国市场申请入网的手机有400余款具有定位功能,其中支持北斗定位的近300款。

截至2019年底,国产北斗兼容型芯片及模块销量已突破1亿片,国内卫星导航定位终端产品总销量突破46亿台,其中具有卫星导航定位功能的智能手机销售量达到372亿台。

目前,北斗产业链在国内已经形成完整的内循环,从高精度地图到高精度位置服务运营商,涌现出四维图新、中海达、千寻位置、华测导航、合众思壮等企业。

根据《白皮书》,目前,我国卫星导航与位置服务领域企事业单位数量保持在14000家左右,从业人员数量超过50万人。

关键在于生态,5G海量应用未来可期

作为人类 历史 上首款导航系统,美国就投入数以百亿计美元开发GPS。相比之下,北斗系统的建设,也同样需要时间的磨炼。

高纪介绍,目前定位市场的难题主要是,室内定位较难,高精度定位成本较高。但是随着产业链的发展,技术的更新换代,这些问题都会逐步解决。

“GPS20年前就已经是全球系统了。北斗系统相对不成熟地方还是在于产业链,包括从芯片到天线、智能终端、应用场景,整个集成需要一定的时间。”陈金培说。

农业植保无人机作业,定位精度达到厘米级,减少农药用药喷洒。

他举例说,GPS的发展得益于大部分 汽车 、手机都集成了它的导航能力,而北斗三号系统一旦建成,会快速赶上如此庞大的生态覆盖。“北斗系统凭借更好的定位能力和更优质的体验,无论是中国厂商还是全球厂商,都会主动集成北斗系统。因为它已经在全球无处不在了。”

此外,基于位置信息,对于山体滑坡、地质灾害等也将强化对灾害的监测和预警。

即将爆发的5G+AIOT(人工智能与物联网)时代,也让北斗系统踩准了发展的节奏。

“北斗系统更重要的一个应用是更广泛的IOT设备、更广泛的应用场景中。”陈金培说,比如自动驾驶领域。除了 汽车 ,还要有各种各样的道路设备,包括道路红绿灯、摄像头等等,这些设备的连接将是海量的。

同样,对中海达来说,5G+精准定位打开了新的市场机遇,目前中海达与上汽就自动驾驶高精地图展开合作,还在 探索 物流小车、无人机配送到家等应用场景。

中海达相关负责人介绍,有了位置服务的解决方案和时空数据,组合起来应用可以产生更多意想不到的应用,比如自动驾驶+物流,将来的花园割草机定时自动收割;在智慧农业领域,可以自动植保、自动喷洒农药、杀毒等等。一个全自动化应用的世界已经不远。

“应用场景和市场需求在扩大,产业链会进一步良性发展,从以前靠政府政策主导变为 社会 化需求,北斗产值会进一步增高。”高纪说。

作者 郜小平

来源 南方报业传媒集团南方+客户端

卫星在人类探索星方面具有非常很重要的意义,我国当年自从独立自主发展卫星技术之后,在这方面就一直没有停下过脚步,进入新世纪后,随着国家经济和科技的发展,卫星领域的发展也十分迅猛。5月7日凌晨在西昌卫星发射中心成功发射三十号08组遥感卫星,其主要作用是开展电磁环境探测及其相关技术试验。在这里笔者就跟大家科普一下关于遥感卫星的相关知识。

一、遥感卫星到底有什么作用?

遥感卫星直用作外层空间遥感平台的人造卫星,通常可以在轨道上运行好几年,能够在规定时间覆盖整个地球任何指定区间。所有遥感卫星都通过遥感卫星地面接收站,获得的卫星数据可以用来检测农业、林业、海洋、环保、气象等多方面情况,大大加快科学研究进度。

二、遥感三十号08组卫星的主要任务。

遥感三十号08组卫星采用长征2号丙运载火箭成功发射,使用多星组网模式,主要用来开展电磁环境探测以及试验相关技术,随同卫星一起发射的还有天启星座12星,这个卫星是天启物联网星座的重要组成部分,主要用来提供数据采集传输服务。

三、我国航天事业已经进入世界先进水平。

这一系列遥感卫星的发射成功,将对我国组建自己的互联网安全传输拥有战略意义,在现在科技日新月异的今天,能够拥有安全的信息传递系统,我们也不用再怕别人来“卡脖子”。本次发射也是长征系列运载火箭的第369次飞行,在这个领域我国已经是当之无愧的世界先进水平,无论是发射的可靠性还是经验都非常丰富。

航天事业能够提升我国的综合国力与国际地位,随着一颗一颗的卫星上天,我们也能在未来的太空探索中取得先机,这对我们未来能取得更高成绩是非常有帮助的。

因为暴雨天气导致卫星电话中断,后面天气转好才联系上24名特警人员,他们都平安,等待天气好的时候再用飞机接他们回来。

01、震中24名特警因为恶劣暴雨天气导致卫星信息中断失联,官方:全员平安!

先说,四川地震牵动广大网友的心,而前往救援的人民子弟兵更是牵动大家心,希望他们救援顺利,平安归来。而第一批进入震中24名特警,他们在转移200多名人民群众之后,他们就失联了。之后总部一直参试跟他们取得联系一一失败,随着时间流逝,大家的心都揪在一起,默默在期待英雄平安

再说,也许是老天爷听到我们心声,在24名特警失联12个小时后,总部终于和他们取得联系,而且全员平安。可是由于震中的天气和环境不适合使用飞机,暂时无法接英雄回家,但是总部和24名特警每隔一个小时就联系一下,确定他们最新位置和安全情况。

02、地震中天气是恶劣,往往会导致通讯设备中断。

有网友质疑怎么卫星电话都会失去信号,有点假,但是我想说卫星是高科技产品不假,可是不代表卫星信息就不会中断,这是书读得有点少吧,但凡有点常识都不会问出这样傻的问题。因为极端的天气,卫星是无法传递信号,而且24名特警他们是处于地震中心,一时联系不上是很正常的事情。

还有地震不是一次就结束,时不时还有余震,天气也变化莫测,不是我们想象那么好的天气,能在12个小时就联系上,说明官方是一直都在努力。同时也希望遇到这种情况,请相信官方会妥当处理,不要相信谣言,不要造谣生事。

03、总结。

希望24名特警早日回归,天气不要再恶化下去,地震的人民都平安


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