研究員 宋笛、沈怡然

空天地一體化信息網(wǎng)絡由空間、大氣層和地面相互協(xié)同的系統(tǒng)構成。在空間層，衛(wèi)星技術發(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)絡的重要組成部分，與空中和空間技術相互配合，形成一個無縫連接的通訊網(wǎng)絡。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正在成為大國技術博弈的關鍵領域，這不僅是因為這一技術本身在各個領域應用空間廣闊，更是因為空天地一體化技術可以引領商業(yè)航天、新一代通信技術以及互聯(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，關鍵仍在于進一步破除國企民企壁壘。

一、空天地一體化技術是下一代航天與通信領域的大國博弈關鍵之一

空天地一體化信息網(wǎng)絡之所以重要，是因為其這一網(wǎng)絡在全球通信領域的應用將消除傳統(tǒng)通信技術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。 同時，由于空間通信的高度覆蓋，對于災害應急通信、軍事通信等領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“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)絡的通信工具，這就是空天一體化通訊技術的一個應用場景。 

中國科學院院士、中國科學院空天信息創(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域之一，不僅為宏觀決策提供技術支撐，還可在全球氣候變化、國際減災、科技創(chuàng)新、社會經(jīng)濟、教育等領域發(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應用場景，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)均有領先地位的國家，在空天地一體化信息網(wǎng)絡構建上已經(jīng)初具雛形，在航天領域，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)星通信技術的創(chuàng)新和應用，為構建全球性的空天地一體化信息網(wǎng)絡探索新的可能性。美國政府則不僅提供資金支持，還通過法規(guī)和政策為相關技術的研發(fā)和應用提供了支持環(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)絡的建設。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”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)絡構建已經(jīng)開始。比如其中航天科技集團在衛(wèi)星通信領域著力打造“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的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，是天地一體信息通信領域的“國之重器”，是我國空間信息基礎設施的重要組成。

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)絡之間的實際差異導致了構建和運營“天地一體融合網(wǎng)絡”面臨網(wǎng)絡異構、標準不一致、運營分割等復雜難題。隨著 6G 技術的逐漸萌芽和美國在“空天地一體化信息網(wǎng)絡”，客觀要求中國在“空天地一體化信息網(wǎng)絡”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、空天一體化技術具有巨大的產(chǎn)業(yè)帶動意義

空天一體化技術的價值不僅僅在于其技術本身的廣泛應用，更在于其巨大的產(chǎn)業(yè)帶動能力。從衛(wèi)星制造、發(fā)射服務到通信設備，再到數(shù)據(jù)處理和應用服務，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)字化轉型的重要產(chǎn)業(yè)，更是引領全球經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎設施，屬于衛(wèi)星應用、互聯(lián)網(wǎng)的交叉融合領域，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 年間復合增長率約 15.5%。2022 年，復合增長率超過 16.4%，預計 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，預計從 2021 年到 2027 年復合年增長率 (CAGR) 將達到 7.1%。這種增長的主要推動力量來自于政府機構、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)處理以及相關人工智能終端預計將會隨著空天一體化技術的完善進一步普及。

此外，通過推動空天信息產(chǎn)業(yè)牽引技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對于我國通信、航天兩個關鍵產(chǎn)業(yè)的科技自立自強將發(fā)揮重要作用。每一代通訊技術都會帶來大量技術突破，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)權局的數(shù)據(jù)顯示，衛(wèi)星通信技術領域的全球?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)作為構建空天地一體化信息網(wǎng)絡的中堅力量，其在衛(wèi)星技術、太空探測等領域的專業(yè)知識和技術積累至關重要。衛(wèi)星作為信息網(wǎng)絡的重要節(jié)點，通過在軌運行實現(xiàn)全球通信覆蓋，與衛(wèi)星相關的火箭發(fā)射技術，因為涉及衛(wèi)星發(fā)射成本，同樣至關重要。

衛(wèi)星本就是通信技術的一種，然而，單純的衛(wèi)星技術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)絡技術、設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)絡可以更好地適應多元化、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。要構建空天地一體化信息網(wǎng)絡，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)星技術的研發(fā)和應用，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設施，實現(xiàn)資源共享，降低整體的建設和運營成本。

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，建立起空天技術整體優(yōu)勢

商業(yè)航天在空天通訊技術的發(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)射服務等方面具有獨特的競爭優(yōu)勢。因此，要構建空天地一體化信息網(wǎng)絡就需要推動商業(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，憑借自身的技術和規(guī)模在商業(yè)航天領域大步前進。兩者在市場中逐漸形成了一定的合作關系，即部分國家隊在商業(yè)航天領域主要承擔基礎建設、平臺搭建和關鍵技術供給的角色，民營航天則在火箭整體制造和商業(yè)化應用中扮演角色，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)，在全球一騎當先，這也顯示出商業(yè)航天在新一輪競爭中的重要性。

應該說，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。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，應該少設邊界、少分內(nèi)外，從認識上實現(xiàn)民營航天“愿擔當”，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”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，他們構成的生態(tài)也是大企業(yè)創(chuàng)新的基礎。

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)展的關鍵之一。

美國為扶持中小企業(yè)發(fā)展設有小企業(yè)局，小企業(yè)局主要通過各種金融工具為美國小企業(yè)提供資金領域的扶持。目前中國在專精特新體系上的建設也起到了類似作用，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產(chǎn)業(yè)園和相關產(chǎn)業(yè)基金是重要的平臺和工具。

據(jù)相關報告統(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)領先的航天裝備工程技術基礎，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、結構合理的空天信息產(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。