我國(guó)如何發(fā)展自主可控的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)？

空間互聯(lián)網(wǎng)包括由各類(lèi)在軌運(yùn)行的飛行器、衛(wèi)星或衛(wèi)星星座構(gòu)成的空間信息處理及通信設(shè)施，各類(lèi)地面站、核心網(wǎng)等相關(guān)地面基礎(chǔ)設(shè)施，各類(lèi)應(yīng)用系統(tǒng)融合構(gòu)成的高性能全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，是新一代全球互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展重點(diǎn)方向、新一輪空間競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

國(guó)際衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)均在積極開(kāi)展空間互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)投資，力求搶占衛(wèi)星空間網(wǎng)絡(luò)高地，爭(zhēng)奪空間寶貴資源。以Starlink、Oneweb等為代表的低軌巨型星座工程已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際部署階段，新一代“千星星座”乃至“萬(wàn)星星座”的空間互聯(lián)網(wǎng)低軌星座系統(tǒng)啟動(dòng)建設(shè)。在我國(guó)，空間互聯(lián)網(wǎng)作為國(guó)家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，納入了“新基建”范疇。

已有研究從空間互聯(lián)網(wǎng)的體制、架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)等方面著手，對(duì)我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的建設(shè)與發(fā)展進(jìn)行探討：提出天地一體的空間互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，分析網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)與關(guān)鍵技術(shù)；闡述空間互聯(lián)網(wǎng)與地面第五代移動(dòng)通信（5G）技術(shù)融合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用場(chǎng)景；研究5G與衛(wèi)星通信融合的空中接口設(shè)置與標(biāo)準(zhǔn)化策略；從技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的角度論述衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與5G/第六代移動(dòng)通信（6G）的協(xié)同發(fā)展趨勢(shì)。于此同時(shí)，我國(guó)的國(guó)有企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)、初創(chuàng)公司紛紛開(kāi)展空間互聯(lián)網(wǎng)的試驗(yàn)摸索和建設(shè)嘗試；相關(guān)管理部門(mén)依托國(guó)家科技創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)先期推動(dòng)星座系統(tǒng)論證，面向迫切需求、整合優(yōu)勢(shì)力量、推動(dòng)工程建設(shè)。

也要注意到，目前我國(guó)依然缺乏有關(guān)空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的全面綜合分析，統(tǒng)籌規(guī)劃和建設(shè)步驟也有待深入研究；在后續(xù)建設(shè)過(guò)程中，將面臨頻率軌道、通信標(biāo)準(zhǔn)、信息安全、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用等諸多難題。因此，盡快開(kāi)展多方位的頂層分析論證、形成后續(xù)空間互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展規(guī)劃建議顯得尤為迫切。

發(fā)展自主可控的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)建設(shè)的重要內(nèi)容，可有效提升全球覆蓋、安全可控的信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力，搶占空間信息領(lǐng)域發(fā)展制高點(diǎn)和主動(dòng)權(quán)。空間互聯(lián)網(wǎng)星座建設(shè)，一方面要聚焦國(guó)家需求，建設(shè)全球可通、自主可控的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，另一方面要推動(dòng)形成“互聯(lián)網(wǎng)+”航天的新興產(chǎn)業(yè)。

空間互聯(lián)網(wǎng)作為國(guó)家戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)支撐和推動(dòng)經(jīng)濟(jì)、政治、文化、社會(huì)各領(lǐng)域發(fā)展的作用顯著。發(fā)展我國(guó)自主的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)，是占據(jù)空間信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展制高點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)的重要舉措，是構(gòu)建國(guó)家重大能力、維護(hù)空間資源和地位的集中反映；作為航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)的標(biāo)志性工程，是牽引商業(yè)航天全面發(fā)展、引領(lǐng)信息產(chǎn)業(yè)和宇航技術(shù)升級(jí)的重要舉措。

面對(duì)復(fù)雜、嚴(yán)峻的全球網(wǎng)絡(luò)信息安全形勢(shì)，加快構(gòu)建獨(dú)立自主的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)，可顯著提高我國(guó)天基通信體系的生存能力，形成維護(hù)國(guó)家信息安全的有效手段，對(duì)構(gòu)建我國(guó)彈性空間通信體系意義重大。通過(guò)多功能結(jié)合的創(chuàng)新應(yīng)用，快速增強(qiáng)我國(guó)自主安全的通信保障能力，保障國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略利益。

隨著我國(guó)“走出去”戰(zhàn)略的不斷深化，信息網(wǎng)絡(luò)的全球能力覆蓋勢(shì)在必行。優(yōu)先在海洋、極地、“一帶一路”沿線(xiàn)等區(qū)域?qū)崿F(xiàn)寬、窄帶結(jié)合的通信保障能力，進(jìn)而形成全球覆蓋、功能共用的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。智慧海洋工程、航空器全球追蹤與安全監(jiān)控等行業(yè)應(yīng)用規(guī)劃的推進(jìn)，促進(jìn)導(dǎo)航增強(qiáng)、廣域監(jiān)視及數(shù)據(jù)采集分發(fā)等行業(yè)服務(wù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

空間互聯(lián)網(wǎng)既可保障海外通信需求、服務(wù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、促進(jìn)高質(zhì)量“走出去”，又是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新引擎，對(duì)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)新興產(chǎn)業(yè)布局起到關(guān)鍵作用。空間互聯(lián)網(wǎng)作為仍在快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)升級(jí)方向之一，可為我國(guó)老少邊窮地區(qū)提供普遍的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，是帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、縮小城鄉(xiāng)發(fā)展差距、彌合數(shù)字鴻溝、提升居民生活質(zhì)量的重大基礎(chǔ)設(shè)施。

空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)建設(shè)，將促進(jìn)我國(guó)航天產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)：催生衛(wèi)星模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、國(guó)際化設(shè)計(jì)理念轉(zhuǎn)變，帶動(dòng)衛(wèi)星、運(yùn)載火箭的批產(chǎn)能力與生產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)，實(shí)施地面系統(tǒng)與地面運(yùn)營(yíng)的國(guó)際化推廣。通過(guò)面向世界一流的空間互聯(lián)網(wǎng)能力建設(shè)，引領(lǐng)我國(guó)航天裝備、信息服務(wù)領(lǐng)域的全面發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)戰(zhàn)略新興技術(shù)躋身國(guó)際先進(jìn)行列。

新型空間互聯(lián)網(wǎng)星座動(dòng)輒成千上萬(wàn)顆，如 Starlink（4425~41 943顆 ）、Oneweb（720~6372 顆 ）、Lightspeed（298~1671 顆）、Kuiper（3236顆)；廣泛采用Ku/Ka/Q/V頻段點(diǎn)波束來(lái)實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。該發(fā)展趨勢(shì)既是頻率、軌道資源激烈競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果，也是面向未來(lái)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)空間的必然選擇。批量化的衛(wèi)星制造能力、低成本的進(jìn)入空間能力，也為巨型星座發(fā)展提供了現(xiàn)實(shí)可行的技術(shù)途徑。

新型空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)普遍支持星間鏈路，以此構(gòu)建全球無(wú)縫連接、低時(shí)延的空間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。國(guó)外在建的星座系統(tǒng)，星間鏈路應(yīng)用與否不僅是技術(shù)問(wèn)題，也受到成本、安全等因素限制。從技術(shù)角度看，星間鏈路存在路由、移動(dòng)性管理、干擾抑制、輕量化等諸多挑戰(zhàn)，新技術(shù)的突破、驗(yàn)證、應(yīng)用還需要時(shí)間來(lái)檢驗(yàn)。從成本方面看，現(xiàn)有的高通量星間載荷價(jià)格不菲，裝備于成千上萬(wàn)顆衛(wèi)星則難以負(fù)擔(dān)，需要在控制載荷成本的同時(shí)盡量精簡(jiǎn)部署結(jié)構(gòu)（數(shù)量）。

針對(duì)低軌通信星座的迅猛發(fā)展勢(shì)頭，國(guó)際上的地球靜止軌道（GSO）通信衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商也迅速作出反應(yīng)，綜合考慮GSO和低地球軌道（LEO）系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，啟動(dòng)了GSO-非地球靜止軌道（NGSO）混合系統(tǒng)的建設(shè)。

目前主要存在兩種模式：一是GSO、LEO系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)營(yíng)，基于兩者系統(tǒng)特性上的差別，實(shí)現(xiàn)服務(wù)能力互補(bǔ)，改善用戶(hù)服務(wù)體驗(yàn)；二是GSO衛(wèi)星處理LEO星座的測(cè)控操作，通過(guò)配置星間中繼鏈路，利用廣域覆蓋的GSO衛(wèi)星來(lái)提升LEO星座的測(cè)控效率。高、低軌通信衛(wèi)星優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、協(xié)同發(fā)展，可進(jìn)一步提升混合系統(tǒng)的服務(wù)多樣性。

現(xiàn)有的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)研制模式主要有3種：以O(shè)neweb為代表的生態(tài)圈資源整合、以Starlink為代表的自主垂直整合、以Blackjack為代表的項(xiàng)目分包。OneWeb公司通過(guò)全球資源整合來(lái)建立產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈，采取融資方式籌集資金；自身主要負(fù)責(zé)星座運(yùn)營(yíng)，衛(wèi)星制造依靠與空中客車(chē)防務(wù)及航天公司合作實(shí)現(xiàn)。SpaceX公司依靠自主完整的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)建設(shè)Starlink，集衛(wèi)星、運(yùn)載火箭、地面站制造，火箭發(fā)射與回收，衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)與服務(wù)于一身，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈自主閉環(huán)。Blackjack分階段劃分項(xiàng)目任務(wù)，不斷篩選和縮減承研單位的數(shù)量，選擇最優(yōu)的承包商團(tuán)隊(duì)（大型宇航制造商、小型初創(chuàng)企業(yè)均有涉及）。立足自身狀態(tài)并最大化自身優(yōu)勢(shì)，充分調(diào)動(dòng)已有資源，保障設(shè)計(jì)、制造、發(fā)射、運(yùn)營(yíng)等全產(chǎn)業(yè)鏈的快速、安全、高效運(yùn)行。

國(guó)外在建的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)，均在加緊頻率資源爭(zhēng)奪，以用戶(hù)鏈路所用頻段爭(zhēng)奪最為激烈。在現(xiàn)階段，Ku頻率資源已基本被瓜分殆盡；Ka頻率資源雖已有低軌星座系統(tǒng)規(guī)劃，但尚無(wú)實(shí)際衛(wèi)星應(yīng)用；V頻率資源已成為多個(gè)星座系統(tǒng)作為規(guī)模擴(kuò)展階段擬申報(bào)儲(chǔ)備的目標(biāo)。在儲(chǔ)備頻率的同時(shí)，各大衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都在積極開(kāi)發(fā)Q/V頻段的應(yīng)用潛力，著手研究E頻段通信技術(shù)。相關(guān)企業(yè)在高效接入、星間鏈路組網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、大規(guī)模干擾規(guī)避等關(guān)鍵技術(shù)方向都進(jìn)行了研發(fā)布局，逐步形成專(zhuān)利儲(chǔ)備。

北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)目前在軌規(guī)模較大的星座系統(tǒng)，其成功研制和有效運(yùn)營(yíng)積累了衛(wèi)星、運(yùn)載火箭的中等規(guī)模批產(chǎn)與批次發(fā)射經(jīng)驗(yàn)，具備了長(zhǎng)期管理、異常處置等在軌管理能力。與北斗系統(tǒng)相比，空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的規(guī)模更大、功能更加復(fù)雜，對(duì)產(chǎn)品的批量生產(chǎn)、質(zhì)量保證提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)；還需要進(jìn)一步提高運(yùn)載火箭批量化生產(chǎn)能力，改善測(cè)控條件和發(fā)射環(huán)境。目前，我國(guó)還缺少數(shù)百顆甚至上千顆衛(wèi)星所構(gòu)成星座的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。

經(jīng)過(guò)六十余年的發(fā)展，我國(guó)形成了以長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭為主的航天運(yùn)輸系統(tǒng)，支撐了多項(xiàng)國(guó)家重大宇航任務(wù)的實(shí)施。綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、規(guī)劃整體性，CZ-2C、CZ-2D、CZ-5B、CZ-6A、CZ-8液體運(yùn)載火箭均可承擔(dān)“一箭多星”發(fā)射任務(wù)，CZ-11A、KZ-11固體運(yùn)載火箭可用于快速補(bǔ)網(wǎng)，新型重復(fù)使用運(yùn)載火箭可逐步承擔(dān)2025年后更大規(guī)模的組網(wǎng)發(fā)射任務(wù)。新一代液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（液氧/煤油、液氫/液氧）的產(chǎn)能受限問(wèn)題，可能為空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)建設(shè)帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)。

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)具備運(yùn)載火箭發(fā)射能力的主要有酒泉、太原、西昌、文昌等發(fā)射場(chǎng)，海陽(yáng)海上發(fā)射平臺(tái)也具有一定規(guī)模的發(fā)射能力。綜合現(xiàn)有發(fā)射計(jì)劃，未來(lái)3年剩余工位的總運(yùn)載能力不足150 t，保障空間互聯(lián)網(wǎng)星座的大規(guī)模發(fā)射任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)較大；這是星座衛(wèi)星規(guī)模的制約瓶頸，應(yīng)予以突破。太原發(fā)射場(chǎng)CZ-6A發(fā)射工位計(jì)劃于2021年建成，短期內(nèi)具備4發(fā)/年的發(fā)射能力。此外，文昌、象山、煙臺(tái)等地都在籌建新的商業(yè)發(fā)射工位。

目前，我國(guó)電子、航天領(lǐng)域的一些單位具備為衛(wèi)星通信系統(tǒng)提供信關(guān)站、網(wǎng)絡(luò)主站、部分應(yīng)用終端的生產(chǎn)能力。盡管隨著高軌高通量衛(wèi)星的推廣應(yīng)用，地面信關(guān)站、終端技術(shù)正在快速發(fā)展演進(jìn)，但空間互聯(lián)網(wǎng)低軌系統(tǒng)所需的快速跟蹤、高集成、低成本相控陣天線(xiàn)，適應(yīng)新體制的高集成基帶芯片，地面核心網(wǎng)產(chǎn)品及運(yùn)控管理系統(tǒng)等，尚無(wú)成熟產(chǎn)品，需要盡快部署研制。

地面移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)“十年一代”，我國(guó)在這一發(fā)展過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了第三代移動(dòng)通信（3G）跟隨、第四代移動(dòng)通信（4G）趕超、5G領(lǐng)跑。地面移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程，為我國(guó)空間互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)突破提供了技術(shù)基礎(chǔ)和實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。也要注意到，我國(guó)衛(wèi)星通信標(biāo)準(zhǔn)化工作尚缺乏成熟經(jīng)驗(yàn)，中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)、全國(guó)宇航技術(shù)及其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)等均未開(kāi)展相關(guān)工作，對(duì)國(guó)際衛(wèi)星電視廣播標(biāo)準(zhǔn)（DVB-S2X）、第三代合作伙伴計(jì)劃（3GPP）非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN）標(biāo)準(zhǔn)的跟蹤和參與都有所不足。

我國(guó)空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的發(fā)展，應(yīng)以航天強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略為牽引，秉持“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”的理念，通過(guò)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、融合發(fā)展，開(kāi)展先進(jìn)系統(tǒng)、新興技術(shù)的前瞻研發(fā)布局。以空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)建設(shè)為依托，拓展空間信息服務(wù)的深度與廣度，把握網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)革命的歷史性機(jī)遇，贏得參與全球空間信息基礎(chǔ)設(shè)施競(jìng)爭(zhēng)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。預(yù)計(jì)到“十四五”末期，形成高低軌協(xié)同、天地一體的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)總體布局，具備全球覆蓋、技術(shù)自主、安全可控的空間互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)能力，成為全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要主導(dǎo)力量。

統(tǒng)籌規(guī)劃，突出重點(diǎn)。加強(qiáng)天基網(wǎng)絡(luò)信息體系的頂層設(shè)計(jì)和綜合布局，融合威脅驅(qū)動(dòng)、需求驅(qū)動(dòng)、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)三重要素，統(tǒng)籌實(shí)施我國(guó)高、低軌天基信息裝備體系協(xié)同發(fā)展；重點(diǎn)建設(shè)空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)性提升我國(guó)天基網(wǎng)絡(luò)信息體系彈性。

階段實(shí)施，持續(xù)演進(jìn)。鑒于空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)建設(shè)的持續(xù)性和復(fù)雜性，相關(guān)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)支持分階段實(shí)施、持續(xù)演進(jìn)，不斷挖掘技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的能力提升；盡快實(shí)現(xiàn)基本應(yīng)用能力，持續(xù)保持近地空間系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)力與生命力，搶占近地空間新高地。

功能融合，彈性建設(shè)。把握國(guó)內(nèi)相關(guān)系統(tǒng)建設(shè) 進(jìn)展，加強(qiáng)多功能融合與銜接， 通過(guò)采購(gòu)服務(wù)、寄宿搭載、波形加載，形成面向應(yīng)用的增強(qiáng)服務(wù)能力；深度挖掘系統(tǒng)規(guī)模優(yōu)勢(shì)， 形成天地融合的低軌網(wǎng)絡(luò)與信息體系， 加速在我國(guó)諸多領(lǐng)域的應(yīng)用滲透。

創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，體系帶動(dòng)。瞄準(zhǔn)世界航天和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域發(fā)展前沿，創(chuàng)新包括研發(fā)、制造、應(yīng)用在內(nèi)的天基信息體系，牽引重點(diǎn)領(lǐng)域發(fā)展模式演進(jìn)；加強(qiáng)衛(wèi)星批量制造能力，提升運(yùn)載火箭發(fā)射和測(cè)控能力，扭轉(zhuǎn)領(lǐng)域滯后發(fā)展局面，帶動(dòng)重大裝備的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性變革。

空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)主要包含空間段、地面段、用戶(hù)段（見(jiàn)圖1）。

①空間段采用用戶(hù)靈活接入、星間高速互聯(lián)、系統(tǒng)彈性高效的空間混合星座網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，按照“星箭一體化、平臺(tái)通用化、載荷模塊化、接口標(biāo)準(zhǔn)化、組合多元化”的衛(wèi)星設(shè)計(jì)思路，實(shí)現(xiàn)全球?qū)拵Щヂ?lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信服務(wù)能力，按需提供應(yīng)用服務(wù)和專(zhuān)用載荷搭載服務(wù)。

②地面段面向多用戶(hù)、多業(yè)務(wù)、全球化的服務(wù)需求，主要完成星座運(yùn)行管理、星地一體化網(wǎng)絡(luò)管理、全球站網(wǎng)管理、用戶(hù)終端管理、全球運(yùn)營(yíng)服務(wù)支撐等任務(wù)；細(xì)分為運(yùn)行控制中心、網(wǎng)絡(luò)管理中心、運(yùn)營(yíng)服務(wù)中心、全球信關(guān)站網(wǎng)，通過(guò)地面通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

③用戶(hù)段按照“終端模塊設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開(kāi)放擴(kuò)展”等設(shè)計(jì)原則，開(kāi)展終端結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)、應(yīng)用平臺(tái)化集成、數(shù)據(jù)云化配置等。

關(guān)于建設(shè)計(jì)劃，分階段建成獨(dú)立自主、全球覆蓋、先進(jìn)高效、安全可靠的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)。先期開(kāi)展試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射、地面段建設(shè)，實(shí)施通信體制、關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證，初步形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)體系，突破衛(wèi)星規(guī)模制造和發(fā)射瓶頸，基于典型場(chǎng)景開(kāi)展應(yīng)用示范。未來(lái)5年，實(shí)現(xiàn)全球覆蓋、全面服務(wù)，完成第一代系統(tǒng)建設(shè)，提升重點(diǎn)區(qū)域覆蓋能力和服務(wù)質(zhì)量，增強(qiáng)時(shí)空信息體系能力。未來(lái)10年，完成拓展系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)覆蓋、優(yōu)質(zhì)服務(wù)，建設(shè)分層部署、協(xié)同分工、多重覆蓋的第二代星座系統(tǒng)，建成天地同步發(fā)展的全球綜合信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，全面滿(mǎn)足國(guó)家戰(zhàn)略需求和智能化社會(huì)應(yīng)用需求。

圖 1 空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)架構(gòu)圖

近年來(lái)，包括大型航天企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)在內(nèi)，我國(guó)發(fā)布了10余個(gè)低軌星座計(jì)劃，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展、商業(yè)利益的角度看，需要重點(diǎn)進(jìn)行空間組網(wǎng)理論研究，及時(shí)建立關(guān)于空間互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議體系規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

目前國(guó)內(nèi)外的相關(guān)發(fā)展仍存在突出問(wèn)題：空間網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的基礎(chǔ)理論薄弱，標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系空白，對(duì)于巨型低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的地面模擬測(cè)試環(huán)境欠缺。因此，一方面需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)場(chǎng)景、服務(wù)質(zhì)量、接入網(wǎng)技術(shù)、承載網(wǎng)技術(shù)、核心網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全、設(shè)備與測(cè)試規(guī)范等制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，另一方面需要建設(shè)完整有效的地面測(cè)試與評(píng)估系統(tǒng)，支持系統(tǒng)研發(fā)質(zhì)量提升，降低系統(tǒng)在軌故障風(fēng)險(xiǎn)。

未來(lái)5年，著重突破天地復(fù)雜環(huán)境下高可靠高速率傳輸技術(shù)、多時(shí)空尺度密集型巨星座信息組網(wǎng)技術(shù)、動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)頻率干擾規(guī)避及共享技術(shù)、面向多業(yè)務(wù)特性的空間網(wǎng)絡(luò)資源分配技術(shù)、通信/感知/定位一體化技術(shù)，形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

未來(lái)10年，重點(diǎn)突破超大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)跨域態(tài)勢(shì)感知與智能網(wǎng)絡(luò)協(xié)同傳輸技術(shù)、星地一體頻率感知與同頻共用技術(shù)、星地協(xié)同組網(wǎng)與融合共用技術(shù)、太赫茲高速傳輸技術(shù)，形成相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

未來(lái)15年，著重發(fā)展空間邊緣計(jì)算與信息融合處理技術(shù)、天基智聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架技術(shù)、星地融合無(wú)感切換技術(shù)、天地智能協(xié)同組網(wǎng)技術(shù)，形成相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)暴露且信道開(kāi)放，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)且網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓叨葎?dòng)態(tài)變化，高鏈路誤碼率對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能造成負(fù)面影響，長(zhǎng)時(shí)延和間歇性降低網(wǎng)絡(luò)反饋的及時(shí)性，星上資源受限影響計(jì)算能力，這些都是空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)安全性受限的因素。國(guó)外的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)落地應(yīng)用后，將帶來(lái)一系列的安全問(wèn)題。我國(guó)的空間互聯(lián)網(wǎng)在全球運(yùn)營(yíng)后也將面臨泄露敏感數(shù)據(jù)、威脅重要基礎(chǔ)設(shè)施和關(guān)鍵設(shè)備、竊取寬帶資源等安全風(fēng)險(xiǎn)。

在物理安全、運(yùn)行安全、數(shù)據(jù)安全等層面開(kāi)展空間互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)研究。空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初就應(yīng)充分考慮網(wǎng)絡(luò)安全的要求，各個(gè)分層、各個(gè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求要與安全需求相互融合，安全能力要嵌入各個(gè)分層、各個(gè)系統(tǒng)的方方面面；有效阻斷外來(lái)惡意攻擊，有效遏制內(nèi)部人員的違規(guī)和惡意行為，實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)拿不走、網(wǎng)絡(luò)擾不癱、應(yīng)用阻不斷、蹤跡隱不掉”。

未來(lái)5年，對(duì)空間互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的安全協(xié)議、安全機(jī)制、安全措施進(jìn)行聚合，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間互聯(lián)網(wǎng)的全面安全監(jiān)管和治理；構(gòu)建涵蓋物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層及跨層通訊安全的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

未來(lái)10年，重點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知可全方位、全流程把握空間互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行安全態(tài)勢(shì)，持續(xù)檢測(cè)各個(gè)尺度、維度、層次的安全威脅，結(jié)合歷史安全事故、威脅情報(bào)對(duì)未知威脅進(jìn)行分析檢測(cè)，作出安全威脅預(yù)判和并啟動(dòng)預(yù)置防護(hù)措施，保持安全事件應(yīng)急的自動(dòng)化響應(yīng)。

未來(lái)15年，空間互聯(lián)網(wǎng)配置先進(jìn)的安全防護(hù)技術(shù)和管理保障制度，將網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力全方位融入業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為空間互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供持續(xù)的安全服務(wù)保障。

我國(guó)空間互聯(lián)網(wǎng)采取分階段建設(shè)、彈性擴(kuò)展、持續(xù)演進(jìn)的策略，系統(tǒng)在應(yīng)用層面上呈現(xiàn)循序漸進(jìn)的特征。短期來(lái)看，受衛(wèi)星數(shù)量、空間網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的制約，系統(tǒng)建設(shè)初期支持的用戶(hù)數(shù)量、應(yīng)用場(chǎng)景均有限，將主要面向政府機(jī)構(gòu)、科學(xué)考察、救災(zāi)應(yīng)急、自然保護(hù)等重點(diǎn)領(lǐng)域提供服務(wù)；隨著系統(tǒng)能力提升，逐步開(kāi)放面向民航、海上、偏遠(yuǎn)地區(qū)的行業(yè)用戶(hù)服務(wù)；最終待系統(tǒng)服務(wù)能力充足后，面向普通消費(fèi)者提供大規(guī)模服務(wù)。

未來(lái)5年，重點(diǎn)面向政府機(jī)構(gòu)開(kāi)展典型場(chǎng)景下的應(yīng)用示范，面向海洋科考、極地勘探、搶險(xiǎn)救災(zāi)、應(yīng)急保障、危化運(yùn)輸、自然資源保護(hù)等領(lǐng)域推廣應(yīng)用。

未來(lái)10年，面向行業(yè)用戶(hù)不斷拓展，重點(diǎn)開(kāi)拓民航交通、海上交通及作業(yè)、無(wú)人機(jī)作業(yè)、石油開(kāi)發(fā)、遠(yuǎn)洋運(yùn)輸、偏遠(yuǎn)地區(qū)基建等應(yīng)用市場(chǎng)。

未來(lái)15年，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不斷成熟的基礎(chǔ)上，面向普通消費(fèi)者市場(chǎng)拓展應(yīng)用，采用新型通信技術(shù)，解決天地一體融合接入難題，提供天地?zé)o感切換的高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。

統(tǒng)籌我國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，建立高、低軌星座協(xié)同發(fā)展機(jī)制；整合優(yōu)勢(shì)力量與資源，形成新興領(lǐng)域發(fā)展合力，實(shí)質(zhì)性推進(jìn)我國(guó)空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的體系化發(fā)展。

構(gòu)建關(guān)聯(lián)企業(yè)協(xié)同發(fā)展模式，倡導(dǎo)市場(chǎng)主導(dǎo)下的多元投入、多方合作，以產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為紐帶，積極引導(dǎo)社會(huì)力量參與空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的建設(shè)、應(yīng)用、維護(hù)。

有機(jī)整合我國(guó)現(xiàn)有的星座互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，統(tǒng)籌優(yōu)勢(shì)力量和資源，加強(qiáng)頻率軌道相關(guān)基礎(chǔ)研究，面向長(zhǎng)期發(fā)展需求儲(chǔ)備空間頻率資源；瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)全鏈條發(fā)展目標(biāo)，優(yōu)化低軌星座互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，加快推進(jìn)空間系統(tǒng)建設(shè)，積極參與全球資源協(xié)作與競(jìng)爭(zhēng)。

統(tǒng)籌推進(jìn)、加快建立統(tǒng)一的空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系。充分借鑒我國(guó)地面移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)研制的成功經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)論證制定有關(guān)業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)、測(cè)試、信息安全、應(yīng)用等系列標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)相關(guān)系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用推廣。

建立空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)服務(wù)平臺(tái)，構(gòu)建完備的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系，提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和知識(shí)產(chǎn)權(quán)綜合運(yùn)用能力，保障產(chǎn)業(yè)化過(guò)程的穩(wěn)健發(fā)展。針對(duì)新應(yīng)用、新業(yè)態(tài)，研究空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略、標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)源協(xié)議、知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)全鏈條，支持形成空間網(wǎng)絡(luò)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

推動(dòng)自主標(biāo)準(zhǔn)體系的國(guó)際化進(jìn)程，積極參與空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)研究與制定，提升中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際影響力。加強(qiáng)我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系在國(guó)際移動(dòng)通信、民航組織、國(guó)際海事組織等重要行業(yè)的應(yīng)用推廣，支持我國(guó)空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)“走出去”。

加快空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的核心元器件自主化進(jìn)程，開(kāi)展宇航級(jí)核心元器件、關(guān)鍵部組件的研制，打牢大型空間系統(tǒng)工程建設(shè)的基礎(chǔ)條件。超前部署Q/V頻段射頻關(guān)鍵器件、高效率天線(xiàn)等核心部組件的自主研發(fā)計(jì)劃，增強(qiáng)我國(guó)空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的頻率保障能力。

加強(qiáng)運(yùn)載火箭關(guān)鍵前沿技術(shù)突破，提高大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、運(yùn)載火箭重復(fù)使用等技術(shù)的成熟度，提升我國(guó)運(yùn)載火箭整體技術(shù)水平。優(yōu)化制造工藝與生產(chǎn)模式，突破火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、箭體結(jié)構(gòu)等大型部件的低成本、規(guī)模化制造關(guān)鍵技術(shù)，顯著提高運(yùn)載火箭發(fā)射性?xún)r(jià)比，保障空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的規(guī)模化建設(shè)、可持續(xù)發(fā)展。

加快提升地面應(yīng)用終端關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)施用戶(hù)終端先期研發(fā)計(jì)劃，突破低成本相控陣天線(xiàn)、核心芯片、高頻段器件、終端測(cè)試環(huán)境等技術(shù)，形成批量的原創(chuàng)性成果。改善衛(wèi)星應(yīng)用終端領(lǐng)域核心元器件、高性能部件的自主可控水平，盡快形成與空間互聯(lián)網(wǎng)星座建設(shè)計(jì)劃相匹配、具有較好性?xún)r(jià)比的用戶(hù)終端規(guī)模化生產(chǎn)能力。

加強(qiáng)空間互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新，依托于衛(wèi)星星座、移動(dòng)通信、新一代互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)制造、智慧城市、智能交通等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，擴(kuò)寬空間互聯(lián)網(wǎng)的多元化、智能化應(yīng)用。拓展空間互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用廣度和深度，提升我國(guó)空間互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)空間互聯(lián)網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展；發(fā)揮產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)力，支持金融、物流等現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的快速發(fā)展與供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。

推動(dòng)空間互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，發(fā)揮衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)全球覆蓋的優(yōu)勢(shì)，以資源共享、功能互補(bǔ)、能力互備為目標(biāo)，實(shí)施多類(lèi)業(yè)務(wù)共同承載，實(shí)現(xiàn)低軌星座對(duì)現(xiàn)有通信系統(tǒng)能力的差異化補(bǔ)充，適應(yīng)低延時(shí)、高帶寬、全球覆蓋的應(yīng)用需求。

合理加大空間互聯(lián)網(wǎng)安全架構(gòu)、安全協(xié)議、安全標(biāo)準(zhǔn)、密碼算法及安全管理體系等方面的基礎(chǔ)研究投入，在系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中規(guī)避安全隱患。加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)與對(duì)抗分析，提升威脅評(píng)估與預(yù)警能力，支撐網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)建設(shè)。著力建設(shè)高水平的空間網(wǎng)絡(luò)安全人才隊(duì)伍，培育“衛(wèi)星+網(wǎng)絡(luò)安全”跨領(lǐng)域技術(shù)人才，提升我國(guó)空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

加快空間互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)沖擊下的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系建設(shè)，完善網(wǎng)絡(luò)安全法規(guī)，加強(qiáng)國(guó)外衛(wèi)星的過(guò)境信號(hào)監(jiān)測(cè)、非法衛(wèi)星通信終端管控分析能力，防止利用境外衛(wèi)星信息進(jìn)行跨境走私，固守網(wǎng)絡(luò)信息安全陣地。

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