從經(jing)濟角度看(kan)，通(tong)過空(kong)地協同，構建功能(neng)完備(bei)的(de)智(zhi)能(neng)化體(ti)系(xi)，為各個領(ling)域(yu)提(ti)供高(gao)效、安(an)全(quan)、可(ke)靠的(de)信(xin)(xin)息(xi)傳(chuan)輸和協同工作能(neng)力，可(ke)以滿(man)足軍事(shi)、民用、商業(ye)等多領(ling)域(yu)需求，創造(zao)巨大的(de)經(jing)濟價值(zhi)。從社會(hui)角度看(kan)，通(tong)過信(xin)(xin)息(xi)資源的(de)綜合利用和共享(xiang)，尤其在地面(mian)通(tong)信(xin)(xin)難以有效應對的(de)領(ling)域(yu)，為政(zheng)府決策、社會(hui)服(fu)務、科學研究等方(fang)面(mian)提(ti)供全(quan)面(mian)支持，提(ti)高(gao)公共服(fu)務水平和質量，促進社會(hui)可(ke)持續發展。
總之，空天地一體(ti)化(hua)作為 6G 網絡的重要組成(cheng)部分，是未來通信(xin)技術的發展(zhan)方向，具有廣泛的應用前景和卓越價值。
一、國內外發展現狀
空天(tian)(tian)地(di)一(yi)體(ti)化作為 6G 核心組成(cheng)已(yi)列入多國(guo)創新(xin)戰(zhan)略，成(cheng)為全(quan)球(qiu)搶占的(de)戰(zhan)略制高(gao)點，國(guo)內外(wai)加速衛(wei)星(xing)(xing)互聯網部(bu)署，以推動空天(tian)(tian)地(di)一(yi)體(ti)化進(jin)程。截(jie)至 2021年，全(quan)球(qiu)至少(shao)有 20 家公(gong)司(si)(si)對外(wai)公(gong)布了覆蓋全(quan)球(qiu)低軌(gui)星(xing)(xing)座計劃(hua)。最典型的(de)如SpaceX 公(gong)司(si)(si)的(de) Starlink 計劃(hua)。衛(wei)星(xing)(xing)互聯網領域，低軌(gui)衛(wei)星(xing)(xing)及其采(cai)用的(de)Ku及Ka通信頻(pin)段，因其成(cheng)本、增益效果等因素，成(cheng)為戰(zhan)略稀缺性資源。歐美憑借強大的(de)衛(wei)星(xing)(xing)制造和發(fa)射能(neng)力，搶得先(xian)機(ji)。預計到 2029 年，近地(di)軌(gui)道(dao)空間(jian)以及Ku及Ka通信頻(pin)段資源將所剩無幾。
近年來，我國(guo)(guo)已建立了(le)較(jiao)為(wei)完整的衛(wei)(wei)(wei)星(xing)制造和發(fa)(fa)射體系，但在衛(wei)(wei)(wei)星(xing)互聯(lian)(lian)網(wang)(wang)建設方面(mian)，與歐美較(jiao)有(you)差(cha)距(ju)，主要體現在網(wang)(wang)絡覆蓋范圍有(you)限，空間(jian)基礎設施(shi)建設成本偏高，產(chan)業市(shi)場(chang)化程度不高幾個(ge)方面(mian)。鑒于衛(wei)(wei)(wei)星(xing)互聯(lian)(lian)網(wang)(wang)發(fa)(fa)展的緊(jin)迫性(xing)要求(qiu)，我國(guo)(guo)自 2017 年相繼啟動(dong)多(duo)個(ge)近地(di)軌道衛(wei)(wei)(wei)星(xing)星(xing)座計(ji)(ji)劃。2020 年，衛(wei)(wei)(wei)星(xing)互聯(lian)(lian)網(wang)(wang)首次納入新(xin)基建范疇，上(shang)(shang)升(sheng)為(wei)國(guo)(guo)家戰略性(xing)工程。2021年 4 月底，中國(guo)(guo)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)網(wang)(wang)絡集團有(you)限公司成立，以“國(guo)(guo)家隊”身份進行統籌規劃及運營(ying)，加(jia)速我國(guo)(guo)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)互聯(lian)(lian)網(wang)(wang)產(chan)業鏈(lian)上(shang)(shang)下游協同發(fa)(fa)展。目前已完成兩個(ge)低軌衛(wei)(wei)(wei)星(xing)星(xing)座的申報(bao)，并(bing)將于 2027 年完成共計(ji)(ji) 12992 顆(ke)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)的發(fa)(fa)射和信(xin)號驗(yan)證工作。
二、空天地一體化關鍵技術發展情況
空(kong)天(tian)地(di)一體化是一種創新的計算架構，涉及航天(tian)、通信、計算機、電子等(deng)多領域技術。當前發展重(zhong)心聚焦在多網融(rong)(rong)合(he)、組網優化、高效運控、超大容量等(deng)方面。典型技術包括切換(huan)接入技術、星上轉發器技術、星間鏈路技術、與地(di)面融(rong)(rong)合(he)技術等(deng)。
1.切換接入技術。切換接入技術是實現在空網與地網、不同衛星系統、不同頻率之間平滑切換的關鍵技術，用以確保高動態下的服務連續性。當前，歐美國家在衛星與地面基站切換等方面已有一定進展，而國內還處于起步階段。中國衛通集團與電信運營商已合作開展衛星和 5G 之間切換技術的研發工作。
該領(ling)域面臨的主(zhu)要挑(tiao)戰包括：切(qie)換(huan)延遲大(da)、切(qie)換(huan)策略優化、兼(jian)容性(xing)與標準不(bu)統一等。
2.星上轉發器技術。星上轉發器是設置在衛星上的信息中繼負載，其工作模式主要有以下兩種：a). 透明轉發工作模式，轉發器僅當作信號中繼，不進行業務數據處理。優點是技術簡單，成本低；缺點是不支持星間協作，智能化程度低。b).“再生式”星上轉發工作模式，又稱作基站上星，此模式下轉發器具備數據星上處理能力，實現更智能的路由轉發與業務調度。國內外新興巨型星座大多采用此種工作模式。
當前，該領域面臨(lin)的主要挑(tiao)戰包括：小(xiao)型化設(she)計、精確星(xing)間指向等。
3. 星間鏈路技術。星間鏈路技術是指星間的信息中繼和組網技術。當前激光通信因其高吞吐、高帶寬、強抗干擾、高安全性等優點，正成為星間鏈路的主要傳輸方式。
該領域(yu)發展面(mian)臨的主要挑戰包括：高(gao)動態下對星(xing)捕獲(huo)與(yu)跟蹤、大容量信息傳(chuan)輸(shu)以及星(xing)間網(wang)絡的智能化協(xie)同管理等。
4. 與地面融合技術。地空深度融合包括地空站資源的開放共享、地基云計算與天基平臺的結合、地面大數據與天基監測的協同應用等。SpaceX 已在全球部署了數百個地空站負責衛星網絡與地面網絡的對接。中國航天科技集團聯合多家單位共同研發的“天地一體化衛星應用云平臺”，整合了遙感、通信、導航等多種空間信息資源，面向用戶提供空間數據服務。這些都是融合技術的典型案例。
該領(ling)域(yu)發(fa)展面(mian)臨的主要(yao)挑戰包括：管理體制的制約、統一標準的缺(que)失，以及(ji)天地協同(tong)機制建(jian)立(li)等。
三、國內產業鏈布局及典型企業
1. 上游：包括空間基礎設施與載荷研制、地面設備制造與集成、通訊網絡建設與運營，以及算力與存儲設備制造與集成。
a.空間基礎設施與載荷研制：包括衛星平臺的設計制造，載荷設備的研發生產，以及火箭的設計發射。典型企業有：航天科技、航天科工等。
b.地面設備制造與集成：包括地面站的設計制造，以及終端設備的研制與系統集成。典型企業有：中國衛通、海格通信等。
c.通訊網絡建設與運營：包括地面網絡和衛星通信網絡的建設與運營。典型企業有：三大運營商、中國廣電等。
d.算力與存儲設備制造與服務：包括算力與存儲設備研制、云計算平臺等。典型企業有：浪潮、中科曙光等。
2.中游：包括衛星通信系統建設與運營，以及空間數據傳輸與處理。
a.衛星通信系統建設與運營：包括衛星星座的設計和發射計劃制定，以及通信系統的建設與運營。典型企業有：中國衛通、中電科等。
b.空間數據傳輸與處理：構建時空大數據，提供數據服務和應用落地。典型企業有：中國資源衛星應用中心、中國空間等。
3. 下游：主要包括空間信息服務和產品化應用。
a.衛星導航：用于交通運輸領域的精準導航、無人駕駛等場景。空天地一體化下，可以大幅提升定位精度與覆蓋范圍，同時導航與通信的有機組合，增強了導航體驗。典型企業有：北斗導航、百度地圖等。
b.衛星通信：用于陸海空立體綜合通信保障、應急救援、通信廣播等場景。空天地一體化下，將實現空地資源統一調度，支持移動性和業務多樣性。典型企業有：中國衛通、航天云網等。
c.遙感監測：用于城市規劃、環境監測、精準農業等場景。空天地一體化網絡將顯著提升監測精度、密度、覆蓋范圍，大幅拓展應用場景和經濟效益。典型企業有：北斗云網、綠城智谷等。
面向萬物互(hu)聯的(de)(de)(de)大(da)時代，天(tian)地(di)資源的(de)(de)(de)深(shen)度融合與(yu)協同應用是實現泛在(zai)智能連(lian)接(jie)的(de)(de)(de)關鍵所(suo)在(zai)。空天(tian)地(di)一體(ti)化網絡充分利(li)用天(tian)基高清視野與(yu)地(di)面高密接(jie)入的(de)(de)(de)優勢，構(gou)建起(qi)實時、動態、按需(xu)分配的(de)(de)(de)新型通信體(ti)系，是實現海(hai)量(liang)異構(gou)終端可靠鏈接(jie)的(de)(de)(de)基石。空天(tian)地(di)一體(ti)化市(shi)場已(yi)經成為一個充滿創新與(yu)機遇的(de)(de)(de)領(ling)域，未來(lai)必將(jiang)釋放巨大(da)的(de)(de)(de)經濟和社會效(xiao)益。
