9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利八十周年阅兵场上,无人作战集群、水下装备方阵、网电对抗力量等新型作战力量群震撼亮相,成为彰显国家国防科技实力的“新质名片”。而支撑这些“无人装备”精准协同、实时响应的,正是一张看不见的“天网”——我国自主构建的空天地一体化通信网络。
从最初的烽火传讯、信鸽传书,到后来逐渐引入的无线电通信,信息传递手段的进步成为战争各方不可或缺的一份重要力量。如今,从地面5G基站到空中无人机中继,再到太空低轨卫星,这张网络正以“天地一体、无缝覆盖”的能力,重塑未来通信格局,也成为我国新型智造领域的核心“新质力量”。
从战场到苍穹 空天地一体化的中国步伐
空天地一体化通信技术作为当前通信领域的前沿技术,融合了卫星通信、航空通信和地面通信等多种手段,旨在实现全球范围内的无缝通信覆盖,解决传统地面网络在偏远地区、海洋、灾害场景下“覆盖盲区”的痛点,同时为6G时代的海量连接、实时交互奠定基础。
回溯至2000年,国务院新闻办公室发布的《中国的航天》白皮书首次提出“建设天地一体化网络系统”的愿景,将天基信息网络纳入国家航天发展战略核心方向。
二十五年后的今天,长征五B火箭的尾焰照亮文昌航天发射场,我国已从“愿景规划”迈入“密集组网”的关键阶段。中国空天信息和卫星互联网创新联盟副理事长、秘书长丁进军向中国工业报表示,当前我国空天地一体化通信技术处于快速发展并向深度融合迈进的新阶段,机遇与挑战并存:
一是技术商业化应用方面。市场需求广阔,空天地一体化通信技术在应急管理、海洋通信、航空航天等领域有巨大的应用潜力。消费级市场有望迎来爆发,手机直连卫星通话,让卫星通信进入大众市场。
二是产业链协同创新方面。“国家队”与民营企业形成高效的分工与协作,空天地一体化产业链上下游企业合作空间巨大。
三是与6G技术融合方面。空天地一体化是6G的核心基础技术之一,而6G将涉及通信和航天两大产业,以空天信息产业为牵引,必将持续推动航天、通讯两大产业科技能力的大幅提升。
政策层面的持续发力,更为产业发展注入强心剂。8月27日,工信部发布《关于优化业务准入促进卫星通信产业发展的指导意见》,明确提出“到2030年,卫星通信用户超千万”的目标,同时推动手机直连卫星、低轨卫星互联网等“新业态”规模化应用。
从跟跑向并跑 核心优势逐步凸显
“从整体发展态势来看,我国空天地一体化网络技术的发展已进入全球第一梯队,正处于技术积累向规模应用转变的关键阶段。”北京邮电大学教授、郑州航空工业管理学院校长、郑州大学学术副校长、国际欧亚科学院院士邓中亮向中国工业报介绍,我国已规划1.3万颗卫星组成的GW星座(又称“国网星座”)与1.5万颗卫星组成的千帆星座两大低轨卫星星座。首阶段129颗GW星座卫星将于2026年内完成组网,未来将实现“全球全方位、多层次、全天候”的连续通信覆盖。
“我国空天地一体化网络技术的发展,已从跟跑向并跑跨越,在手机直连卫星、天地协同等领域甚至实现领跑。”北京联通算网设施中心卫星BU单元经理石玉龙的评价,道出了当前行业的整体态势。从卫星通信速率到天地协同能力,从抗干扰技术到应用场景拓展,我国正逐步构建起差异化竞争优势。
首先,我国航空航天通信网络覆盖能力不断增强,通信速率显著提升,应用场景加速拓展,逐渐从“补充角色”迈向“主力支撑”,在应急通信、远洋航行、极地科考、航空运输及国防安全等多个领域发挥着越来越重要的作用。
卫星通信速率的突破,是空天地一体化网络服务能力提升的核心。邓中亮表示,我国已实现为高清视频传输、工业物联网海量数据交互等场景提供“高速通道”的能力。同时,高通量卫星(HTS)的应用,更让我国卫星通信容量实现“量级跃升”。
星座部署的推进,则让“全球覆盖”从蓝图变为现实。中国电信研究院战略所战略中心总监孙洁向中国工业报介绍,以“天通一号”为代表的卫星移动通信系统,已实现手机直连卫星能力,显著提升了偏远区域、海洋和灾害现场的通信覆盖能力。
其次,地面与空中平台协同逐步成熟,充分发挥地面大网优势弥补组网星数量不足的劣势,打破“空”与“地”的网络壁垒。
空天地一体化的核心,在于“融合”而非“拼接”。我国已开展“卫星+5G+互联网”融合探索,利用卫星弥补偏远地区网络盲点。在这个网络中,不同的通信技术相互协作,取长补短。
最后,我国在扩频跳频、波形优化、天线重构等技术领域的突破,已显著提升空天地一体化网络的“抗扰韧性”。
从实验室到市场 多维突破推动产业发展
空天地一体化通信的价值,不仅体现在技术指标上,更在于其能否从实验室走向市场。当前,我国在技术商业化、产业链协同、6G融合三大维度齐头并进,推动产业进入“爆发前夜”。
“2025年是卫星互联网商业化元年。”孙洁的判断,得到了行业数据的支撑。随着手机直连卫星技术的突破,卫星通信正从“专业设备专属”走向“寻常百姓家”。
这一突破不仅拓展了消费级市场,更激活了行业应用潜力。在“一带一路”沿线地区,我国天基网络已提供应急通信、传感器数据采集服务。据工信部预测,2026年我国卫星通信终端出货量将突破1000万台,市场规模达450亿元,未来“天地一体”市场规模将突破万亿级别。
空天地一体化是技术密集型、资金密集型产业,需“国家队”引领与民营企业创新协同,我国已形成“国家队主导、民企参与、上下游联动”的产业链生态。
“国家队”层面,中国星网作为低轨卫星互联网“主力军”主导GW星座的规划与建设,中国电信、中国联通、中国移动等运营商负责地面网络与卫星的融合运营搭建“天地一体”的服务体系。民营企业则在卫星制造、终端研发、应用场景开发等领域发挥“创新尖兵”作用,华为、中兴等企业攻克手机直连卫星芯片技术,民营火箭公司在可重复使用火箭领域持续突破。
邓中亮指出:“我国已初步形成涵盖卫星平台、星载通信、火箭发射、终端制造的完整产业链,多个卫星工厂正在建设,为星座规模化部署提供保障。”
“空天地一体化是6G的核心基础技术之一,没有天地融合,就没有真正的6G。”邓中亮说。
6G不仅要求“全球无缝覆盖”,更需具备“通感算一体化”能力——即通信、导航、感知、计算的深度融合,而空天地一体化网络正是实现这一目标的“物理底座”。
从试点到规模化 仍需跨越三大“鸿沟”
尽管我国空天地一体化通信发展势头迅猛,但从试点应用到规模化落地,仍需跨越技术、成本、标准三大“鸿沟”。
“当前最大的技术短板,在于星间高速传输与通感算一体化。”邓中亮直言。
孙洁也指出,我国卫星的星上处理能力有限,大部分数据需传回地面处理,导致延迟增加、带宽占用。同时,天地一体化网络的“跨网络协同管理”复杂度高,地面5G、卫星、无人机网络的资源调度难以统一,影响服务质量。
针对这些痛点,中国电信正在研发“星上智能处理芯片”,北京联通则聚焦“星间激光链路”技术。
“没有低成本,就没有规模化。”石玉龙的话道出了行业核心诉求。当前,卫星制造、火箭发射、终端设备的高成本,仍是制约产业普及的关键。
为破解成本难题,中国电信2024年成立天通卫星科技(深圳)有限公司,通过规模化采购与技术优化,推动卫星终端价格年均下降20%。民营卫星企业则借鉴新能源汽车的规模化生产经验,摊薄单星制造成本。
“当前地面网络与卫星网络的协议、接口不统一,就像两条轨道上的火车,无法高效联运。”孙洁说,标准不统一导致设备兼容性差、运营成本高,阻碍规模化应用。
对此,我国正积极推动标准制定。工信部计划在2026年前出台“空天地一体化网络标准体系”,邓中亮团队主导的“卫星互联网通信体制”已纳入行业标准论证,北京联通深度参与3GPP(第三代合作伙伴计划)NTN(非地面网络)标准制定。
邓中亮指出:“未来五年是我国空天地一体化网络建设的关键窗口期,能否实现从并跑到领跑,取决于产学研用的协同力度。”
中国电信、北京联通等企业专家则表示,将持续加大研发投入,推动技术商业化落地。同时,加强国际合作,推动中国标准走向全球,为构建“人类命运共同体”提供通信保障。
站在新的历史起点,空天地一体化通信不仅是技术的突破,更是国家竞争力的彰显。正如石玉龙所言:“未来的通信,没有天空与地面的界限,只有无缝连接的服务。我国正以空天地一体化为笔,书写未来通信的中国篇章。”