七星高照！卫星物联网如何物联世界

2020-03-25杨艳

卫星与网络 2020年8期

关键词：高科星座联网

+杨艳/文

7月25日11时13分，天启10号（即“陵水号”）低轨物联网卫星在太原卫星发射中心由长征四号乙运载火箭成功发射，并于两周后提供数据通信服务。这是北京国电高科科技有限公司（以下简称“国电高科”）天启物联网星座的第7颗在轨服务卫星。

天启星座2020年将全面加快部署，预计年底前将实现12颗以上卫星在轨组网并提供数据服务，为进一步提高天启星座的全球实时通信服务能力提供了有力的保障。这家新兴的民营卫星物联网运营服务商，正在逐步建立起蓝海市场上的主流形象。

天启10号低轨物联网卫星搭乘长征四号乙运载火箭成功发射

“IoT”，卫星通信领域出现频率最高的词汇之一

物联网是近几年卫星通信领域的热点，浏览2016年以来发表的航宇报告，例如AIAA、IAF等，会发现“IoT”（物联网）已经成为卫星通信领域出现频率最高的词汇之一。

今年，备受关注的新基建首次写入政府工作报告。国家发改委指出新型基础设施建设主要包括三方面内容，排在首位的就是信息基础设施。其中，列出了以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施。

众所周知，物联网是互联网的一种实现形式，与人们常用的宽带互联网不同的是，物联网是用窄带网络把设备连接起来，传输与设备相关的参数和指令。在5G网络中，也包括了NB-IoT这种面向“物”的窄带网络。

物联网概念的兴起，与人类经济社会发展的信息化进程有直接关系。当互联网覆盖了大部分人口聚居区，人迹罕至地区却是网络的盲区，例如我国约有70%的陆地区域没有信息接入能力，分布在这些区域的设备和仪表如何联网，就成了信息化社会的下一个攻关重点。相对于地面光纤网络的高昂建设成本，利用卫星一点对多点这一特性，用低轨小卫星组建窄带卫星物联网星座就成为了性价比最高的解决方案之一。

那么，卫星物联网能在哪些领域“大显神通”呢？

数字经济发展急需卫星物联网

卫星物联网是物联网和卫星互联网的跨界融合概念，也是卫星互联网的前行者与践行者。如果把卫星互联网比作卫星5G的话，窄带卫星物联网，就相当于5G中的NB-IoT。作为重要的通信网络基础设施，卫星物联网对加速传统产业的数字化转型意义重大，有望成为拉动经济发展的新支点。

在最近几年的产业报道中，我们已经看到了来自电力、矿山、工程建设、水文监测、海洋牧场、海上航运、生态环境监测、森林防火等领域信息化及智能化转型升级的诸多需求分析和应用案例，至于智慧农业等领域的应用需求，则更加广泛而急迫。由此可见，物联网的需求来自于国民经济和社会运行的各个领域，应用深入而广泛。

例如在山西，天启卫星物联网在矿井水文监测当中发挥了重要的作用。这些水文监测点广泛分布于矿山山脉之上，部分点位没有蜂窝网络信号覆盖，要想采集这些点位的数据，工作人员往往需要花费几个小时翻山越岭，通常一个月才能采集一次信息。而采用天启卫星物联网系统，矿井水文监测仪器连接至天启地面终端，数据可以通过卫星传送给控制中心，及时掌握水文动态，达到对水害事故的早发现、早预报、早防治等效果。该项目对保障煤矿的安全、正常生产具有重要意义。

同样，在山西，天启物联网星座与森林火灾传感器网络+视频热成像林火视频监测结合，通过多技术融合，构建一套地面综合指挥调度体系。实现了火灾快速定位、快速汇报，森林防火预警工作从传统的经验型的定性管理转化为自动化、标准化、规范化的定量管理，极大地提高了智慧森林防火预警管理的科学性和准确性。

在生态和环境保护事业中，还有一种特殊的“物”需要联入网络，它们就是各种具有保护价值的野生动物。人们都知道大熊猫和藏羚羊需要保护，其实很多熟悉的野生动物——包括野狼——都已经列入受保护的行列。低成本、广泛覆盖的卫星物联网，将为林业部门提供有力的手段来保护这些地球的珍惜动物。无论是在秦岭深处还是可可西里荒原，只要天启卫星物联网掠过上空，动物们的踪迹甚至健康情况就在保护者们监控之中。

卫星大一点，应用广一点

天启10号与今年初的天启5号及今年后续卫星均为35-50公斤级卫星。与早期天启2号、3号等6U立方星相比，卫星性能已悄然升级迭代。虽然立方星是国电高科的创业起点，但更大的卫星可以具有更强的发射功率。同时，这是用户终端瘦身的关键，在更大功率卫星信号的支撑下，用户终端功耗和体积可以更小，数据传输率却更高。

组网步伐的加快、卫星能力的提升，将全面提高天启星座的数据服务能力，并极大加快相关示范应用场景的产业化进程。国电高科方面提供了一组令人期待的数据：预计到今年年底，天启星座全球覆盖区域内任意地点的时间重访率将缩短到1小时以内，服务地面终端能力突破千万级；地面终端功率降低到0.1-0.5瓦，满足绝大部分卫星物联网星座用户任务场景需求。

据国电高科董事长吕强介绍，到目前为止，国电高科的业务已经渗透到5个不同领域。随着星座数据服务能力的全面提升，预计年底之前，国电高科的业务将继续扩大并渗透到10个以上不同领域，为全面地服务于社会经济发展奠定夯实的基础。

“天启物联网卫星星座”地面终端正在部署

扎扎实实的市场开拓和成功的应用，让用户看到了窄带卫星物联网未来的良好发展前景，进一步增强了用户的信心。2020年6月13日，作为“一带一路”倡议实施的重要步骤，海南自由贸易港重点项目集中签约仪式在海口举行，其中，国电高科与陵水县签约了天启卫星物联网产业项目，这是海南自由贸易港首批35个重点项目之一。该产业园将设立在靠近三亚的海南陵水黎族自治县，也正因如此，本次发射的天启10号卫星冠名“陵水号”。陵水这个以盛产黄灯笼辣椒而著称的热带县级行政区，将从此转型升级，一跃进入信息产业发展的大潮之中。

不要噱头，只要互联

事业成功的要素，首先，就是要对未来趋势做出准确预判。其次，就是不盲目、不跟风、不追求一时的热闹。

国电高科走到今天，星座建设及地面应用双双稳步推进，正是凭借对这两方面的把握和坚守。

首先是对卫星物联网的应用前景和价值有着前瞻性的认识——谈及创业初衷，董事长吕强说：“传统的卫星通信面向特定的人群和行业用户服务，面比较窄；如果考虑到给物体提供信息服务，而大部分的物，处于没有地面网络接入的状态，那么这个空间就非常大。万物互联、智慧地球，应用场景可以说是无限的。而且，我们国家也需要一个低轨物联网通信星座系统。”

其次就是对理想的多年坚守，用十年磨一剑的态度坚守自己的初心。“国电高科的主营业务从2015年创立之初至今，从未改变。”吕强进一步强调：“我们反对民营企业中浮躁的一面，比如，哪个方向有快钱就向哪个方向转型。这一点，我和团队统一了认知。如果问国电高科公司的追求，我们这里的每个人会回答：坚守着窄带卫星物联网市场，并不断耕耘。”

正因如此，无论外界风向如何转换，国电高科一直坚持沿着既定的发展路线，解决一个又一个难题，一步一个脚印往前推进。

首先，率先解决频率难题。从2016年开始，国电高科就把申请无线电频率使用许可证和增值电信业务经营许可证作为第一目标，并最终成功，这解决了星座系统公司根本性问题。国内从事卫星通信星座的民营企业中，只有极少数具备这样的条件。这为国电高科后续业务的持续运行和不断升级提供了保证。

其次，保证星座稳步建设。从2017年至今，国电高科先后发射了8颗卫星，其中1颗试验星和7颗业务星。这是迄今为止国内民营商业低轨物联网星座运营服务商当中，发射数量最多、业务目标最坚定的一个颇有代表性的企业。

同时，重视市场拓展。在这些理念的支撑下，这家新兴的商业卫星运营商树立了自己的风格。一方面，主要核心团队虽然来自航天体制内，但他们并不保守，相反，他们注重及时对外传播自己对行业及市场的理念或认知；另一方面，他们也十分明白另外一条腿——市场开拓的重要性。在星座设计规划及建设的几年时间里，国电高科同步把主要精力用在了市场拓展方面，与合作伙伴、客户一起，共同推动系统的应用。

另一个值得一提的是，国电高科创业中的那股劲。当第一颗卫星在入轨后被发现存在设计缺陷后，国电高科并没有放弃自己的赛道，而是通过迭代设计，不断提升卫星性能，让后续发射的卫星越来越稳定。从第四颗卫星开始，全系统的通信体制和星上载荷设计全部固化、形成标准，使得卫星制造过程得以固化，成本逐步下降，性价比不断提高。

创业期间最需要的，就是对自身业务定位的信心及坚守，这因此也成为创业型企业最大的挑战之一。唯有坚持不退缩、不放弃，企业的核心技术及服务才有机会不断通过发现问题、改进问题，一步步走向未来，不断创新甚至颠覆，最终拿出让合作伙伴、客户满意的产品及服务。国电高科、天启星座所表现出来的，无疑是中国商业航天应该提倡的产业工匠精神和企业航天文化的融合。