空間信息分析平臺產(chǎn)業(yè)市場前瞻

空間信息分析平臺產(chǎn)業(yè)市場前瞻

商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展社會驅(qū)動：民生需求商業(yè)航天不僅帶來了經(jīng)濟效益，還產(chǎn)生了巨大的社會效益，解決著國家戰(zhàn)略、民生需求等領域?qū)νㄐ?、出行、生產(chǎn)、生活的多重需求。艾媒咨詢分析師認為，環(huán)境、海洋、氣象等生產(chǎn)端，以及網(wǎng)約車、快遞、外賣等生活端，都極大地釋放了商業(yè)航天的市場潛力，商業(yè)航天技術在提高社會運轉(zhuǎn)效率的同時，還優(yōu)化著人民的生活體驗感。航天行業(yè)市場規(guī)模近年來，隨著國際國內(nèi)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展提速，航天測控管理和航天工業(yè)設計行業(yè)也迎來快速發(fā)展。美國《2021年航天工業(yè)基礎現(xiàn)狀》報告指出，2020年全球太空產(chǎn)業(yè)規(guī)模為4，469億美元，較2010年增長了55%，預計2040年前將達到1-1．5萬億美元，2050年前達到2．7-10萬億美元。根據(jù)《2021中國的航天》白皮書，2016年至2021年我國共完成207次發(fā)射任務，其中長征系列運載火箭發(fā)射共完成183次，共發(fā)射通信、導航及遙感衛(wèi)星合計245顆。根據(jù)Statista預測，2020年至2030年，全球航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟規(guī)模將由2020年度的3783億美元增長至2030年的5996億美元，年均復合增長率達4．7%。其中，根據(jù)數(shù)據(jù)，2015年以來我國商業(yè)航天市場保持高速增長，預計2024年市場規(guī)模將達23，382億元。國際國內(nèi)航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模的快速增長，給作為重要技術支撐的航天測控管理和航天工業(yè)設計創(chuàng)造了大量市場需求。根據(jù)Statista預測，航天產(chǎn)業(yè)衍生應用市場2020年至2030年復合年均增長率將高達60．2%。我國航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，由此對航天工業(yè)設計和航測控管理的技術也提出了更高、更大、更深層次的要求，也帶來更加旺盛的航天工業(yè)設計需求。行業(yè)內(nèi)龍頭企業(yè)在政策指引下，也逐步拓寬航天測控管理、航天工業(yè)設計的應用領域和應用方向。同時，近年來各主要航天大國相繼推出了數(shù)十個星座建設計劃。美國近幾年利用已有技術優(yōu)勢深化對太空資源的爭奪，通過SpaceX加速實施星鏈計劃。截至2022年5月23日，SpaceX已經(jīng)發(fā)射2，653顆星鏈衛(wèi)星，其中1，800多顆（包括近300顆在軌備份星）處于工作狀態(tài)，并計劃在未來10年之內(nèi)完成一個由42，000顆衛(wèi)星構(gòu)成的巨型星座。我國則于2021成立中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團，開啟單位星座計劃整合之路，公開發(fā)布的星座計劃衛(wèi)星數(shù)量合計1，700余顆。目前僅入軌20余顆衛(wèi)星左右，實施率不足2%。全球龐大的星座建設計劃為航天測控管理提供了廣闊的市場空間和發(fā)展?jié)摿?。航天測控管理行業(yè)概況太空資產(chǎn)是國家或企業(yè)擁有或控制的各類太空資源，主要包括礦產(chǎn)、能源等自然類資源，通路類資源，人造衛(wèi)星、載人航天器等各類在軌航天器，以及航天產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展背景下不斷豐富完善的衛(wèi)星測控數(shù)據(jù)、健康數(shù)據(jù)、載荷數(shù)據(jù)、軌道數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)資產(chǎn)。航天測控管理系通過建立涵蓋發(fā)射、在軌、離軌等航天器全生命周期各階段的管理控制系統(tǒng)，為航天器制造、航天發(fā)射、在軌運營、離軌退役等各應用場景提供硬件設備、軟件產(chǎn)品、信息保障、技術服務等全套解決方案。航天測控管理是統(tǒng)籌各類太空資產(chǎn)調(diào)度使用、提升太空資產(chǎn)使用效率、發(fā)揮太空資產(chǎn)最大效能的重要保障。作為管好用好太空資產(chǎn)的核心技術之一，航天測控管理近年來在太空經(jīng)濟熱潮帶領下，日益成為航天產(chǎn)業(yè)的前沿學科和熱門領域。商業(yè)航天是推進航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的重要動力，直接關系到未來衛(wèi)星網(wǎng)絡與航天系統(tǒng)的搭建，因此是當下大國戰(zhàn)略競爭與博弈的主陣地、主戰(zhàn)場。國外商業(yè)航天發(fā)展較早，尤其是美國一直重視太空戰(zhàn)略競爭，始終以維護美國太空霸權為目標。早在2010年美國在《國家航天政策》中即提出，商業(yè)航天活動是私營企業(yè)在承擔適度的投資風險和責任的前提下，提供航天產(chǎn)品和服務的活動。商業(yè)航天活動與基于市場動機的活動都以控制成本、優(yōu)化投資回報率為目標，均具有為現(xiàn)有或潛在非政府用戶提供產(chǎn)品和服務的法定資格。ESA（歐洲航天局）則于2021年6月啟動歐盟太空計劃，計劃撥款148．8億歐元，深化衛(wèi)星導航、空間態(tài)勢感知等領域發(fā)展。目前已涌現(xiàn)出以SpaceX、OSC為代表的一批商業(yè)航天企業(yè)以及獵鷹、火箭、龍飛船、高分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星為代表的全新商業(yè)產(chǎn)品及配套服務。我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)從2015年開始明顯提速，并陸續(xù)取得了突破性的進展。在政策和資本等多方加持下，2015-2021年中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)保持著22．3%的年均復合增長率。數(shù)據(jù)顯示，2020年中國商業(yè)航天市場規(guī)模已經(jīng)突破1萬億元，預計未來3年將繼續(xù)以年均超20%的增長率進行擴張，2022年將突破1．5萬億元，2024年有望達到2．3萬億元。當前，我國衛(wèi)星功能更加豐富，通信、遙感、科學實驗、教育娛樂、導航等功能增強，大量的商業(yè)衛(wèi)星布局與研發(fā)增加了航天測控管理的市場需求。未來隨著我國航天事業(yè)的進一步發(fā)展和商業(yè)航天的進一步開放，相關市場空間將得到充分釋放。同時，在特種領域，商用技術爆發(fā)式增長極大推動了太空開發(fā)。在具體場景上，航天測控管理在進行情報、監(jiān)視和偵察（ISR）、導彈防御、定位、導航和授時（PNT）以及其他推動戰(zhàn)術行動方面的作用至關重要，在信息支援、戰(zhàn)場決策、空間安全等多個方面對未來戰(zhàn)場起到深遠的影響。在商業(yè)航天快速發(fā)展以及太空競爭加劇的背景下，通過優(yōu)秀的航天測控管理水平提升航天器的運行效率、航天活動的經(jīng)濟效益水平越發(fā)成為太空競爭的關鍵領域。在太空競賽和商業(yè)航天快速發(fā)展的推動下，航天測控管理面臨著持續(xù)增長的市場需求，市場前景良好。航空航天行業(yè)發(fā)展前景廣闊進入21世紀，航空航天已展現(xiàn)出更加廣闊的發(fā)展前景，高水平或超高水平的航空航天活動更加頻繁，其作用將遠遠超出科學技術領域本身，對經(jīng)濟以至人類社會生活都會產(chǎn)生更廣泛和更深遠的影響。應該指出，航空航天事業(yè)所取得的巨大成就，與航空航天材料技術的發(fā)展和突破是分不開的。材料是現(xiàn)代高新技術和產(chǎn)業(yè)的基礎與先導，很大程度上是高新技術取得突破的前提條件。例如20世紀60年代高純硅半導體材料的突破，使人類進入信息化時代。航天產(chǎn)業(yè)行業(yè)概況航天產(chǎn)業(yè)是以航天技術為主導、多種學科專業(yè)集成的綜合產(chǎn)業(yè)，應用領域廣泛，包括通信、導航、遙感等，產(chǎn)業(yè)鏈包括航天器制造、航天器發(fā)射、航天器服務、管理和應用等。航天產(chǎn)業(yè)上游為航天器制造，中游包括發(fā)射服務和衛(wèi)星運營，下游為各種終端應用領域；航天測控管理涉及航天產(chǎn)業(yè)中游的發(fā)射業(yè)務及衛(wèi)星運營，航天工業(yè)設計涉及航天產(chǎn)業(yè)上中下游。航天產(chǎn)業(yè)是國家綜合競爭力的集中體現(xiàn)，在國家經(jīng)濟社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，具備顯著的經(jīng)濟特征和技術特征。航天產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟特征明顯，主要包括：①用途廣泛。航天產(chǎn)業(yè)在特種領域、民用及商用領域應用場景豐富。特種領域航天以提升在太空方向的國防能力為目的，通常由特種領域用戶制定目標、由政府主導投資建設，并由特種領域用戶或相關政府部門運營；民用航天以社會效益為目的，由政府、企事業(yè)單位、科研院所等負責開展，主要包括對地觀測、空間探索及載人航天等；商業(yè)航天以盈利為目的，由民營企業(yè)主導，以航天產(chǎn)品開發(fā)、系統(tǒng)運營、應用服務為核心。②產(chǎn)業(yè)帶動效應顯著。航天技術對衍生產(chǎn)業(yè)的拉動作用明顯，帶動了電子、材料、制造、化工、冶金、紡織多個行業(yè)的發(fā)展，整體效益十分明顯。③投資額度高、開發(fā)風險大。航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要高投入，據(jù)Euroconsult（歐洲咨詢）的報告，2021年世界各國在太空部門上總共花費920億美元。同時航天活動涉及多學科、多部門統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，未知因素多、探索性強，具有較高風險。然而，航天及其應用所產(chǎn)生的效益更大，投入產(chǎn)出比較高。航天產(chǎn)業(yè)的技術特性主要包括：①航天工程的高風險性。航天器需要在遠離陸地的外太空、缺乏人類現(xiàn)場支持、真空及超低溫等惡劣環(huán)境下以自主運行模式完成任務，航天器全生命周期內(nèi)的運營風險較高；②航天工程的復雜性。航天工程系跨學科集成，跨行業(yè)協(xié)作，系統(tǒng)龐大，參與人員眾多，技術和管理復雜性高；③航天工程的先進性。航天工程系統(tǒng)和產(chǎn)品研制需要集最新科技成果之大成，即需要綜合運用相關專業(yè)領域最前沿的研究成果，使得航天工程成為技術先進性最為突出的復雜工程系統(tǒng)。中國商業(yè)航天市場規(guī)模在政策和資本等多方加持下，2015-2021年中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)保持著22．3%的年均復合增長率。iiMediaResearch（艾媒咨詢）數(shù)據(jù)顯示，2020年中國商業(yè)航天市場規(guī)模已經(jīng)突破1萬億元；預計未來3年，產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)以超20%的增長率進行擴張，預計2022年將突破1．5萬億元，2024年有望達到2．3萬億元。航天行業(yè)發(fā)展歷程1971年，前蘇聯(lián)發(fā)射了世界第一座空間站禮炮一號，在軌運行近半年后，禮炮一號空間站結(jié)束任務。輾轉(zhuǎn)來到1986年，和平號空間站核心艙發(fā)射升空，由此開啟了人類長時間駐留空間的歷史。和平號空間站運行的15年間，共有31艘載人飛船、62艘貨運飛船與其對接，28個長期考察組和16個短期考察組先后訪問過和平號空間站，共進行了16500次科學試驗，完成了23項國際科學考察計劃。直到2001年和平號空間站墜落于南太平洋預定海域。1998年，至今還在運行的國際空間站曙光號功能倉發(fā)射升空，后續(xù)國際空間站的建成，延續(xù)了人類駐留太空繼續(xù)完成科學實驗的使命。預計2024年到2028年間，國際空間站也將退役。截至目前，尚無新的國際空間站建造計劃發(fā)布。在此期間，中國天宮空間站核心艙預計2021年發(fā)生升空，整體空間站預計2022年投入使用，曾經(jīng)將中國拒之門外的歐美排我性太空聯(lián)盟進得以進一步瓦解。而此舉也意味著，困擾中國多年的長時間空間環(huán)境問題得以解決，未來天宮空間站內(nèi)的科研實驗和相關技術驗證，都將對中國未來空間技術和自然科學的進步提供巨大支撐。而且隨著詹姆斯韋伯太空望遠鏡在今年大概率發(fā)射升空，美國X37B空天飛機及中國可復用航天器的重大突破，未來長期駐留空間的太空應用將成為國際航天的發(fā)展重點，這些都勢必讓中國航天的戰(zhàn)略重心，由空間往返，向空間駐留轉(zhuǎn)移。2020年全球共發(fā)射衛(wèi)星1281顆，其中星鏈衛(wèi)星占833顆，2021年疫情如能得到穩(wěn)定，衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量將創(chuàng)下新高。如果排除星鏈衛(wèi)星數(shù)量對數(shù)據(jù)的干擾，可以發(fā)現(xiàn)自2018年開始，全球?qū)τ诳臻g應用的探索與開發(fā)迎來新高潮，各類科學、深空探測和技術驗證類衛(wèi)星和航天器發(fā)射占比顯著提高，2019年達到峰值45．4%，2020年驟然降低亦是疫情影響。這背后得原因是：隨著運載能力和科技能力的提高，衛(wèi)星和航天器等載荷質(zhì)量和能力都得到了有效提升，這使人類具備了在宇宙中實踐更多新技術的能力，這些能力如果成為生產(chǎn)力，就需要大量試驗衛(wèi)星驗證。量子通信、空間站、引力波探測以及新型太空望遠鏡等復雜應用都將享受衛(wèi)星工業(yè)能力提升帶來的支持，廣義上看，星鏈衛(wèi)星本身也是新的空間應用。并且，這個趨勢伴隨而來的問題是，新型材料和新技術需要在空間中得到可行性的驗證，這亦會促進科學驗證類衛(wèi)星的發(fā)射規(guī)模。通常這類材料和技術驗證衛(wèi)星需要至少兩年的在軌時間監(jiān)測，可以預計2022到2024，科學驗證類衛(wèi)星的成果會集中顯現(xiàn)。2016年6月25日，長征七號從海南文昌發(fā)射場順利升空并完成任務。對標美國卡納維拉爾角空軍基地，這標志著我國也擁有了可最大限度利用地球自轉(zhuǎn)慣性的優(yōu)質(zhì)發(fā)射場。經(jīng)過四年的發(fā)展，長征五號，長征五號B，長征七號甲，長征八號等高性能新火箭，都從文昌順利升空，并完成包括天問一號在內(nèi)的深空探測任務的發(fā)射，基建保障能力得到完美驗證。進入2020年，中國航天產(chǎn)業(yè)鏈上相關的民營機構(gòu)加快基礎設施的建設，在全球各地相繼建好測控站，并與國際機構(gòu)達成戰(zhàn)略合作，提高了中國測控能力，并以商業(yè)化的方式，在一定程度上降低了成本。但相比于美國和俄羅斯這兩個傳統(tǒng)航天強國來說，我國基礎設施還需要繼續(xù)強化，美國不僅在發(fā)射場數(shù)量上有優(yōu)勢，僅卡納維拉爾角空軍基地一處發(fā)射場的發(fā)射工位，就比中國四個發(fā)射場發(fā)射工位的總和還要多。而且值得注意的有兩點，第一是美國很多發(fā)射場是只供近地軌道發(fā)射的，第二是藍色起源和SpaceX這兩個商業(yè)航天公司均有屬于自己的專用發(fā)射場。航天是一個需要實證和技術驗證的系統(tǒng)工程，所以這些低軌發(fā)射場和專用發(fā)射場，對美國本土的航天技術發(fā)展大有裨益。2016年至2019年，美國探空火箭發(fā)射次數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢，探空火箭以及由常規(guī)火箭送入軌的試驗衛(wèi)星，都是為了下一代技術儲備進行的必要實驗，而中國在這方面卻略顯保守。實際上對于中國的商業(yè)航天來說，迅速積累大量實驗數(shù)據(jù)，是有效降低航天整體成本，提升效率，研發(fā)新材料等科研任務的重要方法，隨著中國整體航天能力的增強，未來實驗驗證體系也必然隨之完善，由此會帶來新市場和新需求。除此之外，基于星鏈計劃帶來的全球低軌星座熱潮，也將為中國航天帶來新的需求。除了低軌通信星座以外，低軌導航增強星座，低軌物聯(lián)網(wǎng)星座都是基于低軌技術衍生出來的新生事物，這些星座在理論上可以對當下互聯(lián)網(wǎng)公司、新能源汽車公司、智能裝備公司和智慧城市等產(chǎn)業(yè)鏈相關方的建設提供助力，無論哪一個星座率先組網(wǎng)，都將引爆這個市場?；鸺悄壳叭祟愅涤钪婵臻g的最主要手段，但是航天的需求、技術的難度以及空間里可做的事情三者制約著火箭的發(fā)射成本，而往往需求和成本之間又互為因果，所以產(chǎn)業(yè)內(nèi)常常陷入一個死循環(huán)。這個死循環(huán)的邏輯對于中國航天的潛在傷害非常大，因為在元器件生產(chǎn)領域，規(guī)模效應起不來就不會有更多的商業(yè)機構(gòu)涉獵其中，當競爭者固定，訂單固定以后，所有的弊病就會逐漸爆發(fā)，隨之而來的效能問題就會成為產(chǎn)業(yè)的慢性病。這是中國航天火箭產(chǎn)業(yè)鏈的基本環(huán)境。對于航天產(chǎn)業(yè)自身來說，其無法控制航天需求的多寡，只能從產(chǎn)業(yè)自身著手，破開上述死循環(huán)，所以降低火箭的發(fā)射成本就是制約全球航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展最核心的問題。對于外界來說，火箭運輸工具的屬性與地表運輸工具之間的近似性太大，以至于大家都會以制造業(yè)的思路去審視火箭，這樣一來，制造工藝，原材成本等與物料息息相關的問題免不了成為最核心關注的問題。但實際上，火箭作為發(fā)射服務的一環(huán)，從立項設計到最終發(fā)射是一個龐大的系統(tǒng)工程，每一個分系統(tǒng)的制造環(huán)節(jié)，其問題源頭都可以追溯到設計和系統(tǒng)工程理念方面的問題?；鸺裏o論是哪一個分系統(tǒng)，其邏輯都是要從設計線，生產(chǎn)線，測試線依次思考，而顯然在生產(chǎn)和測試端能解決的問題有限。一系列測試和生產(chǎn)制造的問題，其根源都是設計之初的自身實用主義，導致系統(tǒng)整合在一起的時候，多了過多的冗余對接流程。這種對接流程不但使各系統(tǒng)更加繁瑣，電氣元件越來越多，管線電纜越來越復雜。還為發(fā)射前的總裝和檢測帶來了隱患。歷史上有一些發(fā)射任務出現(xiàn)問題，就與接口過多有關。如今模塊化生產(chǎn)已經(jīng)成為工業(yè)口的趨勢共識，理想狀態(tài)下，每個系統(tǒng)之間的接口對接，只需要一進一出，并且需要保障不同功能所用接口的制式相同。這樣做的好處不僅僅是結(jié)構(gòu)簡單化，還可以大幅節(jié)約測試成本，幾乎只用一次測試就可以完成。對于最核心的動力系統(tǒng)，占全箭成本的70%到80%，所以其他系統(tǒng)無論采取怎樣的方式降低成本，都不會對整枚火箭成本有實質(zhì)性的影響。而火箭的動力系統(tǒng)隨著火箭發(fā)射任務的結(jié)束，就一次性的消耗掉了，只要不對一級火箭進行回收，這70%到80%的成本就絕無降低的可能，這也是為什么不能以工業(yè)生產(chǎn)的視角對待火箭產(chǎn)業(yè)鏈的核心原因。而要解決動力系統(tǒng)的可