空間信息分析平臺行業現狀

航天工業設計行業趨勢（一）新興技術進一步推動航天工業設計市場需求近年來，我國航天事業突飛猛進、在多個領域取得重大突破，北斗導航、載人航天、深空探測、運載系統等諸多工程異軍突起。這些成就標志著我國從世界航天大國邁向航天強國，反映出我國航天實力不斷增強，也對航天工業設計提出了更高的要求。隨著我國航天任務的復雜化、航天工業信息化程度不斷提高，對航天工業設計的應用需求也越來越迫切。航天工業設計技術與手段正在向數字化、高效化、信息化、智能化等方向演進。當前業內研究熱點包括復雜系統建模仿真理論與方法、網絡化建模仿真、虛擬現實技術與仿真融合等。此類技術吸納了新興電子信息技術的研究成果，對傳統建模仿真等設計手段的理論、方法與平臺技術提出了嚴峻的挑戰，將對航天工業設計的繼承與發展產生重大影響。航天工業設計不僅將在功能、任務、應用場景等方面更加豐富，而且也正逐漸在立項論證、方案設計試驗驗證、生產制造、定型評估、服務保障等航天任務全生命周期發揮更大作用。（二）特種領域等傳統應用方向的航天工業設計需求增加特種領域是航天工業設計的傳統應用方向。一方面，根據《新時代的中國國防》白皮書，2012年以來，中國國防支出進入適度增長階段，總體保持與國家經濟和財政支出同步適度協調增長。2015年至2022年，中國國防支出從9，087．84億元人民幣增加到14，760．81億元人民幣，年平均增長7．17%。國防開支的增長為航天工業設計創造了更廣闊的市場空間。另一方面，隨著未來各國對太空主權、混合戰的深化發展，裝備的現代化，裝備自動化、智能化程度將不斷提高，同時，由于航天相關領域的高風險、高價值和高投入的特點，相關單位對航天裝備的數字化論證和設計的要求更加迫切，航天工業設計的需求更復雜、經費投入也持續增加。整體來看，航天工業設計在特種領域等傳統應用方向的需求將持續增加。（三）航天工業設計標準持續完善隨著太空技術的成熟與太空商業化的推進，在太空民主化的趨勢逐步顯現的背景下，美國基于對自身太空能力及其面臨的威脅進行的評估與反思，促成其太空戰略理念經歷了從新邊疆到高邊疆再到最后的邊疆兩次轉變。受此影響，全球太空競賽加劇、太空的武器化進一步加速，也造成國際分化且壓縮中國參與國際太空合作的空間。目前，我國航天工業設計技術在建模、操作、算法、系統、平臺等方面尚未形成統一標準，導致不同單位、不同建模平臺之間在統籌規劃、設計、研制、集成等方面存在數據與信息孤島現象，導致數據利用率低。為支撐未來更高的航天布局需求，標準先行是確保航天工業設計有據可依、層次情形的基礎，航天工業設計的標準也將持續完善。綜上，隨著中美兩個主要太空大國在航天領域的持續投入，作為重要技術支撐的航天工業設計技術將持續迭代優化、標準也將持續完善。我國航空航天行業市場發展前景目前我國航空航天行業處于成長期階段，經過半個多世紀的努力，基本建成了中國的航空航天工業體系，航空航天工業在國防和經濟建設中發揮著越來越重要的作用。航空航天為科學研究的發展做出了重要貢獻。航空技術為人類提供了從空中觀察自然界的條件。航天技術開啟了從太空觀測、研究地球和整個宇宙的新時代。通過航天活動獲得的有關地球空間、行星際空間、太陽系和宇宙天體的豐富信息，更新了人類對地球、行星和宇宙的認識，推動了天文學、空間物理學、高能物理學和生物學的發展，形成了一些新的學科分支。空間實驗室的特殊環境，可以被用于開展許多在地球上無法完成的物理、化學、生物、醫學、新材料和新工藝等方面的綜合研究工作。中國商業航天產業發展趨勢在航天強國的發展思路下，中國航天進入創新發展的快車道。在航天技術的推動下，長征十一號、捷龍一號、谷神星一號等商業航天運輸系統得到進一步發展，資源三號03星、高分多模綜合成像衛星等商業空間基礎設施，以及商業發射場與測控等技術與系統都得到蓬勃發展。在國家戰略支持下，商業航天產業將在十四五期間進一步實現跨越式發展，滿足經濟建設、科技發展、國家安全和社會進步的發展需要。雖然近幾年中國商業航天產業獲得了長足發展，已經初步形成了商業航天新生態，但是商業航天仍處于產業發展的初級階段。隨著商業航天的應用范圍及場景不斷擴展，產業發展空間及潛力極大。2021年中國商業航天產業披露的融資金額達64．5億元，融資事件共有35起，資本市場看中商業航天產業處于創新發展的快車道，予以高度關注并向商業航天持續投入資本。2018年是中國航天大放異彩的一年，全年發射39次。北斗建設提速，電磁監測試驗衛星等國家項目上馬，并且2018年中國商業航天公司在沉寂多年后開始嶄露頭角等要素，都為中國航天崛起提供了實質性的支撐。而這種進步也使得全球火箭每年發射次數突破100大關，并且基本能夠維持在每年100箭的水平。根據目前市場公開的消息，單就中美俄三國在2021年規劃發射的火箭就高達135枚，如果疫情能夠得到控制，使計劃順利實施，那么2021年將創下人類火箭發射記錄。在2018年中國航天明顯提速后，2019年12月27日，具有決定性影響的長征五號火箭復飛成功，這代表中國在空間技術領域有了實質性的突破。運載能力的提高，很快會對深空探測，太空資源應用，自然科學等領域產生促進，這也將對固有的歐美排我性航天聯盟形成沖擊。恰逢科技成為全球競爭新格局的焦點，所以美國很快對航天領域展開進一步部署，太空軍的成立，重返月球計劃等都力求在航天領域對中國保持絕對優勢。整體來看，未來依然充滿艱險。目前，火箭推力與運載能力決定人類可以攜帶多少設備和資源進入太空，所以在發射頻率提高之外，火箭能力的提升也是全球航天發力的關鍵要素。中國長征五號之后的新火箭，在起飛推力方面和過去有明顯的提升，這也是中國航天產業未來想象空間的先決條件。中國的天宮空間站核心艙重量22噸，所以從全球現役火箭運載能力上看，能夠負擔近地軌道20噸以上重量這種任務的火箭只有六型。而這六型火箭在執行地球同步軌道以及更艱巨的深空探測任務時，可負擔的載荷重量也非常有限，所以從全球視角來看，人類飛出地球搖籃的能力依然較弱。值得安慰的是，中國長征五號的運載能力已經達到國際頂尖水平，這也使在太空探索領域有了新的話語權。航天行業競爭格局隨著航天事業快速發展，航天測控管理與航天工業設計將更加激烈，率先研判未來發展趨勢并提前迭代技術適應改變有助于企業脫穎而出，行業競爭逐漸向智能化、多任務化方向轉變，并與太空數據深度融合。（一）航天測控管理服務與太空數據深度融合傳統航天衛星功能單一、軌道衛星數量少，因此測控任務可以重點依靠投入資源和增加人力模式完成需求，但是隨著各類衛星星座等項目的持續推進，以及航天器的商業應用日趨普及，以平臺載荷為核心的航天測控管理服務模式，正通過與各類太空數據深度融合的方式，進一步提升測控管理水平。（二）航天工業設計愈加復雜、需求增多隨著我國及全球航天事業的發展，航天器在軌數量將愈來愈多、規模愈來愈大，應用與功能模式愈加復雜，如通信、導航和遙感衛星融合系統相互增強，突破單一種類衛星性能，其仿真、測控指令與難度將大幅增加。在傳統單衛星仿真與測控任務之外，多星同時仿真、測控支持、星座在軌運行管控等需求對地面網絡提出極高的要求，極大增加了航天工業設計與測控系統的操作復雜性和負擔。（三）商業航天領域向虛擬現實與人工智能方向邁進人工智能領域的戰略布局是近些年來各國發展熱點，是提升國家競爭力的重要手段。我國雖起步較晚，但在政府與社會各界的支持下，取得迅速發展。我國在語音及圖像識別、中文信息處理、機器翻譯等方面已處于世界領先地位。未來隨著航天衛星等數量以及功能的快速擴張，未來架構將會是多星、多中心、多站架構，整個智能化測控系統中、虛擬現實仿真系統將實現星上各種數據的直接處理及衛星的精準仿真與自主管控。航天行業基本風險特征（一）航天行業基礎相對薄弱，受到西方技術封鎖作為航天產業的新興領域，我國航天測控管理和航天工業設計行業的配套產業正處于快速發展完善階段、行業技術水平相對薄弱，且面臨著西方的技術封鎖。如果無法持續完成技術突破、突破技術瓶頸、更全面地實現，國內行業將難以實現可持續發展、更好地服務航天強國戰略。（二）航天行業人才稀缺與流動風險行業從業人員不僅需要具備航天學科、力學以及軟件開發等復合背景，還需要精通軟件開發技術，熟練掌握客戶的業務流程，對人才的綜合素質要求較高。目前，行業內高素質的技術人才相對有限，且業內企業對核心人才爭奪較為激烈，若不能對核心技術人員實行有效的激勵和約束，導致核心技術人員流失，將對企業正常的生產經營和發展造成一定影響。（三）航天行業技術快速迭代風險近年來，行業發展迅猛。隨著越來越多商業衛星的研制、發射、運營與組網，未來航天測控管理與航天工業設計將持續向智能化、網絡化方向發展。這將對業內企業技術迭代能力提出更高要求。只有適應行業技術快速迭代趨勢、實現產品升級換代，滿足未來大數據、虛擬現實、衛星群、多發射功能與航天領域耦合需求的企業，才能抓住行業發展機遇、實現跨越式發展。中國商業航天市場規模在政策和資本等多方加持下，2015-2021年中國商業航天產業保持著22．3%的年均復合增長率。iiMediaResearch（艾媒咨詢）數據顯示，2020年中國商業航天市場規模已經突破1萬億元；預計未來3年，產業將繼續以超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。航天測控管理行業趨勢（一）航天測控管理是掌控未來航天發展的關鍵太空軌道資源有限，在地球同步軌道帶能夠部署的同步衛星軌道位置不足一萬個。由于國際社會對太空軌道分配采取先到先得的原則，各航天大國都加快了搶占太空軌道資源的步伐、資源爭奪激烈。為掌握太空資源開發主動權、提升太空競爭實力，各航天大國紛紛加大了太空開發力度，航天器發射數量和頻率快速增長、在軌運行任務越發復雜和繁重。通過充分發揮航天測控管理效能、提升太空開發經濟效益和航天器在軌運營效率，越發成為掌控未來航天發展的關鍵。（二）航天測控管理行業聯合發展，形成龐大成熟的管理網絡航天測控管理涵蓋軌道動力學、姿態動力學、新一代信息技術等多學科，并與航天任務全生命周期規劃、調度等技術高度融合，專業性強，對于數據、平臺及各類基礎設施要求較高。在商業航天全力發展之前，我國航天測控管理主要集中在特種領域及民用衛星的運維管控，主要由西安衛星測控中心負責執行，民營企業在該行業的技術積累相對有限。同時，依靠少數站網難以實現高時效管理，在市場上不具備競爭力。為實現包括超千顆衛星在內的各類航天器高效管理，除統一的測控中心之外，必須要有足夠多的地面站網等相關資源配套。通過形成規模化管理網絡，才能確保提供充分資源、能力儲備，以提升整體服務能力、服務效率。因此，為滿足業務發展要求，多家優勢企業聯合開發、互相借鑒，進而快速完成技術積累、形成較為成熟的管理網絡預計將成為行業發展的趨勢。航天產業行業概況航天產業是以航天技術為主導、多種學科專業集成的綜合產業，應用領域廣泛，包括通信、導航、遙感等，產業鏈包括航天器制造、航天器發射、航天器服務、管理和應用等。航天產業上游為航天器制造，中游包括發射服務和衛星運營，下游為各種終端應用領域；航天測控管理涉及航天產業中游的發射業務及衛星運營，航天工業設計涉及航天產業上中下游。航天產業是國家綜合競爭力的集中體現，在國家經濟社會發展中發揮著重要作用，具備顯著的經濟特征和技術特征。航天產業的經濟特征明顯，主要包括：①用途廣泛。航天產業在特種領域、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；商業航天以盈利為目的，由民營企業主導，以航天產品開發、系統運營、應用服務為核心。②產業帶動效應顯著。航天技術對衍生產業的拉動作用明顯，帶動了電子、材料、制造、化工、冶金、紡織多個行業的發展，整體效益十分明顯。③投資額度高、開發風險大。航天產業的發展需要高投入，據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、多部門統籌協調，未知因素多、探索性強，具有較高風險。然而，航天及其應用所產生的效益更大，投入產出比較高。航天產業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、缺乏人類現場支持、真空及超低溫等惡劣環境下以自主運行模式完成任務，航天器全生命周期內的運營風險較高；②航天工程的復雜性。航天工程系跨學科集成，跨行業協作，系統龐大，參與人員眾多，技術和管理復雜性高；③航天工程的先進性。航天工程系統和產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。航天行業發展歷程1971年，前蘇聯發射了世界第一座空間站禮炮一號，在軌運行近半年后，禮炮一號空間站結束任務。輾轉來到1986年，和平號空間站核心艙發射升空，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射升空，后續國際空間站的建成，延續了人類駐留太空繼續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布。在此期間，中國天宮空間站核心艙預計2021年發生升空，整體空間站預計2022年投入使用，曾經將中國拒之門外的歐美排我性太空聯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境問題得以解決，未來天宮空間站內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展重點，這些都勢必讓中國航天的戰略重心，由空間往返，向空間駐留轉移。2020年全球共發射衛星1281顆，其中星鏈衛星占833顆，2021年疫情如能得到穩定，衛星發射數量將創下新高。如果排除星鏈衛星數量對數據的干擾，可以發現自2018年開始，全球對于空間應用的探索與開發迎來新高潮，各類科學、深空探測和技術驗證類衛星和航天器發射占比顯著提高，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，衛星和航天器等載荷質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力，就需要大量試驗衛星驗證。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星工業能力提升帶來的支持，廣義上看，星鏈衛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星的發射規模。通常這類材料和技術驗證衛星需要至少兩年的在軌時間監測，可以預計2022到2024，科學驗證類衛星的成果會集中顯現。2016年6月25日，長征七號從海南文昌發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慣性的優質發射場。經過四年的發展，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的深空探測任務的發射，基建保障能力得到完美驗證。進入2020年，中國航天產業鏈上相關的民營機構加快基礎設施的建設，在全球各地相繼建好測控站，并與國際機構達成戰略合作，提高了中國測控能力，并以商業化的方式，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航天強國來說，我國基礎設施還需要繼續強化，美國不僅在發射場數量上有優勢，僅卡納維拉爾角空軍基地一處發射場的發射工位，就比中國四個發射場發射工位的總和還要多。而且值得注意的有兩點，第一是美國很多發射場是只供近地軌道發射的，第二是藍色起源和SpaceX這兩個商業航天公司均有屬于自己的專用發射場。航天是一個需要實證和技術驗證的系統工程，所以這些低軌發射場和專用發射場，對美國本土的航天技術發展大有裨益。2016年至2019年，美國探空火箭發射次數呈現上升趨勢，探空火箭以及由常規火箭送入軌的試驗衛星，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航天來說，迅速積累大量實驗數據，是有效降低航天整體成本，提升效率，研發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，低軌物聯網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網公司、新能源汽車公司、智能裝備公司和智慧城市等產業鏈相關方的建設提供助力，無論哪一個星座率先組網，都將引爆這個市場。火箭是目前人類往返宇宙空間的最主要手段，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射成本，而往往需求和成本之間又互為因果，所以產業內常常陷入一個死循環。這個死循環的邏輯對于中國航天的潛在傷害非常大，因為在元器件生產領域，規模效應起不來就不會有更多的商業機構涉獵其中，當競爭者固定，訂單固定以后，所有的弊病就會逐漸爆發，隨之而來的效能問題就會成為產業的慢性病。這是中國航天火箭產業鏈的基本環境。對于航天產業自身來說，其無法控制航天需求的多寡，只能從產業自身著手，破開上述死循環，所以降低火箭的發射成