中国式现代化实践发展研究院
研究员 宋笛、沈怡然
空天地一体化信息网络由空间、大气层和地面相互协同的系统构成。在空间层，卫星技术发挥着核心作用。通过卫星的部署，实现了对地球各个角落的全方位覆盖，实现全球通信无障碍。地面通信基站则作为整个网络的重要组成部分，与空中和空间技术相互配合，形成一个无缝连接的通讯网络。就像把基站从地面“搬”到太空，让卫星的信号像灯塔的光束那样覆盖地面。
这一概念曾经在 2G 时代大火，在 5G 迈向 6G 的时代，又一次被燃起。目前空天地一体化技术正在成为大国技术博弈的关键领域，这不仅是因为这一技术本身在各个领域应用空间广阔，更是因为空天地一体化技术可以引领商业航天、新一代通信技术以及互联网产业，实现对十亿级产业的牵引作用。
国内的空天产业建设初具雏形，但仍存在航天通信产业融合不足、民营航天和国家队在商业航天领域的融合不足、大企业和中小企业融合不足等问题。要推动多方融合，特别是推动商业航天发展，推动大小企业融合，关键仍在于进一步破除国企民企壁垒。
一、空天地一体化技术是下一代航天与通信领域的大国博弈关键之一
空天地一体化信息网络之所以重要，是因为其这一网络在全球通信领域的应用将消除传统通信技术中由地理位置造成的局限性。用户在偏远地区、海洋、高山等地也能够享受到高质量的通信服务。 同时，由于空间通信的高度覆盖，对于灾害应急通信、军事通信等领域也将有着更为强大的支持能力。 实际上，在今年迎战台风“杜苏芮”时，在部分地区断网、断电、断路的情况下，运营商开通的天通卫星电话是唯一可使用的对外联络的通信工具，这就是空天一体化通讯技术的一个应用场景。
中国科学院院士、中国科学院空天信息创新研究院院长吴一戎表示，数字地球科学已经成为全球最具挑战性和广泛带动性的前沿科技领域之一，不仅为宏观决策提供技术支撑，还可在全球气候变化、国际减灾、科技创新、社会经济、教育等领域发挥重大作用，对各行各业产生了深刻的影响。未来，空天信息将拓展更多技术应用场景，打造覆盖空天信息全产业链的生态。
由于空天地一体化信息网络在经济、战略上的高度重要性，全球大国也正在围绕这一技术做出诸多布局。
美国作为在航天航空和通信两个产业均有领先地位的国家，在空天地一体化信息网络构建上已经初具雏形，在航天领域，诸如SpaceX、Blue Origin 商业航天公司，通过降低发射成本和提高运载能力，为卫星部署和太空通信技术的发展创造了更为有利的条件；美国的通信运营商例如Verizon、AT&T 等在太空通信领域也展开了一系列的合作和实验，通过与航天公司合作，实现卫星通信技术的创新和应用，为构建全球性的空天地一体化信息网络探索新的可能性。美国政府则不仅提供资金支持，还通过法规和政策为相关技术的研发和应用提供了支持环境，此外还与私营部门的合作推动空天地一体化信息网络的建设。例如，SpaceX 的 Starlink 项目获得了政府的支持，计划通过卫星互联网服务实现全球覆盖。
中国在这方面也大踏步前进，2016 年，“天地一体化信息网络”即被纳入“十三五”国家科技创新规划中。运营商、航天航空企业也开始纷纷推动这一科研概念的产业化落地。
综合来看，中国空天地一体化信息网络构建已经开始。比如其中航天科技集团在卫星通信领域着力打造“星频站网端”全链路核心竞争力，中国电信则推出了“天通一号”，这是我国首个自主研制建设的卫星移动通信系统，是天地一体信息通信领域的“国之重器”，是我国空间信息基础设施的重要组成。
但是，总体而言，中国在过去几十年中，卫星通信系统因使用场景、网络特征以及运营主体的多样性而一直存在相互竞争和独立发展的问题。星地网络之间的实际差异导致了构建和运营“天地一体融合网络”面临网络异构、标准不一致、运营分割等复杂难题。随着 6G 技术的逐渐萌芽和美国在“空天地一体化信息网络”，客观要求中国在“空天地一体化信息网络”方面协调步调，进一步发挥新型举国体制优势。
二、空天一体化技术具有巨大的产业带动意义
空天一体化技术的价值不仅仅在于其技术本身的广泛应用，更在于其巨大的产业带动能力。从卫星制造、发射服务到通信设备，再到数据处理和应用服务，空天信息产业是战略性新兴产业，也是支撑产业和社会数字化转型的重要产业，更是引领全球经济发展的重要基础设施，属于卫星应用、互联网的交叉融合领域，兼具航天、电信通讯、互联网三大行业属性。
空天信息产业拥有巨大的市场规模和潜在增长力。2019 年国内空天信息产业规模已超 4200 亿元，2017 年至 2019 年间复合增长率约 15.5%。2022 年，复合增长率超过 16.4%，预计 2025 年后可达万亿产业规模。
在量的增长外，空天信息产业还牵动巨大的产业链，围绕产业链上下游有一批“新质生产力”产业。空天信息产业是高端装备制造和新一代信息技术集合体，作为上游产业的卫星装备研究、制造、测试及中游产业的卫星在轨运营，又有作为下游产业的信息处理、通讯等技术开发利用。
以手机这一终端为例。目前多个头部手机品牌开始发布具有卫星链接能力的手机型号。2023年底华为冬季全场景发布会，推出三款手机能够支持北斗卫星双向通讯功能。根据 Global Market Insights 的报告，2020 年全球卫星电话市场规模为 44 亿美元，预计从 2021 年到 2027 年复合年增长率 (CAGR) 将达到 7.1%。这种增长的主要推动力量来自于政府机构、军事人员、紧急救援人员、媒体专业人士和旅行者等群体越来越多地选择使用卫星电话。
而在手机外，更多具有数据采集、数据处理以及相关人工智能终端预计将会随着空天一体化技术的完善进一步普及。
此外，通过推动空天信息产业牵引技术产业发展，对于我国通信、航天两个关键产业的科技自立自强将发挥重要作用。每一代通讯技术都会带来大量技术突破，提升产业的科技能力，经过若干年的追赶，中国通信产业在 5G 时代成为科技自立自强的一张名片，5G 专利占比接近 40%，排名世界第一。
在以空天信息产业为重要组成部分的 6G 时代更是如此，与此前的通信待机不同，6G 将涉及通信和航天两大产业。目前，在这一领域的科技自立自强上，中国已经取得先机，国家知识产权局的数据显示，卫星通信技术领域的全球专利申请总量为 25509 项，来自中国的专利申请量最多，达到9159 件，占比 31%。随着 6G 时代的逐渐到来，以空天信息产业为牵引，也必将持续推动航天、通讯两大产业科技能力的大幅提升。
三、空天地一体化技术需要航天、通信两大产业通力合作
航天产业作为构建空天地一体化信息网络的中坚力量，其在卫星技术、太空探测等领域的专业知识和技术积累至关重要。卫星作为信息网络的重要节点，通过在轨运行实现全球通信覆盖，与卫星相关的火箭发射技术，因为涉及卫星发射成本，同样至关重要。
卫星本就是通信技术的一种，然而，单纯的卫星技术并不能满足未来通信的全部需求。通信产业在移动通信、网络技术、设备制造等方面有着雄厚的实力。在通信产业的支持下，空天地一体化信息网络可以更好地适应多元化、智能化的通讯需求。
但目前国内以运营商为主的通信产业和航天产业的融合仍然停留在较浅的层次。要构建空天地一体化信息网络，航天产业与通信产业之间的紧密合作势在必行。航天产业需了解通信产业的需求，调整卫星技术的研发方向，以更好地满足多样化的通信场景。
比如，卫星设计要考虑到不同用户的通信需求，从高速移动通信到低功耗物联网设备的通信，都需要不同类型的卫星来实现。同时，通信产业也要深入参与卫星技术的研发和应用，提供更灵活、高效的通信解决方案。双方合作也可以体现在共同投资、共建共享的模式上。航天产业与通信产业可以共同投资卫星发射、地面通信基站等基础设施，实现资源共享，降低整体的建设和运营成本。
新的通信方式要革新原有的运营模式，过去卫星通信项目以高轨大型卫星为主，主要以国家项目的形式运营，如今，要多次发射上百颗乃至上千颗小型卫星，在低轨组成卫星星座，多次发射、低成本变得十分重要，这需要产业人打破原有的惯性和束缚，融入商业思维，解决成本和需求问题。
四、空天地一体化技术需要国企和民企通力合作，发挥各自优势，建立起空天技术整体优势
商业航天在空天通讯技术的发展中扮演着不可或缺的角色。商业航天企业通常更灵活、更市场化，他们在卫星制造、发射服务等方面具有独特的竞争优势。因此，要构建空天地一体化信息网络就需要推动商业航天发展，而要推动商业航天的发展，需要进一步打通国企、民企间的壁垒。
中国商业航天政策空间打开后，体制内外都在探索航天的商业化，总体形成了两支商业航天的力量，一支是以国家队主导的商业航天力量，比如航天六院旗下的商业航天发动机研发制造商陕西航天商业发动机有限公司，航天科工集团有限公司旗下中国航天三江集团，中科院孵化的中科宇航等；另一支是以民营创业公司主导的商业航天，包括蓝箭航天、星河动力等。
总体而言，在 2016 年商业航天元年开始，民营航天公司先行一步，在资本的推动下形成了一批民营火箭、卫星制造企业，国家队紧随其后，凭借自身的技术和规模在商业航天领域大步前进。两者在市场中逐渐形成了一定的合作关系，即部分国家队在商业航天领域主要承担基础建设、平台搭建和关键技术供给的角色，民营航天则在火箭整体制造和商业化应用中扮演角色，但整体的融合生态尚未形成，诸如“挖墙脚”“封闭”等互相的指责也偶现于行业中。
经过多年发展，中国商业航天初具规模，2023 年发射次数达到新高，但对标美国商业航天，中国商业航天和整个航天行业的差距不仅没有缩小，反而进一步拉大。2023 年美国商业 SpaceX 无论是发射数量还是载荷量，均远超国内，在全球一骑当先，这也显示出商业航天在新一轮竞争中的重要性。
应该说，SpaceX 的成本离不开市场力量、企业家精神，但也与美国传统航天、军工体系的支持密切相关。在中国的航天产业中，航天科工、航天科技等国家队是主体，而商业航天中，民营企业又扮演更为活跃的角色，要推动商业航天的发展，客观来讲，就需要加强民营航天与国有航天系统的融合。
加强这种融合，首先需要进一步厘清认识。民营经济是社会主义市场经济的内生要素，民营企业和民营企业家是“自己人”，那么自然，民营航天也应该是中国航天事业的自己人。在保障安全的前提下，自己人和自己人的合作，应该少设边界、少分内外，从认识上实现民营航天“愿担当”，国家队航天“愿开放”的局面。
在具体路径上，要加强双方合作一方面需要进一步明确双方的主业方向，开放更多国家队的“非核心业务”给民营航天公司；此外，还可以通过成立资本合作的形式加强双方合作，比如中科宇航即是通过混合所有制形式协调体制内外资源，此外通过成立国家队基金，以投资的方式，加强体制内外的协作也是一种正在被普遍采用的方式，航天科工、航天科技均成立了相关产业基金，并通过基金在市场中逐渐发挥影响力。
五、空天地一体化是巨大的创新性产业，需要搭建产业平台，促进不同规模企业协同创新、共同发展，建立起完整的创新生态
一批中小企业具备“专精特新”的特征，他们能为大企业之不能为、不愿为，他们构成的生态也是大企业创新的基础。
在空天产业更是如此，整个空天产业拥有一个庞大的产业链，其中既包括国家队和民营队的航天公司，也包括航天和通讯两大产业，更包括支持这些主导产业中的众多中小企业，而这些企业在整个产业中的创新能力是非常突出的，如何搭建大型企业和中小企业协同创新的平台，是空天产业发展的关键之一。
美国为扶持中小企业发展设有小企业局，小企业局主要通过各种金融工具为美国小企业提供资金领域的扶持。目前中国在专精特新体系上的建设也起到了类似作用，但空天产业仍有其特殊性，主要体现在产业生态内的链主企业较少，且供应链体系更为封闭。因此，更需要外部搭建的合作平台，推进产业链上下、大小融合。
从目前的一些产业实践案例来看，地方政府及其所搭建的相关产业园和相关产业基金是重要的平台和工具。
据相关报告统计，北京、上海、合肥、成都、济南、杭州、深圳等地均在积极布局空天信息产业。以安徽省合肥市为例，合肥市依托国内领先的航天装备工程技术基础，积极开展优质企业招商引资工作，目前已初步建立内涵丰富、结构合理的空天信息产业体系。未来合肥市将坚持内培外引、重点突破、全链条发展，以卫星研制为核心，打造一体化、智能化的卫星运营平台，充分挖掘空天信息应用场景，力争到“十四五”末全产业链总规模达 1000 亿元。
重庆市则推动成立了空天信息产业国际生态联盟，其中包括由 10 家投资机构共同启动发起的空天信息产业 1000 亿基金群。按照重庆市的规划，到 2025 年，重庆将创建国家级卫星互联网产业创新中心；到 2030 年，建成卫星互联网综合应用示范区，推动 3—5 家企业上市，引进培育上百家“专精特新”企业，并形成千亿级空天信息产业集群。
中国中小企业 80% 是民营企业，因此，加强大小企业的合作，也需要从理念上、路径上进一步加强国企和民企间的合作与融合。
