卫星互联网与数字样机:低轨星海竞速,谁主沉浮?

2025-04-10 15:40:34 digiproto

开春以来,国内商业航天进入高密度发射期,卫星互联网项目频频传来捷报。

  • 2月11日,卫星互联网低轨02组卫星成功发射;

  • 2月27日,四维高景一号03、04星发射升空;

  • 3月12日,“千帆星座”第五批组网卫星顺利入轨。

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▲图源:蓝箭航天


在这场通往“星辰大海”的征途中,卫星互联网日益成为焦点。作为构建天地一体化信息网络的重要组成,卫星互联网被广泛认为是未来6G网络体系中的关键基础设施。相较传统通信手段,卫星互联网具备覆盖范围广、不依赖地面基站、抗自然灾害能力强等突出优势,特别适用于偏远山区、海洋、航空等传统网络难以覆盖的区域。


日前,国家发展改革委等三部委联合发布《国家数据基础设施建设指引》,明确提出加快布局“天地一体”的卫星互联网,相关部署在上海、深圳、西安、武汉等地加速推进。浙江亦在卫星互联网领域取得诸多突破:低轨01、02组卫星搭载的太空数据传输关键部组件由杭州企业研制,“千帆星座”的背后也有“浙江智造”的身影;浙江省航天及卫星互联网产业技术联盟于去年底正式成立,标志着浙江在商业航天产业链各环节的综合布局初具雏形。


2025年,业界普遍认为,商业航天行业或将迎来“黄金时代”。据赛迪智库预测,中国商业航天市场规模有望突破2.5万亿元。在这一宏大产业图景中,卫星互联网的地位尤为重要。2021年至2025年,我国卫星互联网市场规模有望从292.48亿元增至446.92亿元,年均复合增长率为11.18%,展现出强劲的发展动能。


卫星互联网的发展不仅依赖政策和市场,还离不开低成本高频次的发射能力。以蓝箭航天为代表的民营商业火箭企业,正加速推进可重复使用运载火箭的研发。其自主研发的朱雀三号火箭已完成十公里级垂直起降返回飞行试验,预示着我国在可重复使用液体火箭技术领域取得关键进展。


与此同时,卫星制造也在不断探索工业化、批量化路径。相比传统宇航级器件,国内机构正在尝试采用工业级制造方式,有望显著降低研制成本并加快交付速度。在此趋势下,如何在成本可控的基础上实现卫星星座的快速组网,成为行业关注焦点。


浙江大学微小卫星研究中心主任金仲和指出,“卫星互联网基建的主流路径是低轨卫星组网。它们位于更靠近地面的轨道,能大幅减少通信延迟。但低轨卫星的覆盖范围相对较小,要实现全球或大范围的连续覆盖,就需要部署大量卫星来构建一个网络。”按照业内共识,想要建成基本可用的低轨通信网络,至少需要部署800至900颗卫星,这对制造、发射与运营提出了极高要求。


随着技术持续演进,卫星互联网的落地应用场景也在不断拓展。


智能网联汽车领域,低轨卫星凭借低延迟、高可靠性、高精度等优势,为自动驾驶、车辆通信、紧急救援、远程监控等功能提供了有力支撑。尤其在偏远地区或无地面网络覆盖的环境中,卫星互联网为车载终端提供稳定通信保障,成为车联网的有力补充。部分国内车企已推出支持卫星消息、卫星通话等功能的车型,标志着卫星互联网正逐步走进消费端、融入出行场景。


在更广阔的低空经济中,卫星互联网也将发挥关键作用。无人机、垂直起降飞行器等低空载体对通信覆盖、定位精度提出更高要求,星地融合通信体系将成为未来交通系统的基础设施之一。此外,卫星互联网还在应急救援、航空航海、个人移动通信等领域展现出巨大的应用潜力。


面对行业发展的快速组网需求、复杂多变的应用场景和系统架构,传统的硬件迭代与测试手段已难以满足精度和效率的双重要求。如何保障系统可靠性、缩短开发周期、降低整体成本,成为卫星互联网产业发展过程中必须面对的技术挑战。这一过程中,数字样机技术的应用为行业提供了新的解题思路。


数字样机作为一种在信息空间中对物理系统进行建模、仿真和验证的关键技术,已广泛应用于航天、汽车、船舶、轨交等高端装备领域。通过数字样机,可在真实样机制造前,对系统的结构、功能、性能进行高精度虚拟仿真,模拟其在各类极端环境下的运行状态,从而提前发现潜在问题、优化设计方案。


在数字样机技术应用方面,天目全数字实时仿真软件SkyEye提供了有力支撑。该软件由迪捷软件自主研发,是一款基于可视化建模的硬件行为级仿真平台,支持用户通过拖拽的方式快速搭建虚拟硬件平台,可通过多领域分布式协同仿真平台DigiThread与多种不同仿真工具进行协同仿真,构建卫星数字样机仿真系统。基于SkyEye构建的数字样机可实现控制系统的全流程高精度仿真,提前发现潜在问题并优化方案,从而有效提升卫星互联网项目的开发效率与成功率。

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▲数字卫星解决方案


近年来,越来越多科研机构和企业开始部署基于数字样机的研发流程,借助其在成本控制、效率提升、风险规避等方面的优势,为卫星互联网产业的高质量发展注入新动能。随着技术不断完善与工具链成熟,数字样机有望成为支撑我国卫星互联网工程从构想到落地的重要底座。


参考文献

[1] 金春华.卫星互联网,离我们还有多远?[N].浙江日报,2025-03-28.

[2] 董华.卫星互联网与智能网联汽车的融合应用与展望[J].中国汽车(中英文对照),2025,35(02):94-100.


标签: 航空航天
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