4G、5G这么普及，为什么还要发展卫星互联网?

2025 年 6 月 6 日，互联网卫星总设计师袁俊刚在 2025 科普中国说广东场“低空启航 太空互联”带来演讲《互联网从地面走向低空和太空》，解读互联网卫星发展的重要战略意义。

以下是袁俊刚的演讲节选：

2025 年 4 月 1 日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，以一箭四星方式，成功将卫星互联网新技术试验卫星 0001 至 0004 星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。

中国为什么要发展卫星互联网？它意味着什么？

卫星互联网的发展背景

现有地面互联网存在诸多不足

数据表明，我国 5G 建设已经是全球领先——今年1月基站总数突破 400 万座，占全球总量 60% 以上，年底农村覆盖率将达 95% 。

地面移动互联网发展情况。

图片来源于袁俊刚PPT

但在实际使用中，仍然存在着许多不足：

一是覆盖范围受限。

移动互联网的发展以商业化为导向，以盈利为目标。这就导致其基站布局不可能覆盖到每一个角落。据估算，全球有约 30 亿人无法接入互联网。在一些特殊地区，如沙漠、海洋、山区等，由于难以实现盈利，运营商不会去建设基站，这些地方的网络覆盖便成了空白。想必大家都有过类似的经历，当走在较长的桥梁上时，手机信号会突然消失，这就是基站布局不够完善所导致的。

二是对低空经济支撑不足。

目前的地面 5G 天线主要是朝向地面覆盖，对于飞机、无人机等低空飞行设备的支持明显不够。虽然现在正在研发推广的5GA（ 5.5 版的 5G 体系）旨在解决低空经济发展的网络需求问题，但其覆盖能力也存在局限性。此外，从 5G 升级到 5GA ，需要付出巨大的成本代价。

三是地面互联网在应急方面的脆弱性。

一旦遭遇洪水、地震等自然灾害，地面互联网很容易出现中断，而且在短时间内难以恢复。同时，5G 网络的能耗问题也较为突出。据估算，全国的 5G 基站每天的电费支出就高达约 1 亿元。

基于以上种种问题，发展卫星互联网就显得尤为必要。

地面互联网的局限性。

图片来源于袁俊刚PPT

卫星互联网发展及应用

2014 年，马斯克提出了“卫星互联网”这一概念，当时国内外许多人并不看好，质疑其必要性和实用性。然而，如今看来，卫星互联网不仅是一种战略需求，更是现实刚需。它主要能解决以下问题：

一是实现全球覆盖。

卫星互联网不受海洋、沙漠等地形限制，只要有信号，就能实现无死角覆盖。

二是提升通信速率。

像马斯克的星链和我国正在建设的宽带通信卫星，其速率可达到 200 兆甚至 500 兆以上。星链目前已发展到第三代，其单个波束的速率可达 1Gbps（Gbps是每秒多少比特的单位），与 5GA 相当。而且，低轨卫星的时延也能达到毫秒级。

此外，卫星互联网虽然名义上是商用，但可随时转为军用。2023 年夏天，北京门头沟区因暴雨导致基站瘫痪，当时低轨互联网尚未成熟，只能紧急使用高轨卫星支撑，但由于高轨卫星数量有限，通信延迟了几天才恢复。这体现了地面互联网的脆弱性，也凸显了卫星互联网的重要性。

近年来，卫星互联网的星座建设越来越火爆。比如 2021 年，从国外到国内，规划的星座有 1000 多颗星，这在以前是根本不敢想的。现在的卫星规划，国外有四大星座，分别是 Oneweb 、星链、Kuiper 和 AST ，其卫星规划数量已多达上万颗。国内也有两个大星座在规划部署，中国星网集团规划建设的星座已申报近 4.5 万颗，上海垣信单独建立的星座也申报了 1.5 万颗规划。

卫星互联网的天地系统分为三部分：第一部分是空间段，即卫星组网；第二部分是地面段，要能控制卫星并分配卫星资源；第三部分是用户终端，包括手机终端等。

低轨卫星互联网系统组成。

图片来源于袁俊刚PPT

在俄乌冲突中，乌克兰对星链的应用充分体现了卫星互联网的工作流程。乌克兰军队凭借其多年来建立的质控系统“三角洲”，能够有效管控作战人员和无人机。通过星链系统，乌军实现了信息的高效传输和指令的精准下达，构建了一套完整的作战指挥流程。

图片来源于袁俊刚PPT

国内外卫星互联网

发展现状对比

我国卫星互联网由于起步较晚，目前正处于逐步推进的阶段，相较于国外卫星互联网的发展，技术层面的差距较为显著。

以马斯克的星链项目为例，星链实现了从技术到产品的创新。马斯克率先提出并应用了第一性原理，对卫星架构和相关产品进行了改造，如平板卫星设计和柔性太阳翼等创新举措，不仅提高了发射效率，还降低了成本。而我国虽在技术上迅速跟进，基本达到了与马斯克同步的水平，但在原创性和引领性方面仍有差距，大多是在已有技术基础上进行改进和优化。

在成本控制方面，星链项目通过工业化生产大幅降低了卫星和火箭的制造成本，其火箭回收技术也已成熟，成功回收次数达到 27 次，进一步降低了运营成本。反观我国，现在的卫星互联网项目成本较高，大约是马斯克的 4~5 倍。火箭回收技术仍在实验阶段，尚未实现商业化应用，不过，今年有望在这方面取得重大突破。

应用实践层面，马斯克不仅在商业应用上取得了成功，实现了盈利，还在军事应用方面进行了实践。在俄乌战争中，星链为乌克兰提供了重要的通信支持，发挥了关键作用。相比之下，我国在卫星互联网的应用实践方面还有待加强。

我国卫星互联网的

发展难点及未来发展方向

我国卫星互联网的发展难点主要体现在以下几个方面：

首先是卫星的构型设计。

互联网卫星数量众多，有几千颗甚至上万颗，这就要求尽量在一个火箭上发射更多的卫星，最大化利用火箭空间。目前，马斯克的平板卫星设计被广泛借鉴。

其次是能源供应及利用效率。

卫星的能源供应主要依靠太阳翼，需要具备柔性以方便折叠和压扁。同时，卫星在轨道上的操作需要高效的电推进器，推进剂的成本也是一个重要因素。我国在柔性太阳翼和电推进器技术上取得了进展，但在推进剂成本控制上仍有差距。

再者是卫星组网技术。

卫星组网主要依靠激光通信，卫星在轨道上的运动使得激光链路的建立和维持非常困难。我国近两年一直在进行相关验证，预计到明年基本能够解决这一问题，但在技术成熟度和可靠性上仍有提升空间。

此外，基站的设置与部署也是一个难点。

地面基站的天线相对较小，但天基基站需要更大的天线以应对更远的通信距离。天线越大，通信能力越强，但设计和部署难度也越大。我国已经发射了天线面积为 4 平方米的卫星，但与 AST 公司 64 平方米甚至 200 平方米的目标相比，仍有较大差距。

最后是信关站的布站。

信关站的核心功能是对卫星进行管控，国内外在布站方面存在显著差异。马斯克凭借美国的全球影响力，布站相对容易，而我国主要在“一带一路”沿线友好国家布站，全球管控面临挑战。我国采取利用星间链路来管控不可见卫星的策略，但在全球管控的效率和可靠性上仍有待提高。

国内外卫星互联网发展现状对比。

图片来源于袁俊刚PPT

面对这些难点，我国卫星互联网的未来发展方向也逐渐清晰。

在火箭技术方面，必须大幅提升运载能力，达到马斯克“一箭多星”的水平；确保发射的绝对可靠性，避免连带损失；实现火箭的可回收性，降低成本。加大研发投入，加快火箭回收技术的实验和应用；优化火箭设计，提高运载效率。

在卫星技术方面，亟需实现技术自主创新，探索自己的技术路径，实现快速并行甚至超越；实现卫星的低成本、批量化工业生产，满足数万颗星座的部署需求。加强基础研究，鼓励创新设计；建立完整的卫星产业链，提高生产效率。

在应用与生态方面，到 2035 年，我国计划部署超过 2 万颗卫星，拓展更丰富的行业赋能应用场景，积极开拓国际合作市场。

图片来源于袁俊刚PPT

然而，我国卫星互联网发展也面临着严峻的挑战。

低轨黄金轨道资源（ 500 多公里高度）已被星链大量抢占，根据国际原则，谁先占据轨道资源，谁就拥有优先权，这也是我国申报 6 万多颗卫星，但实际发射数量有限的原因之一。

此外，我国计划发射的 2 万多颗卫星以及马斯克的 5 万多颗卫星，都存在变成太空垃圾的风险。卫星碰撞的风险虽然可以通过地面分析和预警来降低，但卫星失效后变成垃圾的问题仍然严峻。未来可能需要专门发射卫星来清除太空垃圾，控制太空垃圾的增长。

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本文转载自“科普中国”，原标题《4G、5G这么普及，为什么还要发展卫星互联网?》。

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