卫星地面站(又称地球站)是卫星通信、遥感、导航等系统的地面核心枢纽,承担信号收发、数据处理、卫星测控与网络管理等关键功能,是连接空间段(卫星)与地面用户 / 网络的关键接口。
一、卫星地面站的核心定义与定位
卫星地面站是设置在地球上,通过天线与卫星进行无线通信的地面设备集合,广义上包含终端站及机房、电力、消防等附属设施,狭义上特指卫星通信终端站装备本身。其核心定位是:
- 信号转换枢纽:将地面用户的基带信号转换为射频信号并上变频发送至卫星,同时接收卫星转发的射频信号并下变频为基带信号,实现天地信号交互;
- 卫星测控中心:对卫星进行跟踪测量、轨道控制、遥测数据接收与指令发送,保障卫星在轨稳定运行;
- 网络接入网关:连接卫星通信网络与地面公用通信网(互联网、电话网),实现卫星用户接入全球网络;
- 数据处理基地:接收并处理卫星遥感、导航等数据,为用户提供信息服务。
- 固定站:天线与设备固定安装在地面,如大型信关站、遥感接收站,天线直径通常 4-30 米,功率大、带宽高,适合大容量数据传输与长期运营;
- 可搬移站:设备可快速拆卸、运输与安装,如静中通车载站、便携站、背负站,天线直径 0.8-4 米,适配应急通信、野外作业等场景;
- 移动站:设备安装在移动载体上,支持动中通(移动中通信),如车载站、船载站、机载站,核心技术为高精度跟踪与波束切换,适配远洋航运、航空飞行、跨境高铁等移动场景。
- 信关站(关口站):卫星与地面网络的核心接口,通过高增益天线与卫星进行大容量数据交互,将地面网络业务数据发送至卫星,同时接收卫星用户数据并送入地面网络,是低轨卫星星座的核心枢纽,单站价值可达 800-1000 万元;
- 测控站:负责卫星跟踪测量(距离、速度、方位角、仰角)、遥测数据接收与指令发送,保障卫星轨道精准与状态稳定,适配卫星全生命周期管理;
- 遥感地面站:接收卫星遥感数据(如高清影像、气象数据),进行处理、存储与分发,适配气象、测绘、农业等领域;
- 导航增强地面站:提供卫星导航信号增强服务,提升定位精度,适配自动驾驶、高精度测绘等场景;
- 用户终端站:直接面向用户的小型地面站,如家庭卫星电视接收站、卫星电话终端,适配消费级与专业级用户通信需求。
- 大型中心站:覆盖范围广、容量大,服务全国或区域用户,如中国卫通的高轨卫星中心站,适配广播、应急通信等广域服务;
- 区域站:服务特定区域用户,如省级应急通信地面站,适配区域化通信保障需求;
- 小型站:面向个人或小团体用户,如便携卫星终端,适配野外作业、个人通信等场景;
- 专业性地面站:服务军工、科研、测绘等专业领域,如军用保密通信地面站、遥感科研接收站,技术壁垒高;
- 公众性地面站:服务大众用户,如卫星电视接收站、消费级卫星宽带终端,成本低、普及率高。
典型卫星地面站由 7 大核心子系统组成,各系统协同工作,保障天地通信的稳定与高效:
子系统
核心组件
功能定位
核心技术
天线及伺服系统
高增益天线、伺服跟踪机构、馈源网络
信号收发与卫星跟踪,实现波束精准指向
相控阵技术、高精度伺服控制、波束成形
高功率发射系统
高功率放大器(HPA)、发射滤波器
将基带信号放大并转换为射频信号发送至卫星
功率合成技术、线性放大技术
低噪声接收系统
低噪声放大器(LNA)、接收滤波器
接收卫星微弱信号并放大,降低噪声干扰
低噪声放大技术、抗干扰技术
射频系统
上 / 下变频器、频率合成器
实现基带信号与射频信号的频率转换
频率合成技术、相位锁定技术
中频基带系统
调制解调器、基带处理器、信道编码模块
信号调制解调、信道编码解码、数据处理
高速信号处理、LDPC/Turbo 编码技术
监控管理系统
监控终端、网络管理软件、告警模块
实时监控设备状态,保障系统稳定运行
远程监控技术、故障诊断技术
电源与环境保障系统
不间断电源(UPS)、空调、防雷设施
提供稳定供电与适宜运行环境
冗余供电技术、防雷接地技术
四、卫星地面站的工作原理与通信流程
卫星地面站的通信流程可分为上行链路(地面→卫星)与下行链路(卫星→地面)两部分,核心工作原理如下:
- 上行链路流程:地面用户数据→基带处理→调制→上变频→高功率放大→天线发射→卫星接收;
- 下行链路流程:卫星信号→天线接收→低噪声放大→下变频→解调→基带处理→地面用户 / 网络;
- 测控流程:测控中心指令→地面站发射→卫星接收执行→卫星遥测数据→地面站接收→测控中心分析处理→调整指令。
对于低轨卫星星座,通常采用多跳通信模式:地面终端→卫星→地面信关站→互联网 / 其他卫星→目标终端,共享卫星资源,可接入互联网,延迟可降至 50ms 以下,是当前商业航天的主流通信模式。
五、卫星地面站的核心功能与应用场景 (一)核心功能
- 信号收发:实现卫星与地面的双向信号传输,适配语音、数据、视频等多种业务类型;
- 卫星测控:保障卫星在轨稳定运行,包括轨道控制、姿态调整、故障诊断与处理;
- 数据处理:对卫星遥感、导航等数据进行解码、纠错、格式化处理,为用户提供可用信息;
- 网络管理:对卫星通信网络进行资源分配、带宽管理、用户接入控制,保障网络高效运行;
- 安全加密:对通信信号进行加密解密,保障数据传输的安全性与保密性,适配军工、政务等场景。
- 广播电视传输:通过高轨卫星地面站实现卫星电视信号的上行传输与下行覆盖,如中国卫通的广播电视传输服务;
- 应急通信保障:在地震、洪水等灾害现场,通过可搬移站、移动站提供通信服务,保障救援指挥;
- 远洋航运通信:通过船载移动站实现远洋船舶与陆地的通信,如 #海兰信# 的船舶卫星通信终端;
- 航空飞行通信:通过机载移动站实现飞机与地面的实时通信,保障飞行安全;
- 遥感数据接收:通过遥感地面站接收卫星高清影像、气象数据,服务气象预报、资源勘探等领域;
- 低轨卫星宽带:通过信关站实现低轨卫星星座与互联网的连接,为用户提供高速宽带服务,如中国星网的低轨星座计划;
- 手机直连卫星:通过地面站与卫星的协同,实现普通智能手机的卫星通信,适配无地面网络覆盖区域的消费级通信需求。
卫星地面站产业链涵盖上游核心部件、中游设备制造与系统集成、下游运营与服务三个环节,各环节核心概念股及入选逻辑如下:
(一)上游核心部件(技术壁垒高,毛利率高)
- #铖昌科技 #(001270):相控阵 T/R 芯片龙头,产品用于星载通信系统与地面终端,提升微波通信的信号接收效率与波束成形能力,适配低轨卫星通信高带宽需求,军工市场占有率领先,客户覆盖航天科技、航天科工等央企集团;
- #光迅科技 #(002281):全球唯二、国内唯一能量产 100Gbps 星载激光模块的企业,国内市占率超 50%,星地激光通信核心器件供应商,深度绑定中国星网等低轨星座项目,2025 年卫星业务收入预计达 30 亿元;
- #光库科技 #(300620):星间激光通信核心器件龙头,提供隔离器、合束器等关键组件,适配 100Gbps + 高速星间通信,技术壁垒高,与头部终端厂商深度合作,产品占单星激光通信终端成本 15%-20%;
- #华力创通 #(300045):自主研发天通 + 北斗 + 低轨 GW 三模集成芯片,适配多轨道微波通信需求,抗辐射安全芯片是国内唯一应用于高轨卫星及深空探测的产品,军工市场占有率超 70%。
- #通宇通讯 #(002792):“星 — 地 — 端” 全链条布局的民企,相控阵平板天线技术领先,适配低轨卫星微波通信终端小型化需求,产品覆盖卫星通信基站、用户终端,客户包括国内星网与海外卫星运营商,订单增速显著,单站价值 800-1000 万元的信关站天线已实现量产;
- #海格通信 #(002465):军用 + 民用 “双料龙头”,地面站通信设备的核心供应商,提供卫星通信地面站、测控终端,布局北斗 + 卫星通信融合技术,军工订单稳定,民用市场持续突破,是地面网络配套的核心企业之一;
- #华力创通 #(300045):信关站核心设备供应商,自主研发的高速信号处理平台适配低轨卫星星座多星波束切换需求,与中国星网深度合作,参与 CTC 星座地面站建设,订单爆发确定性高;
- #航天环宇 #(688523):高增益地面站天线系统龙头,保障地星信号稳定接收,适配高轨、低轨全轨道卫星通信需求,产品覆盖信关站、测控站,客户包括航天科技、航天科工等央企;
- #震有科技 #(688418):卫星通信系统解决方案提供商,提供地面站基带处理设备、核心网设备,适配低轨卫星星座多跳通信需求,与中国星网合作构建天地融合网络;
- #盟升电子 #(688311):卫星导航与通信终端模块龙头,产品覆盖地面站导航增强设备,适配高精度导航与通信融合场景,军工市场占有率高。
- #中国卫通 #(601698):高轨卫星运营绝对龙头,拥有全球覆盖的地面站体系,是国内唯一具备高轨 + 低轨双轨运营资质的企业,建设并运营大量信关站、测控站,提供广播电视传输、应急通信等服务,稀缺牌照构筑竞争壁垒;
- #中国卫星 #(600118):卫星制造与测运控龙头,负责卫星测控站的建设与运营,为卫星在轨稳定运行提供保障,客户涵盖政府、军工及商业航天企业;
- #航天驭星 #(未上市):商业测运控服务龙头,为商业卫星提供地面站测运控服务,适配低轨卫星星座的快速部署需求;
- #中科星睿 #(未上市):商业遥感地面站运营企业,为卫星遥感数据提供接收与处理服务,适配气象、测绘等领域需求。
#地面站#
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