伴隨著“新基建”的風口，衛星網際網路以及低軌衛星的話題熱度慢慢火了起來。特別是最近馬斯克的SpaceX多次發射星鏈計劃成功後，低軌衛星的熱度更上了一個層次。5G不用說，一直都是通訊技術發展的重頭戲。接下來，我們可以先來談一談低軌衛星。
01 什麼是低軌衛星呢？
低軌衛星主要是指，執行在低軌道平臺的衛星系統。根據平臺高度可以把衛星分為高軌、中軌和低軌。低軌衛星，也稱近地軌道衛星，特指軌道飛行高度為200~2000km的衛星集合。按照軌道高度不同對衛星進行分類，除低軌衛星之外，還有中軌衛星（2000km~20000km）以及高軌衛星（20000km以上）。
衛星軌道有高中低之分，但重要程度上沒有區別，比如說高軌道衛星中用於觀測天氣的風雲系列衛星、中軌道衛星的王牌——衛星導航系統，包括北斗和GPS、以及現在備受關注的低軌道衛星。
02 低軌衛星可以做什麼？
最常見的是低軌衛星在通訊領域的功能，還有低軌遙感星座等等的功能。其中，最重要的當屬低軌衛星的通訊功能。
要知道，在資訊領域裡，三個重要的領域分別是通訊、導航以及遙感。而基於通導遙一體化服務是未來資訊網的核心關注點之一。
我們常說衛星導航與低軌衛星聯絡密切，即便我們有了衛星導航定位系統，但也仍然需要低軌衛星的幫助。
以北斗衛星導航系統為例，如果說北斗系統可以幫忙解決室外使用者90%以上的導航定位需求，那麼剩下的10％便需要低軌衛星的訊號增強去補充幫忙。
這是因為，北斗系統的大多數衛星距離我們地面，有著大概2萬多公里到3萬多公里的距離，所以北斗衛星導航系統訊號到達地面的時候，訊號會非常弱，這叫做GNSS的天然脆弱性。
所以我們常常會發現，在使用導航時：
室內定位無法滿足導航定位的精度不夠高，分不清立交橋或者車道在衛星數量不夠/有遮擋干擾等的情況下，導航定位速度慢這個時候，便需要導航增強系統，即能夠增強導航效能的系統，主要是資訊增強和訊號增強這兩類。
資訊增強是透過修正衛星導航定位系統的誤差來提高導航定位的精度和可靠性等的方式。資訊增強資訊並不提供觀測量，只提供消除衛星導航定位系統的誤差，提高導航定位效能的方法。資訊增強通常需要的是傳輸通道，能夠把增強資訊傳送給使用者。
之所以低軌導航訊號增強系統如此備受關注，主要是因為：
能夠獲取更高的發射功率，有實現室內定位的可能；能夠改善衛星分佈，提供更好的導航定位精度和可用性；具有更快的多普勒速度變化，能夠儘快固定整週模糊度；低軌小衛星系統的建設成本低，啟動速度快，能夠作為中高軌導航星座的補充備份。此外，基於低軌衛星的導航與通訊的深度融合也是當前低軌衛星星座建設的重點發展方向。
03 低軌衛星通訊將取代5G？
眾所周知，馬斯克的星鏈專案，其中1584顆將部署在地球上空550千米處的近地軌道，希望打造高速網際網路，以覆蓋到人跡罕至的地區，使得地球上幾乎所有地區都可以使用廉價且穩定的高速寬頻。這與5G聽起來非常的相似。
可能有人會說，星鏈專案或者低軌衛星通訊會使得直接跳過5G進入到6G時代。
其實不然，低軌衛星通訊與5G更多是相容並茂。
5G的優點是“大頻寬、低時延、廣聯接”，但極度依賴基站的建設。目前5G基站的覆蓋範圍小，只有300米且耗電高。
目前地面行動通訊僅覆蓋約20%的陸地面積，小於地球表面積的6%。而在行業應用需求中，特別是空中、海洋、森林、沙漠地區及其他地廣人稀的區域，對於空中飛機及無人機、海上油井和船舶、森林防火及野生動物的影片監控、電力線路和鐵路沿線的巡檢、邊境線的防控等應用場景，很難實現建立基站，實現5G的使用。而且前期的收入規模與基站建站成本、運營及維護成本也不相匹配。
而星鏈計劃與5G相反，覆蓋面廣，不依賴光纖基建但尚無法在通訊裝置高密度地區無法提供優質穩定通訊服務。而且衛星能夠在地震、海嘯等自然災害發生時，衛星通訊可以提供很好的作用。
但想要接收到星鏈的訊號，可能需要使用一個披薩盒大小的接收器。同時由於衛星與地面終端的通訊距離、功率密度、多天線部署等受到較多限制，衛星通訊的頻譜效率遠低於同期的蜂窩移動通訊系統。
也就是說，5G適用於高密度環境，但不適用於農村及任何地廣人稀的環境。星鏈卻能適用於無法承擔光纖基站建設成本的人口低密度區 ，像山區、海島等5G沒有優勢的地方。
04 低軌衛星與5G的未來
比起SpaceX的發展，我國的低軌衛星建設還在逐步發展。
基於5G的低軌衛星通訊策略，我們需要先爭取到更多的頻段資源。現階段，Ku、Ka等高頻段資源逐漸枯竭，將難以滿足未來巨大的頻譜需求。而頻率更高的Q頻段、V頻段和太赫茲頻段將成為下一代通訊衛星佈局和爭奪的焦點。
同時，如果可以形成基於5G的統一低軌衛星通訊技術體制，對於商業規模，以及我國的通訊衛星走向國際都大有裨益。與之類似的，是可以推動商業航天與行動通訊、積體電路等產業的跨界合作，共同研發推進衛星發射的技術進步，實現商業模式的創新。