低轨卫星物联网：未来科技的变革与应用前景

一、低轨卫星物联网：未来科技的变革与应用前景

在当今科技飞速发展的时代，低轨卫星物联网（Low Earth Orbit Satellite Internet of Things，LEO IoT）作为前沿技术正迅速成为各行业关注的焦点。本文将深入探讨该技术的工作原理、实际应用以及未来展望，以期为读者提供全面的了解。

1. 低轨卫星物联网的概念

低轨卫星物联网是指通过低轨道卫星的网络架构，连接各种类型的物联网设备，提供全球范围内的通信能力。相比传统的地面网络，低轨卫星物联网具有更广泛的覆盖面积和更低的延迟，能够支持更多的物联网应用场景。

2. 低轨卫星的特点

低轨卫星一般位于距地面约180公里到2000公里的轨道，具有以下几个显著特点：

• 低延迟：由于距离地面较近，信号传播的时间显著低于高轨道卫星，通常在20到30毫秒之间。
• 高覆盖率：低轨卫星可覆盖全球大部分地区，特别是偏远和贫困区域，填补地面通信网络的空白。
• 高数据传输能力：现代低轨卫星技术利用多个频段和波束，提供更高的数据传输速率。

3. 低轨卫星物联网的工作原理

低轨卫星物联网的工作原理可以概括为以下几个步骤：

• 设备连接：物联网设备通过终端接入卫星网络。
• 数据传输：数据从物联网设备传输到附近的低轨卫星，卫星再将数据转发到地面站或其他卫星。
• 数据处理：地面站接收到数据后，进行相应的处理和存储。
• 反馈信息：经过处理的数据将通过同样的路径反馈到物联网设备，完成互动。

4. 低轨卫星物联网的实际应用

随着科技的不断进步，低轨卫星物联网在多个领域展现出强大的应用潜力：

• 农业监测：通过低轨卫星连接的传感器，农民可以实时监测土壤湿度、气温等数据，优化耕作方式。
• 环境监测：可以对大气污染、水域污染等环境因素进行监控，及时预警和处理。
• 交通管理：对交通流量进行实时监控，提高交通管理效率，减少交通拥堵和事故发生。
• 灾害应对：在自然灾害如洪水、地震等发生时，低轨卫星物联网能够迅速提供通讯服务，支持紧急救援工作。
• 智能城市建设：帮助城市有效管理公共设施、能源使用和市政服务，提升城市运行效率。

5. 低轨卫星物联网面临的挑战

尽管低轨卫星物联网的前景广阔，但其发展过程中仍面临一些挑战：

• 高成本：建设和维护卫星网络需要大量的资金投入，这对初创企业和发展中国家来说是一个重大障碍。
• 网络安全：随着连接设备的增加，网络安全问题愈发突出，数据保护和隐私安全亟需强化。
• 技术成熟度：低轨卫星技术在部分应用领域仍需进一步技术创新和完善。

6. 未来展望

低轨卫星物联网的未来充满可能性，随着技术的不断发展和投资的不断增加，预计在以下几个方面将取得突破：

• 更广泛的应用场景：未来将会有更多行业，如医疗健康、智能物流等领域利用低轨卫星物联网技术。
• 合作与标准化：针对网络安全和数据隐私的法律法规将更为完善，各国之间在低轨卫星物联网的合作将日益加强。
• 降低成本：技术的进步和市场竞争将推动卫星网络的成本逐步降低，让更多的公司和组织参与其中。

总之，低轨卫星物联网代表着未来的一种发展方向，它将为人类带来更多的机遇与挑战。通过本文，读者应该能够更好地理解低轨卫星物联网的核心理念、实际应用以及未来发展趋势。感谢您阅读这篇文章，希望以上内容能对您了解低轨卫星物联网有所帮助。

二、类似「星链」的低轨通信卫星网发展前景如何，如何看待互联网公司参与低轨宽带互联网星座建设？

谢邀@知乎科技

下面我尝试尽量不用任何专业的技术术语，来分析和解释这件事情，让完全不做通信、和卫星行业无关的人也能看懂。

为什么低轨通信卫星最近一段时间成了热点？

最近一段时间，低轨通信卫星星座，或者说低轨卫星互联网这件事由于SpaceX 的星链计划正式推出，成为新的热点。得到平台的邵恒头条都专门做了一期节目，介绍了马斯克计划可能带来的影响。实际上，国内航天界也正在快速跟进，航天国家队早就已经推出了鸿雁、虹云等多个低轨通信卫星计划，国内的商业航天初创企业中，银河航天做的就是低轨通信卫星。

既然这么多人都在做，投资人也不是傻子，肯定是看到了巨大市场，或者说看到了巨大的潜在市场。但其实低轨通信卫星网到底在商业模式上是否能够成立，能不能赚钱，还是一个巨大的未知数。

可是对于华为、腾讯这样的巨型企业，他们最怕的不是竞争，而是失去进入空白地带的机会。因为最大的商业机会一定在空白地带，因为现在还是荒地，所以就蕴含着巨大的可能。如果这个空白地带真的足够大，一旦失去了机会，那就意味着失去未来。

所以SpaceX、Oneweb这几家都在向前跑，就看谁更快，技术更先进，能够率先推出商业化的服务。另一方面，一些大佬也在暗地里保持高度关注，随时准备跳进来，但又担心风险过大，所以目前大多数还保持着一种高度关注的状态。

低轨通信卫星网络的前景如何，这其实是一个最近几年来，从通信设备制造商、通信运营商、卫星制造商反复讨论的话题。结果是什么样的呢？非常的诡异：

大家都觉得这玩意蕴含着巨大机会，有非常大潜在商业市场，但要具体说清楚到底低轨通信卫星给谁服务？有多少用户？如何收费？能不能赚钱？全都说不清楚。

简要解释一下其中的道理。这要从卫星通信的发展说起。

卫星通信以前为啥那么低调？

通信系统是给谁服务的？当然是人，所以任何通信设备、通信系统本质上都是人和人的通信，或者是给人服务的。即便是所谓的IoT，也就是物联网，这些万物为什么要互联？那也是因为物背后是人，是人需要这些万物的数据。

通信行业是一个巨大的商业市场，比互联网市场大多了，规模大概8万亿美元。但这其中的卫星通信市场规模非常小。上个世纪90年代，通信卫星一度非常被看好，因为一个地球静止轨道的通信卫星就几乎可以覆盖三分之一地球面积，所以不需要很多卫星就可以提供覆盖全球的通信服务。而且卫星通信还有一个巨大的好处，就是通信费用与距离几乎无关，想想就在十多年以前，我们打长途电话要比市话贵很多呢，所以当然卫星通信有巨大的潜力。那时候，全世界都非常看好卫星通信，但结果是卫星通信市场没有做大，铱星计划也失败了，因为它太贵，使用太低频，你是能覆盖全球，但我自己一辈子都没多少天离开自己的家，所以这对大部分老百姓是没有意义的。

光纤出现以后，单位信息的传输成本迅速下降，就算加上布设光纤的成本，也比通信卫星划算，容量也更大。可是卫星还可以无线接入啊？这又被移动蜂窝通信技术给干死了，大部分人都聚集住在城市里，只要建设好地面移动通信网络，你就可以高速接入网络，由于用户众多，所以通信价格很低。从2G一直到5G，地面移动通信技术发展太迅速了，华为就是这么发展起来的，由于这是一个巨大的时代趋势，所以只要是上了船的，日子都过的不错。

没上船的，比如卫星通信制造商，其实日子过的都很一般，铱星破产时，你知道它才有多少用户吗？不到一万个，所以也只能卖给美国空军了。再比如海事卫星，技术上很好，但市场并不大，日子也很紧。到2018年，铱星在全球也只有110万用户，全球星只有74万用户，话说中国移动北京市海淀区营业部的用户数都比这个多吧？所以整个卫星通信行业，从制造商到运营上，和地面移动通信行业，那日子真的是“一个天上一个地上”。全世界所用的卫星通信用户加在一起，估计也只有350万个。

为什么大家忽然对低轨通信卫星网络有兴趣了？

那么现在到底发生了什么？为什么大家又忽然认为低轨通信卫星有市场了呢？

这件事从美国开始的，我们还得先看看美国的情况。

整儿卫星通信服务市场，全世界基本都在美国，为什么？因为美国乡下真的用卫星来上网。这和中国有很大的不同。注意在我们中国乡下，也用通信广播卫星看电视，但打电话上网我们都是用地面网络。

这其中有非常深刻的政治经济原因，其中一点是因为美国的土地私有化，所以要铺设长距离光纤，难度就很大。一个农场主不同意，那你这条光纤就铺不过去了，所以用卫星提供基础通信服务就很方便，在成本上就有优势了。在中国不同，我们建设基础设施很快，光纤本身又不贵，所以没这个问题。

这样一来，美国地面移动通信系统的建设就是相对落后的，没那么多基站。那现在都5G了，5G要求的基站更密，美国怎么快速赶上呢？直接在太空中建设基站就是一个选择，所以SpaceX，OneWeb，乃至亚马逊，Google都在琢磨这件事。

另一个原因是技术推动，因为一方面小卫星技术成熟化，卫星制造成本越来越低了。同时，SpaceX搞火箭，猎鹰都能重复使用了，号称能把发射成本降到以前的十分之一。那么，火箭这么便宜了，用来发点什么呢？

把人送上天旅游，这个主意不错，SpaceX已经在做了。

还有呢？当然是继续发卫星啊。但是我们似乎不需要那么多卫星，全世界一年，总的航天发射次数也就那么一百来次，所以SpaceX把火箭做便宜之后，必然遇到一个新问题，这些火箭发点什么上去呢？这真的是一个好问题，我相信硅谷的投资人都在这么问马斯克。

想来想去，只能是通信卫星。因为通信、导航、遥感三个主要卫星类型中，导航卫星数量最少，不用考虑了；遥感卫星，现在还没想清楚怎么给大众使用，商业市场价值其实很小；只有通信，这是一个巨大的市场，之前被光纤、地面手机基站给干趴下了，现在有没有机会？

于是，马斯克就搞了一个几千颗星的星链计划，后来又扩展到一万两千颗，这么多星，那商业火箭的市场自然就有了。要知道人类搞了这么多年航天，一共才发射了了9000来个航天器。

低轨通信卫星网的市场在哪里？

搞产品，做市场，也不能光是忽悠，你总得告诉董事会、投资人，这个低轨通信卫星到底给谁服务，有什么比较优势？为什么大家要用它呢？

这就是比较诡异的地方了，你会觉得太多地方都能用，但仔细分析，又觉得没什么人真的会用。

还是拿马斯克忽悠董事会时，阐述的几个场景来分析一下：

第一个，马斯克说因为光在真空中比在光纤中快三分之一，所以可以服务高频交易。但是这个仔细算一下，就发现太牵强了。低轨卫星网络这么复杂，光传输节约的那点时间，还不够中间几次路由交换浪费的时间长呢。就算这些全都不考虑，那也就是1200公里左右，距离交易市场大于这个距离的用户，使用低轨通信卫星才可能节省时间。

第二个：给飞船上网。这个确实是一个市场，很多人已经在飞机上体验过了，但体验并不好，因为一是网速太慢，二是太贵，几十元一小时呢。如果有了低轨通信网络，那确实可以大大提高用户体验，再加上北极航线，由于赤道上空的地球静止轨道覆盖太差了，所以更适合使用低轨卫星。但是，你知道中国一共多少架飞机吗？大数也就是5000架，不能都在天上飞，同时就算有3500架，每架飞机算3000人，所以这并不是一个太大的市场。

第三个：海上通信。地球三分之二都是大海，可惜的是，海上没人啊，所以不需要通信。只有海岛，船舶需要。所以东南亚地球，一直都是卫星通信的主要市场之一，但是由于海底光缆越来越多，所以卫星的比较优势也越来越小。船员在海上很辛苦，因为海事卫星很贵，所以大家也不可能天天和家里视频通话。这肯定是市场，但其实具体计算一下数字，也不是很大。

说来说去，低轨通信卫星最大市场还应该在地面上。但是在城市，光纤和移动通信基站具有很大的优势。因为无论是什么通信系统，最终目的都是降低单位信息的传输成本，提高传输容量。在城市，人口密集，只要一个基站，就可以给很多人提供宽带服务了，卫星的通信速度慢、延迟长，容易中断，在室内还没法用，几乎没有任何优势。

所以，低轨卫星通信的主要市场，还是在城市之外的偏远地区。可是在偏远地区，人口不仅少，还没钱啊，至少在中国肯定是这样的，他们只是你的潜在用户，实际上大概率是用不起卫星通信的。

按照马斯克最近说法：

「SpaceX未来发射收入峰值，每年可能有30亿美元。而来自宽带互联网的收入，可能接近每年300亿美元。」

他是怎么算的呢？马斯克查了一下数据，全球互联网接入服务总收入高达1万亿美元，他觉得SpaceX能占3%，就是300亿美元。

我真想说，兄弟，不能这么忽悠人吧？这也太简单粗暴了。

美国我不熟悉，用中国来算。

大家知不知道胡焕庸线？

胡焕庸线（Hu Line，或Heihe-Tengchong Line，或Aihui-Tengchong Line），即中国地理学家胡焕庸（1901-1998）在1935年提出的划分我国人口密度的对比线，最初称“瑷珲—腾冲一线”，后因地名变迁，先后改称“爱辉—腾冲一线”、“黑河—腾冲一线”。

中科院国情小组根据2000年资料统计分析，胡焕庸线东南侧以占全国43.18%的国土面积，集聚了全国93.77%的人口和95.70%的GDP，压倒性地显示出高密度的经济、社会功能。

那么，假如在中国，星链的最主要用户市场在胡焕庸线的西边，可是那里只有不到中国7%的人口，GDP只有不到4%，那么你怎么赚到互联网接入总收入的3%呢？

这是一个不可能完成的任务。

技术上低轨通信卫星遭遇的难题

这方面， @甜草莓 等朋友已经回答的很清楚了，我就再说一点。

上万颗星组成的巨大星座，如何运行管理，是人类从来没有遇到过的问题。

你家里有几头牛，你拿跟棍子就可以搞定了，有几十头，你可能需要一匹马，如果你有几万头，怎么办？澳大利亚农场主用直升飞机。

低轨通信卫星网的发展前景到底如何？

说了这么多，似乎低轨通信卫星完全没有前途，吴军老师就是这么认为的，他在得到讲5G时，就明确表示不看好星链计划。我把自己的笔记放在下面给大家参考。

但是，虽然有很多技术困难，商业上也不够清晰，目前业内达成的共识还是这件事必须得做，势不可挡。

最简单的理由就是，你要做什么，常常不是你自己决定的，而是你的对手做什么决定的。即便完全从商业上讲，虽然刚才我们分析的那些用户场景，似乎都不是很大，但我们的分析是静态的，不是动态的。

一个新事物出现，会改变很多东西，会催生很多从来没想到的应用。星链的市场不必完全是一个通信市场，这样一来，就突破了刚才的分析。但现在大家确实都看的不够清楚。

如何看待互联网公司参与？

从需求角度，腾讯等互利网公司的最大优势是它在给最广泛的用户提供内容服务，比如微信已经成为基础设施。因此，实际上腾讯是最了解用户的。从这个角度，腾讯具备能力，面向未来，也有战略上的紧迫性要求腾讯必须更加主动的参与低轨星座的研究和建设，这实际上也是Facebook等公司为何对低轨星座非常热心的原因。

顶级企业，实际上面对的最大挑战和最大基于是“空白”，低轨互联网是一个空白地带，是大事，不得不关注和参与。此外，下一代的互联网，下一代的无线通信网络，必须更多的考虑内容，不能再简单把所有信息都看做同等重要。通信网络传输的信息有许多不同维度的划分，从5G时代，就必须考虑内容本身的特点。从这个角度，腾讯就更有优势。设想一下，如果腾讯能够提供一个全球覆盖、永不下线的在线游戏，并能够保证用户体验，那是相当有市场竞争力的。但要做到这一点，技术上有难度，低轨互联网系统在设计时就应该予以考虑，目前做的工作还很少。

以上，请批评指正。

三、低轨卫星互联网产业链及上下游企业

低轨卫星互联网产业链是指通过低轨卫星技术，实现互联网的全球覆盖，为人们提供更快速、更稳定的互联网服务。随着科技的不断进步和人们对通信需求的增长，低轨卫星互联网产业链也迅速发展起来。这个产业链不仅涉及到卫星制造、发射和运营等上游环节，还涉及到地面应用设备、互联网服务提供商等下游企业。

低轨卫星互联网产业链上游企业

低轨卫星互联网产业链的上游企业主要分为三个部分，分别是卫星制造商、卫星发射服务商和卫星运营商。

卫星制造商

卫星制造商是低轨卫星互联网产业链的核心企业之一，他们负责设计、制造和测试低轨卫星。这些卫星制造商拥有先进的制造技术和专业的团队，能够生产各类功能不同的卫星，以满足用户对不同互联网服务的需求。在卫星制造的过程中，他们需要考虑到卫星的重量、体积、功耗等因素，确保卫星能够在低轨道上长时间稳定运行。

卫星发射服务商

卫星发射服务商负责将卫星送入预定的轨道。他们拥有强大的火箭发射能力和丰富的发射经验，能够为卫星制造商提供一站式的发射服务。卫星发射是卫星上天的最后一步，也是最关键的一步，需要各个环节的紧密配合和精准操作。这些卫星发射服务商在发射过程中要做好各项准备工作，保证卫星能够准确地进入预定的轨道。

卫星运营商

卫星运营商是指负责运营和维护低轨卫星的企业。他们拥有卫星控制中心和地面终端设备，在卫星上天后，负责卫星的定位、轨道控制和互联网服务的提供。卫星运营商需要不断调整卫星的轨道，确保卫星能够覆盖到各个地区，为用户提供稳定的互联网信号。他们还需要及时处理卫星故障和卫星更新等事务，保证低轨卫星互联网的正常运行。

低轨卫星互联网产业链下游企业

低轨卫星互联网产业链的下游企业主要包括地面应用设备供应商和互联网服务提供商。

地面应用设备供应商

地面应用设备供应商是指提供与低轨卫星互联网通信相关的设备的企业。他们生产和销售各类终端设备，如卫星电话、卫星调制解调器等。这些设备能够与低轨卫星建立通信连接，实现互联网的传输和接收。地面应用设备供应商需要关注卫星互联网的最新发展，推出符合市场需求的产品，并提供技术支持和售后服务。

互联网服务提供商

互联网服务提供商是为用户提供低轨卫星互联网服务的企业。他们通过建设地面服务器、接入线路和互联网出口等设施，向用户提供稳定的互联网接入服务。互联网服务提供商需要与卫星运营商合作，租用卫星带宽和信号资源，保证用户能够获得高品质的互联网服务。他们还需要制定合理的收费政策，为用户提供灵活的套餐选择，并提供优质的客户服务。

低轨卫星互联网产业链的前景

低轨卫星互联网产业链具有广阔的发展前景。一方面，随着全球互联网用户的不断增长和对网速的要求提升，低轨卫星互联网将成为满足用户需求的重要选择；另一方面，随着卫星技术的不断进步和成本的降低，低轨卫星互联网将更加普及和可行。

低轨卫星互联网产业链上下游企业之间的合作也将越来越密切，形成良性循环的发展机制。卫星制造商、发射服务商和运营商将不断提升技术水平和服务质量，为地面应用设备供应商和互联网服务提供商提供更稳定和快速的支持。而地面应用设备供应商和互联网服务提供商的发展壮大，也将为上游企业提供更多的市场需求和商机。

总之，低轨卫星互联网产业链及上下游企业的发展有着广阔的前景。通过各方的努力和合作，低轨卫星互联网将会为用户带来更快捷、更稳定的互联网体验。

四、5g低时延中速物联网适用于什么等场景？

5G低时延中速物联网适用于以下几种场景：1. 车联网：5G低时延中速物联网可以实现车辆之间的实时通信，提升驾驶安全性和交通效率。2. 工业自动化：通过5G低时延中速物联网，工厂内的各种设备和机器可以实时互联，实现智能化管理和生产优化。3. 远程医疗：通过5G低时延中速物联网，医疗设备和医护人员可以远程实时监测、诊断和治疗患者，提供更高效的医疗服务。4. 城市安防：5G低时延中速物联网可以实现城市各种安防设备的实时联动和监控，提高城市安全性。5. 能源管理：通过5G低时延中速物联网，可以实时监测和控制能源设备、分析能源使用情况，从而提高能源利用效率。6. 物流和仓储管理：5G低时延中速物联网可以实现物流和仓储设备的实时监控和自动化操作，提高物流效率和管理精度。总之，5G低时延中速物联网适用于需要实时互联、快速响应和高效管理的各种场景。

五、在研究卫星变轨问题时，为什么有时由高轨道变为低轨道时要减速，根据公式不是低轨道速度大吗？

减速,提供的向心力大于需要的向心力，近心运动

六、物联网平台进行遥控时，离米思齐助手越近，延迟越低？

是的，离米思齐助手越近，延迟越低。1. 因为物联网平台进行遥控时，信号需要通过网络传输，距离越远，信号传输所需的时间越长，所以离米思齐助手越近，延迟会减少。2. 当设备与米思齐助手之间的距离较近时，信号传输的路径较短，信号传输速度更快，因此延迟会降低。3. 此外，离米思齐助手越近，还可以减少其他干扰因素对信号传输的影响，进一步降低延迟。

七、为什么卫星由低轨变高轨时，速度(在高轨)减小，重力势能增大，可机械能为什么也增加?动能减小，势能增？

低轨变高轨时是不是要点火加速啊。