航天仿真平台行业投资价值分析及发展前景预测

航天仿真平台行业投资价值分析及发展前景预测

航天产业行业概况航天产业是以航天技术为主导、多种学科专业集成的综合产业，应用领域广泛，包括通信、导航、遥感等，产业链包括航天器制造、航天器发射、航天器服务、管理和应用等。航天产业上游为航天器制造，中游包括发射服务和卫星运营，下游为各种终端应用领域；航天测控管理涉及航天产业中游的发射业务及卫星运营，航天工业设计涉及航天产业上中下游。航天产业是国家综合竞争力的集中体现，在国家经济社会发展中发挥着重要作用，具备显著的经济特征和技术特征。航天产业的经济特征明显，主要包括：①用途广泛。航天产业在特种领域、民用及商用领域应用场景丰富。特种领域航天以提升在太空方向的国防能力为目的，通常由特种领域用户制定目标、由政府主导投资建设，并由特种领域用户或相关政府部门运营；民用航天以社会效益为目的，由政府、企事业单位、科研院所等负责开展，主要包括对地观测、空间探索及载人航天等；商业航天以盈利为目的，由民营企业主导，以航天产品开发、系统运营、应用服务为核心。②产业带动效应显著。航天技术对衍生产业的拉动作用明显，带动了电子、材料、制造、化工、冶金、纺织多个行业的发展，整体效益十分明显。③投资额度高、开发风险大。航天产业的发展需要高投入，据Euroconsult（欧洲咨询）的报告，2021年世界各国在太空部门上总共花费920亿美元。同时航天活动涉及多学科、多部门统筹协调，未知因素多、探索性强，具有较高风险。然而，航天及其应用所产生的效益更大，投入产出比较高。航天产业的技术特性主要包括：①航天工程的高风险性。航天器需要在远离陆地的外太空、缺乏人类现场支持、真空及超低温等恶劣环境下以自主运行模式完成任务，航天器全生命周期内的运营风险较高；②航天工程的复杂性。航天工程系跨学科集成，跨行业协作，系统庞大，参与人员众多，技术和管理复杂性高；③航天工程的先进性。航天工程系统和产品研制需要集最新科技成果之大成，即需要综合运用相关专业领域最前沿的研究成果，使得航天工程成为技术先进性最为突出的复杂工程系统。中国商业航天市场规模在政策和资本等多方加持下，2015-2021年中国商业航天产业保持着22．3%的年均复合增长率。iiMediaResearch（艾媒咨询）数据显示，2020年中国商业航天市场规模已经突破1万亿元；预计未来3年，产业将继续以超20%的增长率进行扩张，预计2022年将突破1．5万亿元，2024年有望达到2．3万亿元。航天行业竞争格局随着航天事业快速发展，航天测控管理与航天工业设计将更加激烈，率先研判未来发展趋势并提前迭代技术适应改变有助于企业脱颖而出，行业竞争逐渐向智能化、多任务化方向转变，并与太空数据深度融合。（一）航天测控管理服务与太空数据深度融合传统航天卫星功能单一、轨道卫星数量少，因此测控任务可以重点依靠投入资源和增加人力模式完成需求，但是随着各类卫星星座等项目的持续推进，以及航天器的商业应用日趋普及，以平台载荷为核心的航天测控管理服务模式，正通过与各类太空数据深度融合的方式，进一步提升测控管理水平。（二）航天工业设计愈加复杂、需求增多随着我国及全球航天事业的发展，航天器在轨数量将愈来愈多、规模愈来愈大，应用与功能模式愈加复杂，如通信、导航和遥感卫星融合系统相互增强，突破单一种类卫星性能，其仿真、测控指令与难度将大幅增加。在传统单卫星仿真与测控任务之外，多星同时仿真、测控支持、星座在轨运行管控等需求对地面网络提出极高的要求，极大增加了航天工业设计与测控系统的操作复杂性和负担。（三）商业航天领域向虚拟现实与人工智能方向迈进人工智能领域的战略布局是近些年来各国发展热点，是提升国家竞争力的重要手段。我国虽起步较晚，但在政府与社会各界的支持下，取得迅速发展。我国在语音及图像识别、中文信息处理、机器翻译等方面已处于世界领先地位。未来随着航天卫星等数量以及功能的快速扩张，未来架构将会是多星、多中心、多站架构，整个智能化测控系统中、虚拟现实仿真系统将实现星上各种数据的直接处理及卫星的精准仿真与自主管控。航天工业设计行业概况航天工业是研制与生产空间飞行器、航天运载器及其所载设备、地面保障设备等航天器、配套设施的工业，位于航天产业的上游。航天工业是航天强国的战略支柱，全面自主的航天科技、产品和产业能力已成为世界强国的重要标志。在航天工业领域取得竞争优势，是取得综合国力国际竞争的有力支柱和重要前提，是我国实现中华民族伟大复兴的重要保障。航天工业设计基于物理效应模型，采用按照飞行器运行学、空气动力学及轨道动力学等有关原理建立的数学模型进行模拟试验与分析，为各类航天器的设计、发射、运营、回收等航天任务全生命周期提供解决方案。航天工业设计涵盖航天工程体系设计、航天器系统设计等领域。航天工程体系设计主要用于设计、分析、验证并优化航天工程体系综合效能，在多平台模拟、攻防对抗、武器系统定性等方向应用广泛，其主要技术挑战在于模型的准确度和精细度、模拟的战场和空间环境的真实性。航天器系统设计包括验证系统设计准确性的系统级仿真、用于验证系统间匹配行为的多系统多自由度的联合模拟，以及对全系统综合性能效能进行验证与评估的全系统多物理场仿真。通过航天工业设计，能够提前筹划空间飞行器、航天运载器等的载荷需求、功能布局、技术指标，提升其制效率、压缩研发周期、优化生产过程，能够有效降低空间飞行器、航天运载器等的研发与生产成本、促进航天工业的高质量发展。在世界各国加快航天工业发展，经济、高效提升投入产出效益成为我国继续保持竞争优势、实现全面领先的关键领域的背景下，航天工业设计对于提升航天工业综合实力越发关键。航天工业设计的主要客户为特种领域客户和航天航空类研究院（所）等，其中特种领域航天工业设计直接关系到我国全面建设航天强国、掌握航天主动权、保证国家安全，具有重大战略意义。二十世纪80年代和90年代，美国NASA和DARPA最早将虚拟现实技术应用研制大型座舱飞行模拟器系统，对飞行人员进行飞行战斗训练。我国在航天工业设计领域发展起步比欧美等发达国家晚，相关研究始于上世纪90年代初。在发展初期，我国高水平的航天工业设计技术开发人员、产品研制人员、复杂系统设计集成人员等较为稀缺。进入21世纪，我国开始对分布交互式仿真、虚拟现实等先进建模、仿真、模拟等精细化设计技术及其应用开展研究，开发了较大规模的复杂系统模拟、仿真，并由单个武器平台的性能仿真发展为多武器平台在作战环境下的对抗仿真。航天测控管理行业趋势（一）航天测控管理是掌控未来航天发展的关键太空轨道资源有限，在地球同步轨道带能够部署的同步卫星轨道位置不足一万个。由于国际社会对太空轨道分配采取先到先得的原则，各航天大国都加快了抢占太空轨道资源的步伐、资源争夺激烈。为掌握太空资源开发主动权、提升太空竞争实力，各航天大国纷纷加大了太空开发力度，航天器发射数量和频率快速增长、在轨运行任务越发复杂和繁重。通过充分发挥航天测控管理效能、提升太空开发经济效益和航天器在轨运营效率，越发成为掌控未来航天发展的关键。（二）航天测控管理行业联合发展，形成庞大成熟的管理网络航天测控管理涵盖轨道动力学、姿态动力学、新一代信息技术等多学科，并与航天任务全生命周期规划、调度等技术高度融合，专业性强，对于数据、平台及各类基础设施要求较高。在商业航天全力发展之前，我国航天测控管理主要集中在特种领域及民用卫星的运维管控，主要由西安卫星测控中心负责执行，民营企业在该行业的技术积累相对有限。同时，依靠少数站网难以实现高时效管理，在市场上不具备竞争力。为实现包括超千颗卫星在内的各类航天器高效管理，除统一的测控中心之外，必须要有足够多的地面站网等相关资源配套。通过形成规模化管理网络，才能确保提供充分资源、能力储备，以提升整体服务能力、服务效率。因此，为满足业务发展要求，多家优势企业联合开发、互相借鉴，进而快速完成技术积累、形成较为成熟的管理网络预计将成为行业发展的趋势。商业航天产业发展社会驱动：民生需求商业航天不仅带来了经济效益，还产生了巨大的社会效益，解决着国家战略、民生需求等领域对通信、出行、生产、生活的多重需求。艾媒咨询分析师认为，环境、海洋、气象等生产端，以及网约车、快递、外卖等生活端，都极大地释放了商业航天的市场潜力，商业航天技术在提高社会运转效率的同时，还优化着人民的生活体验感。中国航天产业发展现状分析近年来，国家陆续发布政策，支持产业发展。大力推进以卫星导航、卫星通信、卫星遥感为核心的卫星应用业相关建设，促进卫星制造、卫星发射、卫星应用等产业规范化发展。2021年，十四五规划指出打造全球覆盖、高效运行的通信、导航、遥感空间基础设施体系，建设商业航天发射场，进一步促进商业航天的发展。卫星导航和位置服务系统作为信息时代的基础设施，随着北斗系统的逐渐完善，一个千亿级市场正待爆发。导航天线的常用形式有交叉偶极子天线、微带贴片天线、四臂螺旋天线、缝隙天线等，各个类型的天线都有其独特的优点也有相应的局限性，根据其不同的结构特点和电特性，其应用范围也相应改变;微带贴片天线由于其结构简单，重量轻便，剖面较低等特点，在通信、遥感、雷达系统中都得到很广泛的运用，自从微带天线被提出以来，一直是学术界研究的热点。回望十三五，在外部风险与挑战增加、经济全球化遭遇逆流、新冠肺炎疫情冲击的大背景下，中国经济依旧稳健前行。从2016年到2019年，年均经济增长