从经济角度看，通过空地协同，构建功能完备的智能化体系，为各个领域提供高效、安全、可靠的信息传输和协同工作能力，可以满足军事、民用、商业等多领域需求，创造巨大的经济价值。从社会角度看，通过信息资源的综合利用和共享，尤其在地面通信难以有效应对的领域，为政府决策、社会服务、科学研究等方面提供全面支持，提高公共服务水平和质量，促进社会可持续发展。
总之，空天地一体化作为 6G 网络的重要组成部分，是未来通信技术的发展方向，具有广泛的应用前景和卓越价值。
一、国内外发展现状
空天地一体化作为 6G 核心组成已列入多国创新战略，成为全球抢占的战略制高点，国内外加速卫星互联网部署，以推动空天地一体化进程。截至 2021年，全球至少有 20 家公司对外公布了覆盖全球低轨星座计划。最典型的如SpaceX 公司的 Starlink 计划。卫星互联网领域，低轨卫星及其采用的Ku及Ka通信频段，因其成本、增益效果等因素，成为战略稀缺性资源。欧美凭借强大的卫星制造和发射能力，抢得先机。预计到 2029 年，近地轨道空间以及Ku及Ka通信频段资源将所剩无几。
近年来，我国已建立了较为完整的卫星制造和发射体系，但在卫星互联网建设方面，与欧美较有差距，主要体现在网络覆盖范围有限，空间基础设施建设成本偏高，产业市场化程度不高几个方面。鉴于卫星互联网发展的紧迫性要求，我国自 2017 年相继启动多个近地轨道卫星星座计划。2020 年，卫星互联网首次纳入新基建范畴，上升为国家战略性工程。2021年 4 月底，中国卫星网络集团有限公司成立，以“国家队”身份进行统筹规划及运营，加速我国卫星互联网产业链上下游协同发展。目前已完成两个低轨卫星星座的申报，并将于 2027 年完成共计 12992 颗卫星的发射和信号验证工作。
二、空天地一体化关键技术发展情况
空天地一体化是一种创新的计算架构，涉及航天、通信、计算机、电子等多领域技术。当前发展重心聚焦在多网融合、组网优化、高效运控、超大容量等方面。典型技术包括切换接入技术、星上转发器技术、星间链路技术、与地面融合技术等。
1.切换接入技术。切换接入技术是实现在空网与地网、不同卫星系统、不同频率之间平滑切换的关键技术，用以确保高动态下的服务连续性。当前，欧美国家在卫星与地面基站切换等方面已有一定进展，而国内还处于起步阶段。中国卫通集团与电信运营商已合作开展卫星和 5G 之间切换技术的研发工作。
该领域面临的主要挑战包括：切换延迟大、切换策略优化、兼容性与标准不统一等。
2.星上转发器技术。星上转发器是设置在卫星上的信息中继负载，其工作模式主要有以下两种：a). 透明转发工作模式，转发器仅当作信号中继，不进行业务数据处理。优点是技术简单，成本低；缺点是不支持星间协作，智能化程度低。b).“再生式”星上转发工作模式，又称作基站上星，此模式下转发器具备数据星上处理能力，实现更智能的路由转发与业务调度。国内外新兴巨型星座大多采用此种工作模式。
当前，该领域面临的主要挑战包括：小型化设计、精确星间指向等。
3. 星间链路技术。星间链路技术是指星间的信息中继和组网技术。当前激光通信因其高吞吐、高带宽、强抗干扰、高安全性等优点，正成为星间链路的主要传输方式。
该领域发展面临的主要挑战包括：高动态下对星捕获与跟踪、大容量信息传输以及星间网络的智能化协同管理等。
4. 与地面融合技术。地空深度融合包括地空站资源的开放共享、地基云计算与天基平台的结合、地面大数据与天基监测的协同应用等。SpaceX 已在全球部署了数百个地空站负责卫星网络与地面网络的对接。中国航天科技集团联合多家单位共同研发的“天地一体化卫星应用云平台”，整合了遥感、通信、导航等多种空间信息资源，面向用户提供空间数据服务。这些都是融合技术的典型案例。
该领域发展面临的主要挑战包括：管理体制的制约、统一标准的缺失，以及天地协同机制建立等。
三、国内产业链布局及典型企业
1. 上游：包括空间基础设施与载荷研制、地面设备制造与集成、通讯网络建设与运营，以及算力与存储设备制造与集成。
a.空间基础设施与载荷研制：包括卫星平台的设计制造，载荷设备的研发生产，以及火箭的设计发射。典型企业有：航天科技、航天科工等。
b.地面设备制造与集成：包括地面站的设计制造，以及终端设备的研制与系统集成。典型企业有：中国卫通、海格通信等。
c.通讯网络建设与运营：包括地面网络和卫星通信网络的建设与运营。典型企业有：三大运营商、中国广电等。
d.算力与存储设备制造与服务：包括算力与存储设备研制、云计算平台等。典型企业有：浪潮、中科曙光等。
2.中游：包括卫星通信系统建设与运营，以及空间数据传输与处理。
a.卫星通信系统建设与运营：包括卫星星座的设计和发射计划制定，以及通信系统的建设与运营。典型企业有：中国卫通、中电科等。
b.空间数据传输与处理：构建时空大数据，提供数据服务和应用落地。典型企业有：中国资源卫星应用中心、中国空间等。
3. 下游：主要包括空间信息服务和产品化应用。
a.卫星导航：用于交通运输领域的精准导航、无人驾驶等场景。空天地一体化下，可以大幅提升定位精度与覆盖范围，同时导航与通信的有机组合，增强了导航体验。典型企业有：北斗导航、百度地图等。
b.卫星通信：用于陆海空立体综合通信保障、应急救援、通信广播等场景。空天地一体化下，将实现空地资源统一调度，支持移动性和业务多样性。典型企业有：中国卫通、航天云网等。
c.遥感监测：用于城市规划、环境监测、精准农业等场景。空天地一体化网络将显著提升监测精度、密度、覆盖范围，大幅拓展应用场景和经济效益。典型企业有：北斗云网、绿城智谷等。
面向万物互联的大时代，天地资源的深度融合与协同应用是实现泛在智能连接的关键所在。空天地一体化网络充分利用天基高清视野与地面高密接入的优势，构建起实时、动态、按需分配的新型通信体系，是实现海量异构终端可靠链接的基石。空天地一体化市场已经成为一个充满创新与机遇的领域，未来必将释放巨大的经济和社会效益。
