值得铭记的历史性时刻，1月3日10时26分， 嫦娥四号探测器成功着陆月球背面的预选着陆区，并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图。
嫦娥四号成功着陆月背成为海内外媒体关注的焦点。这是人类史上的首次，更是一项“令人印象深刻的成就”！ 此次任务实现了人类探测器首次月背软着陆、首次月背与地球的中继通信，开启了人类月球探测新篇章。这也是2013年“嫦娥三号”成功着陆月球正面之后，中国探测器再度造访月球，中国也因此成为世界上第一个在月球正面与背面均成功完成探测器软着陆的国家。
中 国 航 天 科 技 集 团 五院嫦娥四号探测器系统总 设 计 师 孙泽洲说，嫦娥四号任务实际上是“两器一星”，包括了着陆器、巡视器和“鹊桥”中继星，其中先期发射的中继星就是为了实现对地、对月的中继通信，而巡视器更多地被人们称为“月球车”。着陆器与巡视车两器分离，并正式命名玉兔二号！玉兔号在2013年由嫦娥三号带上月球，这也是我国首次登上月球的探测器，玉兔号作为我国首个着陆外星球的探测器，许多的准备不是特别完善，但是玉兔号还是超额两年的时间完成任务，才全面停止了工作。在玉兔号月球车的第二次月夜休眠前，因为月球环境的复杂，所以月球车的机构控制出现了问题，这也是玉兔二号所需要解决的问题。
玉兔二号的命名是由征集的4万多个名字中，选出的10个名字进行全民投票选取的，在玉兔二号成功跟随嫦娥四号登上月球之后才最终选定并发布。玉兔号在命名当天就踏上了月球背面的土地，在月球背面留下了人类的首个“脚印”，并由嫦娥四号着陆器拍摄下这一画面，经由鹊桥中继卫星发回地面控制中心，嫦娥四号搭载的其他载荷也将陆续被唤醒开始工作。
但愿人长久，千里共婵娟。这是我们每个人自小就被熏陶的美好愿望。嫦娥月球探测器，配上玉兔二号的巡视车，算是我们心中的一个祈愿，嫦娥奔月，玉兔伴随是一种属于中国的文化传承。嫦娥四号以及搭载的玉兔二号进行了上千次的实验，在模拟月球昼夜温差高达300摄氏度的情况下，电缆能够正常工作，不会再次出现机构控制问题。
玉兔号巡视车实际上是当前科技领域最尖端的技术，其价值远远超过航母的出海。因为在月球背面由于不断地遭受陨石撞击，月球背面的地形非常复杂，嫦娥四号所降落的艾特肯盆地是月球背面的一个巨大陨石坑。玉兔二号所设计的六个车轮都有驱动能力，遇到各种问题都能够安全的在月表松软的土地上轻松行驶，甚至四个角轮还能实现原地转向，这是真正的无人驾驶和自动驾驶。因为我们目前没有更多的月背的资料，如何远程操控和指挥玉兔二号都是历史性难题。
嫦娥四号的月背着陆是前所未有的高难度、高风险。由于月球自转周期的缘故，永远只是同一面对着地球。飞临月球背面的人类探测器因此无法直接与地球通信，要想成功降落月背，几乎是不可能的任务。此前已有环绕探测器飞越月球背面，但实地探测仍是空白。面对重重困难，中国的探月人大胆创新、努力攻关，最终将卫星中继的设想化为现实，在地球和嫦娥四号之间架设“鹊桥”，解决了通信联系和数据传输的难题。同时， 从嫦娥四号发射进入地月轨道，到抵达月球背面附近“刹车”，再到月面软着陆，每个环节的顺利实现，都体现出科技实力 。
嫦娥四号实现了“七大创新”关键技术：
1、实现世界首次月球背面软着陆与巡视探测，突破月球背面复杂地形地貌识别、高精度自主着陆控制与自主避障等技术；
2、突破高增益可展开天线、地月拉格朗日L2点中继轨道设计等关键技术；
3、突破强背景噪声环境下空间低频电场信号提取、空间低频电磁波高灵敏度接收等技术；
4、突破运载火箭多窗口、窄宽度轨道设计，组合导航滤波优化，氢氧动力系统加注后推迟24小时发射等关键技术；
5、突破星载激光角反射器研制，国际首次开展超地月距离的反射式激光测距试验；
6、突破宽温变与高真空条件下的月表微型生态圈构造技术；
7、首次开展国际载荷搭载和联合探测，完成月球中子及辐射剂量、中性原子分布等科学探测。
接下来，我们继续聊聊另外一项堪称伟大的系统：中国北斗卫星导航定位系统，简称北斗导航！也是在前几天，正式向世界宣布，北斗卫星导航定位系统，正式具备全球定位能力，可在全球范围，全天候、全天时，为各类用户提供高精度，高可靠的定位，导航授时服务。
中国建设北斗卫星导航定位系统，可以说是有切肤之痛，上世纪90年代，中国在卫星导航定位系统依赖GPS，导航定位授时都需要GPS，但是我们只能接受到数据粗糙的民码GPS信号，无法接收到高精度GPS军码信号，尤其是GPS信号，还存在被阻断的风险，为了摆脱对GPS的依赖，提高在导航、定位和授时领域自主能力，中国决定正式启动北斗卫星导航定位系统。这就是北斗系统的背景。
北斗诞生之前，我国曾在卫星导航领域苦苦摸索，早在20世纪60年代末就推出过“灯塔计划”，最终因技术方向转型、财力有限等原因而终止，却如同黑夜中的一盏明灯，为后来上马的北斗工程积累下宝贵的经验。
中国导航卫星究竟走什么样的道路？1983年，以陈芳允院士为代表的专家学者提出了利用2颗地球同步轨道卫星来测定地面和空中目标的设想，通过大量理论和技术上的研究工作，双星定位系统的概念逐步明晰。
结合当时多方因素，“先区域、后全球”的思路被确定下来，“三步走”的北斗之路由此铺开。
作为“第一步”，北斗一号要“花小钱，办大事”，验证系统设计思想的正确性。1993年初，航天五院提出卫星总体方案，初步确定了卫星技术状态和总体技术指标。1994年，北斗一号系统工程立项，组建卫星团队全面展开研制工作。经过艰苦卓绝的关键技术攻关和重大故障的成功排除抢修，终于在2003年建成北斗一号系统，使我国成为继美、俄之后第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
2004年，北斗二号正式立项研制，并于2006年成为国家16个重大科技专项之一。2012年12月27日，北斗系统面向亚太区域提供服务，成为国际卫星导航系统四大服务商之一。
站在前两代星座的肩膀上，北斗的“第三步”迈得自信而坚定。立项于2009年12月的北斗三号开始尝试冲刺和领跑，并于2018年完成10箭19星发射，创下世界卫星导航系统建设的新纪录，在太空中再次刷新了“中国速度”。
北斗一号原创性地提出双星定位的卫星实现方法，打破了国外技术垄断，建立起国际上首个基于双星定位原理的区域有源卫星定位系统——北斗导航卫星试验系统。
北斗二号突破了区域混合导航星座构建、高精度时空基准建立的关键技术，实现星载原子钟国产化，在国际上首次实现混合星座区域卫星导航系统。区域系统建成后，各项技术指标均与GPS等国际先进水平相当。
根据国际电联的规则，频率资源是有时限的，过期作废。时间不等人！在争分夺秒完成前期所有研制任务后，为节省时间，所有参试人员进驻发射场后大干了3天体力活，搬设备、扛机柜、布电缆，接下来又是200小时不间断地加电测试，经受住了次次险情和种种考验。2007年4月16日，在成功发射的两天后，北京从飞行试验星获得清晰信号，此时距离空间频率失效仅剩下不到4个小时——正是这次壮举，有效地保护了我国卫星导航系统的频率资源，拉开了北斗区域导航系统建设的序幕。
在北斗三号全球组网建设中，率先提出国际上首个高中轨道星间链路混合型新体制，形成了具有自 主 知 识 产 权的星间链路网络协议、自主定轨、时间同步等系统方案；研发出国内首个适于直接入轨一箭多星发射的“全桁架式卫星平台”，实现了卫星自主监测和自主健康管理；成功应用星载大功率微波开关、行波管放大器等关键国产化元器件和部组件，打破核心器部件长期依赖进口、受制于人的局面，为全球快速组网建设铺平道路。截止到2018年底第43颗导航卫星发射，北斗卫星导航定位系统，正式具备全球导航定位能力。
北斗卫星导航定位系统建成之后，可以为全球范围内用户提供导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒，依赖北斗系统，用户可以随时随地知道自己的准确位置，北斗卫星导航定位系统投入运行之后，我军体系对抗和练习作战能力发生一个飞跃。
北斗卫星导航系统新闻发言人、中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其12月27日表示：“北斗三号基本系统建成，于27日开始提供全球服务，标志着北斗系统正式进入全球时代，从区域系统扩展到全球导航系统。”
“From now on， no matter where you go， BDS will always be with you，” he said。
“从今天起，无论你走到哪里，北斗将始终伴你左右。”
2018年是中国北斗发展史上极不平凡的一年，一年内完成10箭19星发射，创下世界卫星导航系统建设和中国同一型号航天发射的新纪录。
2018年12月早些时候，中国发射探测器嫦娥四号，造访人类文明从未涉足的月球背面。中国还在开发民用客机，最终可能与空客和波音的机型形成竞争。与此同时，中国多家私营太空企业竞相开展卫星发射业务，以低成本将卫星送入轨道，满足对商业太空服务的需求。
最后我们谈谈卫星物联网的话题。
如果说探月工程和北斗系统是战 略 工 程，接下来的卫星物联网将是对我们未来的业务带来想不到的发展空间。笔者认为真正的6G应该就是卫星物联网组成的时空物联网系统。而并非现在提出来的更加所谓6G体系，因为下一步在5G的基础上应该说初步实现了人联网与物联网的基本区分，未来的业务方向更多将会转向物联网，那么对于“物”的联网就将是人类面临的挑战。我们生存的空间包括城市和乡村周边仅仅是地球的十分之一不到。现有的无线网络是远远无法满足要求的。
铱星失败，精神永存
说到通过公司建立一个卫星通讯网络，我们第一个想到的就是摩托罗拉在80年代提出并执行的“铱星计划”。当年如日中天的摩托罗拉希望通过77颗卫星，让信号覆盖地球每一个角落，只要肉眼可见的地方，你都可以通过星群向世界各地传递信息，并且信息的渠道是双向的！
由于金属元素铱有 77 个电子，这项计划就被命名为铱星计划，这个名称可以说是来自于极客的极致浪漫。（后来出于技术方面的考量，卫星总数降低到66个）计划总投资高达60亿美元，由于运营成本太高，不得不将卫星电话卖到3000美元，通话资费高达7美元/分钟……
后来，由于手机通讯技术发展迅猛，和新一代的蜂窝网络普及，全球大多数地区已经能够获取成本低廉的通信服务。由于铱星计划只可以使用20hz这一个频段进行信息传输，可承载的通讯量非常有限，普通民众难以负担。最终，铱星计划最终以2亿美元的价格被收购。
孙正义联合盖茨10亿美元投资新卫星项目 ，拟发射500颗卫星直播地球！
2018年4月，美国财经网站CNBC报道，卫星影像公司EarthNow发起了一项通过卫星实时录制地球影像的项目。该公司刚刚从一些科技公司的顶级投资者那里获得了大量资金，其中包括软银、空中客车以及微软联合创始人比尔·盖茨（Bill Gates）。
EarthNow表示，它计划发射约500颗卫星，对几乎整个地球表面进行“实时的、未经修改的”的直播拍摄。人们可通过智能手机和平板电脑访问这些视频，而且应用开发者也能使用这些视频。从目前的系统来看，这是一个“巨大的飞跃”。目前的系统只能以较慢的速度传输视频片段。EarthNow计划最初向政 府和企业提供“商业视频和智能视觉服务”。该公司列出了其地球监测星座的一些使用案例，例如“观察台风和台风随着它们的变化，检测森林火灾的的发生，观察火山瞬间爆发，协助媒体在讲述来自世界各地的故事，帮助“智慧城市”变得更加高效，提供有关作物健康的按需数据，并观察世界各地的冲突地带。“EarthNow这家公司成立于2017年，其前身是以拥有庞大专利组合而闻名的Intellectual Ventures公司。EarthNow还计划为普通公众创建一个“实时地球视频”，该视频可通过智能手机和平板电脑访问 - 类似Google Earth，但具有实时图像。
据说，这个项目比尔盖茨与软银董事长孙正义谈好将投资十亿美元，在太空中安装一个'星座'照相机，全天候监测整个地球表面。未来将有500颗覆盖地球上的视频监控型卫星，这既让人兴奋又会很恐惧吧。
从2016年投资OneWeb开始，卫星已成为软银旗下愿景基金的基石。OneWeb也是EarthNow的投资者之一。去年，OneWeb的首席执行官格里格·维勒（Greg Wyler）表示，软银首席执行官孙正义在这个行业中有着广泛的人脉关系。孙正义投资的OneWeb“星座互联网”计划，获官方批准，预计2019年逐步取代光纤。
OneWeb 计划总共发射720颗近地轨道卫星，它们的运行高度大约为1200公里。据OneWeb公司介绍，该公司计划在2018年初发射最初10颗卫星，待测试完成之后，将在2019年之后全面启动该项目，考虑会率先在阿拉斯加提供服务。到2022年，预计所有的学校都将会受益于卫星互联网而接入网络，到 2027 年将会彻底解决全球的宽带上网问题。
实际上，在OneWeb公司试图通过卫星解决全球联网问题之前，卫星互联网的概念已经出现了很久。但由于当时技术的限制，造成整个宽带网络速度较慢，甚至都无法做到支持在线视频播放。不仅如此，相应的收费也是十分高昂，每位用户的日均花费可以达到200美元，这就使得它不仅无法得到大范围的普及，甚至连整个项目的运营都面临着严重亏损的状况。前面我们讲过当年名噪一时的“铱星计划”最后就是这样夭折了。
但OneWeb的做法略有不同，它们并没有选择36000公里高的地球同步静止轨道，而是替代以“卫星群+近地轨道”的解决方案，这样做的好处是大大减少了卫星与地表的距离，使得数据的传输可以更快。OneWeb公司的创始人兼CEO Greg Wyler也表示，“这是一个重要的里程碑。”他于2012年成立了OneWeb公司，在2015年5月份和2016年12月份获得来自孙正义掌管的软银集团的两轮投资，融资额分别为5亿美元和8.5亿美元。
而著名维珍集团的创始人理查德·布兰森（Richard Branson）也是其董事会的一员，后者除了对OneWeb有投资行为之外，还将会为OneWeb提供卫星发射服务。与此同时，OneWeb也不是唯一要寻求建立近地轨道卫星宽带网络的公司。包括波音、ViaSat、Telesat和SpaceX也都在规划类似的“太空互联网”卫星计划。而这些方案的卫星数量从最少的两颗卫星到最多的高达4000颗卫星，形式多种多样。
其中，最为知名、也最为大胆的卫星计划当属马斯克旗下的SpaceX，他们打算总共发射4425颗通信卫星来覆盖全球，这一数字已经超过了人类到现在所发射的所有的卫星的总和。
对于为什么投资OneWeb和其计划的功能和愿景，孙正义就给出过这么一段描述：
我们以前向人们提供连接，是通过信号塔和设备，人们在地上彼此连接。这个公司很有意思，从空中、从太空中提供连接。
在过去，卫星离地很远，36000千米，所以有延迟，连接就变慢。我们要提供1200千米的卫星，离我们近30倍，距离更近了，延迟更低了。我们要在今后几年发射800枚卫星，最终达到2000枚。
这些卫星起到空中基站的作用。传统地上的基站传输信号，信号水平走，会撞上树、建筑、屋顶很多次，速度和性能越来越差。你可以想象，新卫星信号就像直接从空中下来的光纤，连接到我们的用户。它的传输速度可以达到上行50Mbps、下行200Mbps。更近延迟更低，这就是我们提供的。
乡村、屋顶上的设备，还有移动的汽车，所有的东西都要连起来。今天边远地区的汽车因为信号问题连不起来，明天的汽车都要连起来，街上的不在街上的都可以。
现在国内很多专家观点认为，即使卫星互联网已有承受数十GBps带宽的能力，但短期内依然无法取代动辄联通数十亿人口的地面网络抗衡。但是，卫星互联网的低成本实现，将对国内的电信基础设施建设产生巨大影响。
业内人士预判，低轨卫星提供了一种可行的补充方案。一些偏远地区的基站、光纤架设，甚至飞机Wi-Fi的建设，可以低轨卫星建设成本作为参照，一旦卫星互联网具有更高性价比，将无需建设和利用地基网络。更关键的是，卫星互联网还能跟上更高网速、更高容量的5G建设步伐。也就是说，一旦天网比地网更具性价比，某些农村和偏远山区可以直接跑步进入5G时代。
盘点国内卫星物联网企业项目
有统计显示，2017年全球约120家风投机构，为商业航天企业投资了近40亿美元，在资本的推动之下，在国内外也涌现了一批代表性的低轨卫星项目，我们略微盘点下代表性的几家：
1、备受关注的就是中国航天科技集团的鸿雁星座计划。中国鸿雁星座由300颗低轨道小卫星及全球数据业务处理中心组成，具有全天候、全时段及在复杂地形条件下的实时双向通信能力，可为用户提供全球实时数据通信和综合信息服务。
2、中国航天科工集团的虹云工程计划，中国虹云工程计划发射156颗小卫星，在距离地面1000公里的轨道上组网运行，构建一个星载天基宽带全球移动互联网络，以满足中国及国际互联网欠发达地区、规模化用户单元同时共享宽带接入互联网的需求。虹云工程预计在2022年完成部署，并在2018年发射首颗卫星。
3、九天微星成立于2015年6月，主要研发小卫星总体设计、关键载荷研发和组网等技术，主做微小卫星创新应用与星座组网运营，按照计划，2018下半年九天微星将发射“一箭七星”的“瓢虫系列”，未来近百颗物联网卫星将发射升空。
4、天启物联网星座由北京国电高科科技有限公司部署和运营，该公司在2018年10月底发射首颗卫星，计划到2021年前部署完成有38颗低轨卫星组成的覆盖的全球的物联网数据通信星座，天启物联网星座除能有效解决地面网络覆盖盲区的物联网应用，广泛应用于地质灾害、水利、环保、气象、交通运输、海事和航空等行业部门的监测通信需求，服务国家 军 民 融 合 战略，还能有效解决制约智能集装箱产业发展的关键通信问题，从而极大加速这个百亿级市场的产业化进程。
当然，作为天启星座的运营方国电高科也是我们联盟的重点企业，这个项目获得了2017年全球物联网大赛冠军，也算是实至名归！
总之，为什么需要卫星网络？概括起来我们发现，目前地面布设基站及连接基站的通信网却受到诸多的限制：
1)占地球表面大部分面积的海洋、沙漠等区域无法建立基站;
2) 用户稀少或人员难以到达的边远地区建立基站的成本将会很高;
3) 发生自然灾害时(如洪涝、地震、海啸等)地面网络容易被损坏。因此，地面物联网的覆盖范围是有限的。
如果将基站搬到“天上”，即建立卫星物联网，使之成为地面物联网的补充和延伸，则能够有效克服地面物联网的前述不足，并具有下列优势：
1）覆盖地域广，可实现全球覆盖，传感器的布设几乎不受空间限制;
2）几乎不受天气、地理条件影响，可全天时全天候工作;
3）系统抗毁性强，自 然 灾 害、突发事件等紧急情况下依旧能够正常工作;
4）易于向大范围运动目标(飞机、舰船等)提供无间断的网络连接等。
在卫星轨道的选择上，相比于采用对地静止轨道(GEO)卫星，采用低轨道(LEO)卫星实现物联网，将能够降低传播时延，提高消息的时效性;减小传输损耗，有助于终端的小型化;通过多颗低轨卫星构成星座实现全球无缝覆盖(含两极)，提高物联网的覆盖范围;实现见天通，解决特定地形内(如到 GEO 卫星视线受限的城市、峡谷、山区、丛林等区域)通信效果不佳问题;缓解 GEO 卫星轨道位置和频率协调难度大的问题。因此，近年来低轨卫星物联网得到了研究者的广泛关注。
卫星物联网是一个全新的产业方向，需要有坚定而执着的追求，懂得借助别人的智慧，懂得等待和抓住历史的机遇，这其中不但需要智慧，也需要从实践中得来的经验，但唯独不需要空谈。
——————文章完——————
作者：中关村物联网产业联盟秘书长 王正伟（物哥 ） 本文系作者原创 转载请注明作者与出处信息