CAIG-国产地空覆盖网络工程(类星链)


一、项目背景

随着我国数字化转型全面推进,国家级战略产业对高可靠、广覆盖的新型网络提出了更高要求。现阶段,传统的地面通信网络在偏远山区、海上航线、高空装备、极端环境等场景下仍存在覆盖缺口,难以满足高并发、低延迟、实时数据传输的需求。

在此背景下,深圳市华计科技有限公司依托华中科技大学产学研基地的科研力量,结合自身在云计算、物联网、大数据与计算机推理科学领域的技术积累,正联合多方力量开发一套 国产化地空覆盖网络工程(China Air-Space Integrated Grid, CAIG)。该工程旨在构建一个跨地面、高空平台与低轨通信节点的融合型网络体系,实现全天候、广域、高效、安全的网络服务能力。

二、华计科技能力优势

作为一家深耕信息技术研发的科技企业,华计科技在关键领域具备核心优势:

  1. 云计算与边缘计算结合
    公司自研的分布式云平台可部署在地面节点、空中平台与载荷之上,实现任务的快速调度与边缘智能推理。

  2. 物联网集成技术
    在传感器网络、节点自组织、环境数据收集等方面积累丰富工程经验,为空地一体化网络提供基础能力。

  3. 大数据与推理引擎
    自主研发的数据分析框架,可对海量链路数据进行实时监测、故障预测及路由优化,为网络调度提供决策依据。

  4. 科创型体系
    公司具备从基础研究到工程落地的整体能力,更适合推进具有长期技术要求与国家战略意义的项目。

三、国产化地空覆盖网络工程总体构想

CAIG 工程借鉴了国外星链(Starlink)的技术理念,但并非其复制品,而是根据我国网络安全、自主可控、资源部署方式、地理国情等综合因素重新设计的国产化方案。

1. 亚洲地理特点下的国产自研网络结构

与星链依靠大规模低轨卫星构成主干网的模式不同,CAIG 采用“空基节点 + 低轨卫星 + 地面融合基站”三位一体结构:

  • 空基节点(高空平台 HAP)
    使用高空伪卫星(HAPS)、长航时无人机、无人飞艇等方式构建“中高空覆盖层”,在大面积区域提供灵活部署的网络能力。

  • 低轨卫星补充(LEO)
    不追求大规模星座,而是采用精简化、自主可控的小规模国产低轨星组,为海上、沙漠等空白区提供连续链路补充。

  • 地面融合基站
    利用现有运营商骨干网,搭配华计科技自研的边缘节点,实现空地网络无缝切换。

这种结构的优势是:
更灵活、更符合我国国情、更便于管控与升级、部署成本远低于星链。

2. 网络总体能力目标

  • 覆盖能力:可实现对城市、乡村、林区、海域、无人区的高比例覆盖

  • 链路延迟:10–40 ms(高空节点),40–90 ms(低轨节点)

  • 接入容量:支撑百万量级终端并发

  • 可靠性:满足军用与关键基础设施等级需求

  • 自主可控:全部采用国产芯片、国产软件协议栈与国产安全加密体系

四、系统特点:像星链,但不是星链

虽然 CAIG 的愿景与星链类似,都是构建大范围高速通信系统,但其核心在于 思路不同、结构不同、目的不同

1. 空基节点为核心,而非大规模卫星星座

星链重点依靠上万颗低轨卫星…
而 CAIG 强调:

  • 以高空平台为主要覆盖层

  • 低轨卫星只是补充

  • 可以根据区域需求机动部署,并不需要大量卫星发射

这样有效降低成本,便于我国在短期内快速部署。

2. 自主可控、安全等级更高

星链采用商业模式,核心由国外企业控制;
而 CAIG 完全使用国产的:

  • 通信协议

  • 加密算法

  • 网络管理系统

  • 芯片与算法栈

  • 路由调度系统

可应用于国家战略级场景,如应急通信、海空安保、数字政府、能源巡检等。

3. 更适合中国地理环境

星链为全球服务设计,而 CAIG 重点解决:

  • 山区覆盖

  • 高铁高速移动

  • 海域通信

  • 城市应急

  • 极端环境自主网络

更契合我国国土结构与工业需求。

4. 更强调与产业链融合

CAIG 不是单一网络,而是:

  • 赋能车联网(V2X)

  • 赋能无人机航线

  • 赋能智慧港口、智慧能源

  • 服务海上船舶、渔船

  • 作为应急灾备网络

这是星链商业主线之外的应用方向。

五、关键技术路径

1. 自主可控的信息链路协议栈

华计科技正在研发:

  • 空地自适应路由协议

  • 智能链路切换(HAP ↔ LEO ↔ Ground)

  • 端到端加密传输模块

  • 低延迟边缘推理链路

为国产网络打下软件基础。

2. 高空信息平台技术

高空伪卫星(HAPS)系统具有:

  • 20km 级平流层长期驻留

  • 太阳能供电

  • 线性成本低

  • 部署灵活

将作为 CAIG 的中高空覆盖主力。

3. 低轨节点技术

通过国产小型化卫星平台实现:

  • 自主星间链路

  • 激光高速通信

  • 地面链路优化

但星座规模远小于星链,更易管理。

4. 边缘智能推理系统

利用华计科技计算机推理科学技术:

  • 路由预测

  • 链路拥塞判断

  • 自主故障恢复

  • 智能资源调度

实现网络自愈和最优路径选择。

六、应用场景

1. 国家级应急通信保障

地震、洪灾等情况下无人区可实现快速覆盖。

2. 海上航运与渔业信息化

在我国南海、东海等海域提供稳定通信。

3. 智能交通与无人驾驶

为高速铁路、无人驾驶车辆提供低延迟网络。

4. 工业互联网与矿区安全

煤矿、油田、山地工厂均可实现稳定覆盖。

5. 军民融合领域

提供安全链路用于指挥、侦察与数据回传。

七、未来发展规划

  1. 2026–2031:技术验证阶段
    完成高空平台通信验证、小规模星组链路测试。

  2. 2031–2040:区域组网与应用落地
    在华南、西南、沿海区域构建示范网络。

  3. 2040 年后:全国级网络覆盖
    建立覆盖全国的地空融合网络体系。

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