智能卫星来袭！人工智能与天基AI将如何改变卫星产业？

admin 商品展示 2026-07-15 27

视觉中国

2019年美国卫星大会展会不久前举办时, 传统卫星制造商洛克希德·马丁公司发言, 让人真切意识到卫星的新时代来了, 因为可编程的“智能卫星”出现, 能让卫星在轨改变任务与功能, 这会改变原先产业链, 还会使诸多相关产业因卫星功能提升而消失。

有媒体这般评论所发生的那些改变, “以往唯有从新航天公司那儿才能够听闻的词句, 像人工智能、软件定义等, 多番出现在传统企业的言语表达当中”。传统势力也满怀欣喜地“接纳”新技术, 人工智能卫星、天基AI真的即将要到来了。

原本, 在卫星上天之前, 定位成遥感卫星的就仅仅专门负责进行遥感工作, 被定位为气象卫星的则单单只是负责气象方面的事宜, 被称作探测卫星的仅仅只负责探测这一工作, 然而, 在未来的智能卫星却能够根据上注即安装的不相一致的软件, 从而拥有“转换思维”这样的能力, 进而去做全然不同于之前的事情。这是近日, 在中国举办的2019软件定义卫星高峰论坛上, 中科院软件所的研究员赵军锁所作出的解释, 也便是前面所提及的“改变任务、功能”。把天基超算平台安装到卫星之上, 不但能够改变卫星原本的用途, 而且还能够做许多意料之外的事情, 当前, 中国已然拥有了正在处于运转状态的试验星。

智能卫星有何特别之处

据报道开运真人app下载苹果版,开运真人app下载，智能卫星拥有“判云读雾”和“无人驾驶”的能力。

事实上, “判云读雾”乃是针对图像质量所开展的判读。据相关介绍表明, 传统卫星并不具备判读的能力, 其拍摄的所有图片都会毫无变动地实施下载, 交由地面测控中心予以筛检, 然后再度合成, 如此一来将会造成大量信道资源的浪费。然而, 装载了人工智能系统的卫星, 会对用得上的图片进行“判读”以及“筛选”后再进行下传, 不但实现了初步筛选, 而且还节约了大量的信道资源。

关于“无人驾驶”这种说法, 在业内是存在争议的, 有业内人士讲, 卫星并非运输工具, 不存在“驾驶”这种说法, 卫星只有运行维护、操作操控的表述。要是想表达无人维护运转或者无人操作控制的概念, 当下大多数低轨卫星在测控不可见弧段本身就是靠自主控制进行无人值守的, 在可见弧段则需要对其开展测控。

实际上, 于天基范畴, 卫星因受太阳、地球等引力所致影响, 其轨道萌生些许漂移, 诸多干扰引发的摄动均需地面给予卫星测控支撑。

虽无人操控很难达成, 然而真正的智能卫星却能够“请求”管控, 2018年11月, 于中国科学院软件所主导发射入轨的“天智一号”上, 注入了自主请求式管控APP, 其能够借助星上实时或者历史全球导航卫星系统定位数据来开展自主定轨, 未来还能够自行实施高精度轨道调整, 卫星具备判断能力, 一旦发觉轨道偏差超出设定门限, 卫星就会自主向地面发出管控请求。2019年1月7日起至3月17日止, 中国科学院软件研究所、西安卫星测控中心、中国科学院微小卫星创新研究院联合起来, 进行了自主请求式管控试验, 最终获得成功, 达成了目标。

相关试验也证实了开云手机入口app下载开云app在线入口,开云真人官方下载，智能卫星的判读数据是能够进一步开展初筛之后的计算任务的, 达成从数据到信息的提取, 像民航机场流量监测、植被监测、突发事件监测等情形。假若要对比一个机场每日起降航班的数量, 卫星能够于天基展开运算, 直接给予数据, 不用把图片传下来再去计算, 数据传输量极有可能削减近乎百倍。

任务可变, 这是更智能卫星具备的能力之一, 天基计算, 同样是其能力体现, 请求管控, 仍是此类卫星的相关能力。但这些并非全部, 赵军锁表示: 我们期望构建的是一个智能能够无限延展的平台。人工智能若要发展起来, 单靠一个单位是难以完成的, 基于此, 软件所期望把底层算法移植到卫星上, 使得地面的软件开发者能够参与到天基智能的形成进程中来。

功耗、算力、卫星数据安全等难题待解

对更高级别的人工智能来讲, 功耗与算力是两大“拦路虎”。卫星的载荷存在限制, 在太空中运行时也难以获取大量运行能源, 所以, 怎样在低功耗情形下发挥出最大的算力是一定要解决的问题。

“天智一号”搭载了云计算平台, 通过自主感知计算负载, 实现智能管理, 调度计算资源, 在轨完成大部分数据处理工作, 省去了大量不必要的数据传输。

当下, 人工智能的模型多数处于地面, 不能在天基开展, 依旧得采集大量数据下传, 经学习后再把模型上传, 反复进行矫正、训练颇具难度。

若要把地面上超级计算机的处理能力搬到天上, 这是难以达成的, 主要原因在于无法攻克载重以及功耗方面的问题。赵军锁表示 , “未来我们期望借助软件的方式 , 针对功耗更低的芯片进行算法上的‘转译’ , 使得当前在GPU（图形处理器）上运行的算法能够直接在低功耗处理器上运行 , 进而将人工智能算法迁移到卫星上。如此一来 , 便能在卫星上开展更多的运算 , 让卫星上的人工智能与地面的差距逐渐缩小。”。

此外, 解决卫星系统安全问题是课题之一。据报道, 美国卫星大会上, 洛克希德·马丁公司对智能卫星安全性表达了担忧。

会存在可被攻击的漏洞之处全在于有代码, 让卫星获取人工智能这件事, 这其中离不开系统, 还离不开应用, 也离不开算法, 更离不开软件, 而这些无一不是借由代码达成的, 毫无疑问, 要是使用开源代码, 一旦没有将其彻底领会、完全摸透, 便极易遭受攻击。

因此确保卫星安全，必须实现底层代码的自主可控。

软件定义卫星联盟所正在打造的SPUTNIX系统, 系为一个定制的系统, 于开源、开放之际, 确保卫星系统安全可靠。

建设人工智能星座，星间通信链路是关键

要构建人工智能星座, 得在单个卫星实现人工智能后才行。系统从单个变为一群时, 星间数据传输就成了要解决的问题, 随之而来的是数据传递怎样最迅速、算力分配怎样最优这些问题。

遥远太空中, 相互距离不接近的卫星所发射的激光, 究竟怎样才可以到达另外一颗卫星的接收装置呢, 是这样吗?

关于星座间的联络, 行云航天公司副总经理杜利介绍, 两颗星之间的距离平均为数千公里且会相对快速移动, “两颗星之间的距离平均为数千公里, 并且会相对快速移动。”这只是第一步, 两颗星之间完成建立联系需瞬间精准，稳定地在严苛的太空环境下保持均一、持续的联系, 不掉线, 这也对星间通信设备提出了更高要求。

杜利介绍说, 建立星间通信链路, 且要保持链路稳定, 这是一项最为关键的技术。两颗卫星一直处于相对高速运动的状况, 要成功建立链路并保持稳定, 就得进行瞄准、捕获以及跟踪。

杜利称, 星间激光通信属于极远距离、极弱信号的探测, 其技术难点基于路途超远、链路处于动态变化、空间环境复杂。因距离遥远, 星间能够运用激光通信技术, 这就需要研发功率大、功耗低、线宽窄、温度稳定性良好的激光器模块, 具备超高灵敏度的光电探测器, 还有高速光电转换器件。

此外, 在星座系统规模方面, 杜利作出提醒, 一般来讲, 要是单星质量处于百十公斤以下, 且是单一功能的卫星, 那么其投入成本并不高, 几十颗、几百颗星座的投资、建设以及运营是能够承受的, 凭借良好的商业模式进行长期运营也能够实现盈利；然而要是单星质量达到了吨级, 甚至是数吨级, 其结构与功能往往会比较复杂, 制造成本非常高, 其星座系统的建设、运营以及管理同样很复杂, 整个系统投入犹如天文数字一般, 通常很难借助商业航天模式来解决, 此类商业航天项目往往获利艰难, 不容易取得成功。