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“天智二號”D星升空我國衛(wèi)星“智能化”加速

發(fā)布時間：2023-01-16 14:26:00 文章來源：科技日報

“天智二號”D星升空我國衛(wèi)星“智能化”加速

1月15日11時14分，中國科學(xué)院軟件研究所牽頭研制的“天智二號”D星搭載長征二號丁運(yùn)載火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，成功進(jìn)入預(yù)定軌道。

“與以往的衛(wèi)星不同，‘天智二號’D星不再單設(shè)星務(wù)、姿控、數(shù)管等分系統(tǒng)。”中國科學(xué)院軟件研究所研究員趙軍鎖告訴科技日報記者，得益于高達(dá)40TOPS（即每秒鐘萬億次操作）的星載算力，衛(wèi)星軟件首次實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一微云計算平臺上的全部署，進(jìn)而驅(qū)動智能調(diào)度和運(yùn)算。

【資料圖】

智能的基礎(chǔ)是“數(shù)據(jù)共享”

2017年，科技部副部長李萌在解讀《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》時指出，新一代的人工智能主要是大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的人工智能。

5年多以來，地面上的人工智能已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)驅(qū)動。而在空天領(lǐng)域，受限于組織架構(gòu)和算力等原因，數(shù)據(jù)一直局限在分系統(tǒng)內(nèi)部。

“例如，恒星敏感器是衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的重要組成部分，它獲取的數(shù)據(jù)以往只能用于衛(wèi)星姿態(tài)的控制，這些數(shù)據(jù)對其他任務(wù)比如圖像采集也有作用，能不能利用上呢？”趙軍鎖說，“天智二號”D星上自主研發(fā)的天基超算平臺能打破原有的分系統(tǒng)分割，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，驅(qū)動智能運(yùn)算。

據(jù)介紹，“天智二號”D星在硬件方面首次采用智能計算引擎+交換機(jī)+智能部組件的創(chuàng)新架構(gòu)設(shè)計。交換機(jī)作為“樞紐”，對上連接各種計算引擎，對下連接超分相機(jī)、寬視場相機(jī)、測控磁棒、慣性測量單元等組件，形成了“聯(lián)控聯(lián)用”的新模式。

“‘聯(lián)控聯(lián)用’的好處是不但降低了接口設(shè)計復(fù)雜度，而且提高了存算資源利用率。”趙軍鎖說，“天智二號”D星體積小能量大，在設(shè)計時便提高要求，采用緊湊結(jié)構(gòu)，在確保高星載算力、實(shí)現(xiàn)米級對地分辨率的同時，身材小巧，僅19公斤。

“開放”讓衛(wèi)星越來越聰明

“不斷演進(jìn)的能力是智能化的更高階段。”趙軍鎖表示，科研工作要立足長遠(yuǎn)，尤其面向深空探索的科研項(xiàng)目，在設(shè)計時更應(yīng)該預(yù)留升級、演進(jìn)、迭代的系統(tǒng)框架。

為此，“天智二號”D星在軟件設(shè)計上采用了開放系統(tǒng)架構(gòu)的天智軟件棧。趙軍鎖介紹，其性能與手機(jī)系統(tǒng)中的“安卓”相似，有著良好的開放性，配有專門的開發(fā)運(yùn)維一體化平臺，可快速迭代、持續(xù)演進(jìn)，從而不斷提升在軌衛(wèi)星的智能化水平。

這一系統(tǒng)大大降低了衛(wèi)星應(yīng)用上載到太空中進(jìn)行測試的“門檻”：衛(wèi)星應(yīng)用僅需上載至該系統(tǒng)，就可根據(jù)拍攝任務(wù)自動調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)，利用人工智能技術(shù)對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行在軌實(shí)時處理，自動選取地面站并建立連接后將數(shù)據(jù)第一時間下傳到地面。因此，“天智二號”D星上的地面任務(wù)難度大幅降低，信息時效性也將大幅提升。

據(jù)介紹，“天智二號”D星入軌后將首次在軌開展新一代智能衛(wèi)星架構(gòu)與天基智能軟件棧驗(yàn)證試驗(yàn)，評估多方算法及模型的在軌應(yīng)用效能。在軌期間由聯(lián)合研制單位天基綜合信息系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（軟件總成）、湖南航升（硬件總成）、國防科大、北京勱亞、天勰力、西安寰宇、天津云遙等多家軟件定義衛(wèi)星技術(shù)聯(lián)盟成員共同管理使用。

趙軍鎖介紹，中國科學(xué)院軟件研究所后續(xù)將與軟件定義衛(wèi)星技術(shù)聯(lián)盟各成員單位共同研發(fā)更多的新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，建設(shè)天智試驗(yàn)星座，加快天智軟件棧、天智協(xié)議棧及其他軟件定義衛(wèi)星技術(shù)的演進(jìn)速度，面向巨型星座建設(shè)和運(yùn)維開展持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新。

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