“天智一号”升空 開(kāi)啓衛星智能(néng)紀元
時(shí)間：2018年11月22日
1120日7時(shí)40分，位于大西北的酒泉衛星發(fā)射中心還(hái)黑黢黢的，呼嘯騰空的火箭瞬間劃破夜空，搭載“天智一号”衛星發(fā)射升空。7時(shí)52分55秒，衛星與火箭分離，進(jìn)入預定軌道(dào)。
“‘天智一号’是一顆可以不斷更新軟件的衛星，人們可以通過(guò)手機訪問它，給它下任務。”衛星項目牽頭單位中國(guó)科學(xué)院軟件研究所研究員、軟件定義衛星技術聯盟秘書長(cháng)趙軍鎖說，“天智”的名字來自于天基智能(néng)，微小應用衛星將(jiāng)從此“智能(néng)”起(qǐ)來，實現即插即用、在天處理數據、更新軟件等越來越多的功能(néng)，就(jiù)像傳統手機叠代爲智能(néng)手機。
數據無需傳回地面(miàn)再計算，可在“天端”直接運算
“目前，衛星的運行和數據的下載再分析等環節耗費大量時(shí)間，難以适用于有實時(shí)要求的場景。”趙軍鎖說，傳統情況下，衛星采集數據後(hòu)，要下載到地面(miàn)站，然後(hòu)才能(néng)分析給出可使用的結果，大量的數據在天地之間上行、下行是非常耗費時(shí)間的。
“天智一号”是全球首顆實際開(kāi)展工程研制并發(fā)射的軟件定義衛星，它的主要載荷包括雲計算平台、一台超分相機和4部大視場相機。而其中的雲計算平台，是“天智一号”能(néng)夠“智能(néng)”的關鍵。
搭載雲計算平台之後(hòu)，“天智一号”可以在“天端”運算數據，省去了大量不必要的數據傳輸，直接傳輸給地面(miàn)需要的結果。趙軍鎖說：“通過(guò)智能(néng)調配計算節點，‘天智一号’可以在軌完成(chéng)大部分數據處理工作，不但可以根據成(chéng)像場景自動選擇最佳的工作模式和參數，還(hái)可以檢測和識别拍到的是什麼(me)，并根據需要將(jiāng)處理結果下傳地面(miàn)。”
搭載雲計算平台之後(hòu)，“天智一号”可以在“天端”運算數據，省去了大量不必要的數據傳輸，直接傳輸給地面(miàn)需要的結果。趙軍鎖說：“通過(guò)智能(néng)調配計算節點，‘天智一号’可以在軌完成(chéng)大部分數據處理工作，不但可以根據成(chéng)像場景自動選擇最佳的工作模式和參數，還(hái)可以檢測和識别拍到的是什麼(me)，并根據需要將(jiāng)處理結果下傳地面(miàn)。”
太空的環境對(duì)雲計算平台提出了嚴苛的要求：沒(méi)有地面(miàn)那樣(yàng)充足的能(néng)源，雲計算平台需要能(néng)耗低；處理衛星采集的數據，雲計算平台需要強的計算能(néng)力；受搭載限制，不能(néng)攜帶很多硬件，雲計算平台需要學(xué)會(huì)“統籌”計算資源。
換句話說：要低耗能(néng)、夠聰明、會(huì)協調。此外還(hái)得是應付得了太空殘酷環境的“硬漢”。
開(kāi)放式平台，搭載可用手機訪問的APP
“公衆可以通過(guò)‘追星APP’查看衛星狀态，與衛星互動。”趙軍鎖表示，甚至在“天智一号”衛星空閑的時(shí)候，可以通過(guò)APP指揮“天智一号”衛星執行不同空間任務。
“天智一号”對(duì)采集數據進(jìn)行智能(néng)計算後(hòu)，可啓動執行星載應用程序，響應地面(miàn)的需求，對(duì)相機和手機采集到的數據進(jìn)行計算分析，并傳輸到地面(miàn)的測控站點或應用端。
與安卓的開(kāi)放式平台相似，雲計算平台需要高性能(néng)的軟件在其上運行，以完成(chéng)不同的任務。例如，漂浮物等目标識别軟件、三維重構軟件等軟件的上注，可以幫助“天智一号”執行多種(zhǒng)功能(néng)。
與傳統衛星面(miàn)向(xiàng)單一任務定制開(kāi)發(fā)、自成(chéng)封閉體系不同，“天智一号”采用開(kāi)放系統架構。“開(kāi)發(fā)者可以爲衛星開(kāi)發(fā)軟件，并可根據一定流程將(jiāng)開(kāi)發(fā)的軟件上注衛星，開(kāi)展在軌試驗。”趙軍鎖介紹，爲了引來創新程度高的應用，中科院軟件所2017年曾主辦“軟件定義衛星應用軟件創新設計大賽”，在接下來開(kāi)展的一系列科學(xué)技術試驗中，將(jiāng)擇機安排上注部分軟件定義衛星應用大賽中的優秀作品，開(kāi)展在軌試驗驗證。
據介紹，“天智一号”由中科院軟件所牽頭，中科院微小衛星創新研究院、航天九院771所、中科院光電院、中科院西光所等單位參與研制，整星重約27公斤，運行在500公裡(lǐ)高度的太陽同步軌道(dào)，是“天智”系列的首顆技術驗證星。目前“天智二号”到“天智十号”共17顆星（部分爲衛星星座）已在規劃中，“天智二号”預計將(jiāng)于2019年下半年擇機發(fā)射。