"天智一號"升空:在天完成數據運算，手機APP實時訪問

（原標題：在天完成數據運算，手機APP實時訪問—— 「天智一號」升空 開啟衛星智能紀元）

本報記者 張佳星

11月20日7時40分，位於大西北的酒泉衛星發射中心還黑黢黢的，呼嘯騰空的火箭瞬間劃破夜空，搭載「天智一號」衛星發射升空。7時52分55秒，衛星與火箭分離，進入預定軌道。

「『天智一號』是一顆可以不斷更新軟體的衛星，人們可以通過手機訪問它，給它下任務。」衛星項目牽頭單位中國科學院軟體研究所研究員、軟體定義衛星技術聯盟秘書長趙軍鎖說，「天智」的名字來自於天基智能，微小應用衛星將從此「智能」起來，實現即插即用、在天處理數據、更新軟體等越來越多的功能，就像傳統手機迭代為智能手機。

數據無需傳回地面再計算，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間，難以適用於有實時要求的場景。」趙軍鎖說，傳統情況下，衛星採集數據後，要下載到地面站，然後才能分析給出可使用的結果，大量的數據在天地之間上行、下行是非常耗費時間的。

「天智一號」是全球首顆實際開展工程研製並發射的軟體定義衛星，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「天智一號」能夠「智能」的關鍵。

搭載雲計算平台之後，「天智一號」可以在「天端」運算數據，省去了大量不必要的數據傳輸，直接傳輸給地面需要的結果。趙軍鎖說：「通過智能調配計算節點，『天智一號』可以在軌完成大部分數據處理工作，不但可以根據成像場景自動選擇最佳的工作模式和參數，還可以檢測和識別拍到的是什麼，並根據需要將處理結果下傳地面。」

太空的環境對雲計算平台提出了嚴苛的要求：沒有地面那樣充足的能源，雲計算平台需要能耗低；處理衛星採集的數據，雲計算平台需要強的計算能力；受搭載限制，不能攜帶很多硬體，雲計算平台需要學會「統籌」計算資源。

換句話說：要低耗能、夠聰明、會協調。此外還得是應付得了太空殘酷環境的「硬漢」。

開放式平台，搭載可用手機訪問的APP

「公眾可以通過『追星APP』查看衛星狀態，與衛星互動。」趙軍鎖表示，甚至在「天智一號」衛星空閑的時候，可以通過APP指揮「天智一號」衛星執行不同空間任務。

「天智一號」對採集數據進行智能計算後，可啟動執行星載應用程序，響應地面的需求，對相機和手機採集到的數據進行計算分析，並傳輸到地面的測控站點或應用端。

與安卓的開放式平台相似，雲計算平台需要高性能的軟體在其上運行，以完成不同的任務。例如，漂浮物等目標識別軟體、三維重構軟體等軟體的上注，可以幫助「天智一號」執行多種功能。

與傳統衛星面向單一任務定製開發、自成封閉體系不同，「天智一號」採用開放系統架構。「開發者可以為衛星開發軟體，並可根據一定流程將開發的軟體上注衛星，開展在軌試驗。」趙軍鎖介紹，為了引來創新程度高的應用，中科院軟體所2017年曾主辦「軟體定義衛星應用軟體創新設計大賽」，在接下來開展的一系列科學技術試驗中，將擇機安排上注部分軟體定義衛星應用大賽中的優秀作品，開展在軌試驗驗證。

據介紹，「天智一號」由中科院軟體所牽頭，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製，整星重約27公斤，運行在500公里高度的太陽同步軌道，是「天智」系列的首顆技術驗證星。目前「天智二號」到「天智十號」共17顆星（部分為衛星星座）已在規劃中，「天智二號」預計將於2019年下半年擇機發射。

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