【19kg重的天智二号D星星载算力高达40每秒40万亿次】天智二号D星(日照三号卫星,图1-3)是软件定义共享星座的01星,是一颗由航升卫星联合中科院软件所研制的软件定义微卫星,致力于软件定义光学遥感卫星关键技术在轨验证和共享应用。
金紫荆三号/四号2颗科学卫星(图6)是航升卫星根据客户需求定制的3U纳卫星,主要完成芯片和微型光学遥感技术在轨验证,通过工业化技术应用,带来了性能高、价格低和周期短的显著性价比优势。
“与以往的卫星不同,天智二号D星不再单设星务、姿控、数管等分系统。”中科院软件研究所研究员赵军锁说,得益于星载算力高达40TOPS(Tera Operations Per Second,每秒钟万亿次操作),卫星软件首次实现统一微云计算平台上的全部署、进而驱动智能调度和运算。
“天智二号”D星在硬件方面首次采用智能计算引擎+交换机+智能部组件的创新架构设计。交换机作为“枢纽”,对上连接各种计算引擎,对下连接超分相机、宽视场相机、测控磁棒、惯性测量单元等部组件,形成了“联控联用”的新模式。
“‘联控联用’的好处是不但降低了接口设计复杂度,而且提高了存算资源利用率。””赵军锁说,“天智二号”D星小体积拥有大能量,在设计时便提高要求,采用紧凑结构,在确保高星载算力、实现米级对地分辨率的同时,身材小巧仅19公斤。
“天智二号”D星在软件设计上采用了开放系统架构的天智软件栈。赵军锁介绍,与手机系统中的“安卓”理念相似,有着良好的开放性,配有专门的开发运维一体化平台,可快速迭代、持续演进,从而不断提升在轨卫星的智能化水平。
这一系统大大降低了卫星应用上载到太空中进行测试的“门槛”:卫星应用仅需上载至该系统,就可根据拍摄任务自动调整卫星姿态,利用人工智能技术对图像数据进行在轨实时处理,自动选取地面站并建立连接第一时间下传地面。因此,“天智二号”D星上的地面任务难度大幅降低,信息时效性也会大幅提升。
据介绍,“天智二号”D星入轨后将首次在轨开展新一代智能卫星架构与天基智能软件栈验证试验,评估多方算法及模型的在轨应用效能。在轨期间由联合研制单位天基综合信息系统重点实验室(软件总成)、湖南航升(硬件总成)、国防科大、北京劢亚、天勰力、西安寰宇、天津云遥等多家软件定义卫星技术联盟成员共同管理、共享使用。
赵军锁介绍,中科院软件所后续将与广大软件定义卫星技术联盟成员单位共同研发更多的新技术试验卫星,建设天智试验星座,加快天智软件栈、天智协议栈及其他软件定义卫星技术的演进速度,面向巨型星座建设和运维开展持续的技术创新活动。
