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高性能星上计算,「星测未来」助力卫星智能化升级

来源:36氪3882021-10-14

复杂的太空辐射环境、有限的星上能源和星地数据传输带宽,一直制约着卫星的应用服务能力,是卫星行业发展的主要痛点。如何提高卫星的智能化水平,让卫星更好、更快地向地面传递更有价值的信息,是卫星全产业链价值提升的关键所在。

成立于2020年的「星测未来」,以高性能星载边缘计算能力为驱动,提供全流程的星上智能应用服务解决方案。依托低成本的天地一体化COTS(Commercial Off-The-Shelf,商用现货产品)元器件筛选体系,持续迭代领先的高性能、低功耗、全流程在轨智能服务能力,赋能通信、导航、遥感、试验卫星全产业链,助力卫星的智能化升级与产业变革。

图片来源:星测未来

需求:卫星智能化升级与星上实时应用服务

随着商业航天时代到来,各国加速太空布局,近地轨道仅可容纳十万颗卫星,太空轨道资源非常稀缺。国内外多个星座计划相继提出,卫星每天会产生的海量数据极大地催生了星上边缘端数据处理的需求。而传统卫星主要采用宇航级元器件,这类元器件的技术相对保守,成本较高,处理能力较差,智能化水平较低,这就导致传统卫星的应用服务能力无法满足目前业务智能化运行的需求。

为了应对星上海量数据和传统卫星上较弱的处理能力的现状,就必然要提升卫星的智能化程度,通过在轨压缩、在轨处理等方式筛选高价值数据,升级卫星星座的数据计 算和传输处理能力,使得星上的数据资源被最大化利用,这已然成为中国卫星产业发展的刚需。

星上“大脑”:卫星智能化解决方案

如何提升卫星的智能化程度并对卫星进行智能化升级?星测未来联合创始人仓基荣告诉36氪,采用成本低、迭代快、性能强的COTS器件是应对当前需求的最佳方案,他提到两个关键点:

1、构建低成本、高可靠的COTS器件筛选与设计体系,打造太空工业的基石;

2、打造高性能、低功耗、全流程的星上智能处理体系,最大程度提升卫星价值。

图片来源:星测未来

针对商业航天领域中的在轨智能化需求,星测未来推出星溪系列智能处理载荷平台,提供高性能、高可靠的在轨智能处理载荷和软硬件一体化解决方案。该载荷平台采用FPGA加AI/GPU芯片的异构设计方案,具备低功耗、高算力、高可靠、小型化、适配性强等核心优势,可满足在轨深度学习计算和通用计算需求,在卫星边缘端提供高能效比的计算能力,通过在轨实时处理,将价值第一时间触达客户,助力卫星智能化转型。

星测未来 星溪载荷实物图

星测未来 星溪系列产品参数图

卫星的智能化升级,可以带来产业服务链条的整体变革,服务模式将从传原始数据转变为传关键情报,将原本需要数小时的信息获取时间缩短至分秒级,更加切合用户对关键信息的高时效性需求,从而为通信、金融、应急、地区安全等万亿级下游应用市场提供服务。

战略合作:多领域技术和业务合作

作为一个星上智能处理软硬件一体化的团队,星测未来从用户的应用需求出发,针对算法开发、智能载荷硬件以及算法与硬件的适配加速等方面进行全面优化,已经具备多种全流程星上应用的服务场景落地能力。自成立以来,星测未来获得了多领域战略合作、技术拓展、业务发展和在轨验证的机会。

在可见光光学卫星领域,星测未来分别与长光卫星、微纳星空达成战略合作,针对图像压缩和在轨解译进行深入研究,基于AI的能力将星上原始数据的压缩率提高一倍,同时进行了目标识别,拓展全流程的AI在轨处理应用服务,发力应急、金融、快速响应等应用,拓展下游市场。

AI图像压缩:可应用于卫星数据资产提升及卫星在轨智能解译(Copyright,2021,数据由长光卫星提供)

在SAR(合成孔径雷达)卫星的全流程应用领域,星测未来与天仪研究院达成AI战略合作,共同研发SAR卫星的在轨全流程解决方案。SAR卫星具有多频段、多极化、抗干扰等特点,传统的光学卫星在云层遮挡时无法工作,SAR卫星则可以全天候工作,能够实现宽覆盖、高分辨率、持续监测等能力。针对SAR的全流程应用,星测未来与合作伙伴共同攻克涵盖星上实时成像、实时解译、实时压缩以及相应的航天级可靠的硬件设计等多个技术难点,在舰船检测、水体识别等实际应用场景中深拓应用价值,致力于提升SAR星的服务能力和服务质量。

舰船检测:可应用于敏感目标检测、黑船识别以及航运安全保障等(Copyright,2021,数据由天仪研究院和厦门大学提供)

水体识别:通过在轨分析处理,能够将水体的边界快速提取下传,可应用于洪水的应急预警监测等(Copyright,2021,数据由天仪研究院和厦门大学提供)

技术合作方面,星测未来与清华大学工物系、电子系等多个院系团队合作,在神经网络算法的高能效并行加速和算法模型的太空抗辐照容错能力等方面形成了一系列专利,针对太空应用场景,形成软硬件一体化的技术壁垒。

产业链合作方面,星测未来与艾可萨科技建立合作,共同研发星上大容量存储、计算和数据传输一体化的方案,通过模块化集成的方式,进一步降低整星的研制和发射成本。此外,星测未来与氦星光联(奇绩创坛校友企业)达成战略合作,针对星间激光通信领域进行全方位的深度合作。基于星测未来的太空辐照实验室业务,计划于2022年初,完成40Gbit/s单板机的在轨试飞验证,为未来超高速星间激光通信做铺垫,同时布局未来通信星座的网络智能调度优化业务。

基于卫星智能化的先发优势,星测未来在科学实验、遥感等领域与多位客户、多家头部卫星厂商达成相应的合作,明年上半年将有六次在轨验证机会,预计在今年12月底之前将完成全部产品交付

发展与展望:加速应用服务落地,推动产业发展

商业航天时代,星测未来致力于持续利用地面半导体行业的技术红利赋能航天领域的发展,通过地面、太空一体化的COTS器件测试、筛选体系,持续为航天领域挑选高可靠、高性能、低成本的COTS元器件,并持续迭代升级卫星的智能化水平。

星测未来的商业模式兼顾了短期和长期的发展需求,既能在短期内满足企业发展的现金流需求,也能在长期时间范围追求更大的市场空间。短期内,星测未来已经通过载荷硬件的直接销售模式,和头部的卫星厂商达成合作,已获得明确的客户订单。长期范围内,星测未来计划在卫星应用服务领域持续扩展,聚焦于遥感和通讯应用,为更广泛的行业客户提供服务。

星测未来团队成员主要来自清华大学、斯坦福、中科院等知名高校和研究所,大多在从事产品和研发工作,团队与清华大学多个院系开展深度合作,持续迭代公司在星载边缘计算和应用服务方面的领先优势。星测未来曾获清华大学创业大赛金奖、清华大学校长杯挑战奖,并获得真格、奇绩与启迪等多家国内知名机构的投资,目前正在推进PreA轮融资。未来,星测未来计划将在算法应用上投入更多精力,发力下游应用服务,致力于成为最懂客户需求的卫星智能化应用服务团队。

责任编辑:Quan

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