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    高性能星上計算,「星測未來」助力衛星智能化升級

    時間:2021-10-14    信息來源:縱橫集團
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     發力衛星智能化的萬億級市場


    復雜的太空輻射環境、有限的星上能源和星地數據傳輸帶寬,一直制約著衛星的應用服務能力,是衛星行業發展的主要痛點。如何提高衛星的智能化水平,讓衛星更好、更快地向地面傳遞更有價值的信息,是衛星全產業鏈價值提升的關鍵所在。

    成立于2020年的「星測未來」,以高性能星載邊緣計算能力為驅動,提供全流程的星上智能應用服務解決方案。依托低成本的天地一體化COTS(Commercial Off-The-Shelf,商用現貨產品)元器件篩選體系,持續迭代領先的高性能、低功耗、全流程在軌智能服務能力,賦能通信、導航、遙感、試驗衛星全產業鏈,助力衛星的智能化升級與產業變革。

    圖片來源:星測未來

    需求:衛星智能化升級與星上實時應用服務

    隨著商業航天時代到來,各國加速太空布局,近地軌道僅可容納十萬顆衛星,太空軌道資源非常稀缺。國內外多個星座計劃相繼提出,衛星每天會產生的海量數據極大地催生了星上邊緣端數據處理的需求。而傳統衛星主要采用宇航級元器件,這類元器件的技術相對保守,成本較高,處理能力較差,智能化水平較低,這就導致傳統衛星的應用服務能力無法滿足目前業務智能化運行的需求。

    為了應對星上海量數據和傳統衛星上較弱的處理能力的現狀,就必然要提升衛星的智能化程度,通過在軌壓縮、在軌處理等方式篩選高價值數據,升級衛星星座的數據計 算和傳輸處理能力,使得星上的數據資源被最大化利用,這已然成為中國衛星產業發展的剛需。

    星上“大腦”:衛星智能化解決方案

    如何提升衛星的智能化程度并對衛星進行智能化升級?星測未來聯合創始人倉基榮告訴36氪,采用成本低、迭代快、性能強的COTS器件是應對當前需求的最佳方案,他提到兩個關鍵點:

    1、構建低成本、高可靠的COTS器件篩選與設計體系,打造太空工業的基石;

    2、打造高性能、低功耗、全流程的星上智能處理體系,最大程度提升衛星價值。

    圖片來源:星測未來

    針對商業航天領域中的在軌智能化需求,星測未來推出星溪系列智能處理載荷平臺,提供高性能、高可靠的在軌智能處理載荷和軟硬件一體化解決方案。該載荷平臺采用FPGA加AI/GPU芯片的異構設計方案,具備低功耗、高算力、高可靠、小型化、適配性強等核心優勢,可滿足在軌深度學習計算和通用計算需求,在衛星邊緣端提供高能效比的計算能力,通過在軌實時處理,將價值第一時間觸達客戶,助力衛星智能化轉型。

    星測未來 星溪載荷實物圖 

    星測未來 星溪系列產品參數圖

    衛星的智能化升級,可以帶來產業服務鏈條的整體變革,服務模式將從傳原始數據轉變為傳關鍵情報,將原本需要數小時的信息獲取時間縮短至分秒級,更加切合用戶對關鍵信息的高時效性需求,從而為通信、金融、應急、地區安全等萬億級下游應用市場提供服務。

    戰略合作:多領域技術和業務合作

    作為一個星上智能處理軟硬件一體化的團隊,星測未來從用戶的應用需求出發,針對算法開發、智能載荷硬件以及算法與硬件的適配加速等方面進行全面優化,已經具備多種全流程星上應用的服務場景落地能力。自成立以來,星測未來獲得了多領域戰略合作、技術拓展、業務發展和在軌驗證的機會。

    在可見光光學衛星領域,星測未來分別與長光衛星、微納星空達成戰略合作,針對圖像壓縮和在軌解譯進行深入研究,基于AI的能力將星上原始數據的壓縮率提高一倍,同時進行了目標識別,拓展全流程的AI在軌處理應用服務,發力應急、金融、快速響應等應用,拓展下游市場。

    AI圖像壓縮:可應用于衛星數據資產提升及衛星在軌智能解譯(Copyright,2021,數據由長光衛星提供)

    在SAR(合成孔徑雷達)衛星的全流程應用領域,星測未來與天儀研究院達成AI戰略合作,共同研發SAR衛星的在軌全流程解決方案。SAR衛星具有多頻段、多極化、抗干擾等特點,傳統的光學衛星在云層遮擋時無法工作,SAR衛星則可以全天候工作,能夠實現寬覆蓋、高分辨率、持續監測等能力。針對SAR的全流程應用,星測未來與合作伙伴共同攻克涵蓋星上實時成像、實時解譯、實時壓縮以及相應的航天級可靠的硬件設計等多個技術難點,在艦船檢測、水體識別等實際應用場景中深拓應用價值,致力于提升SAR星的服務能力和服務質量。

    艦船檢測:可應用于敏感目標檢測、黑船識別以及航運安全保障等(Copyright,2021,數據由天儀研究院和廈門大學提供)

    水體識別:通過在軌分析處理,能夠將水體的邊界快速提取下傳,可應用于洪水的應急預警監測等(Copyright,2021,數據由天儀研究院和廈門大學提供)

    技術合作方面,星測未來與清華大學工物系、電子系等多個院系團隊合作,在神經網絡算法的高能效并行加速和算法模型的太空抗輻照容錯能力等方面形成了一系列專利,針對太空應用場景,形成軟硬件一體化的技術壁壘。

    產業鏈合作方面,星測未來與艾可薩科技建立合作,共同研發星上大容量存儲、計算和數據傳輸一體化的方案,通過模塊化集成的方式,進一步降低整星的研制和發射成本。此外,星測未來與氦星光聯(奇績創壇校友企業)達成戰略合作,針對星間激光通信領域進行全方位的深度合作?;谛菧y未來的太空輻照實驗室業務,計劃于2022年初,完成40Gbit/s單板機的在軌試飛驗證,為未來超高速星間激光通信做鋪墊,同時布局未來通信星座的網絡智能調度優化業務。

    基于衛星智能化的先發優勢,星測未來在科學實驗、遙感等領域與多位客戶、多家頭部衛星廠商達成相應的合作,明年上半年將有六次在軌驗證機會,預計在今年12月底之前將完成全部產品交付。

    發展與展望:加速應用服務落地,推動產業發展

    商業航天時代,星測未來致力于持續利用地面半導體行業的技術紅利賦能航天領域的發展,通過地面、太空一體化的COTS器件測試、篩選體系,持續為航天領域挑選高可靠、高性能、低成本的COTS元器件,并持續迭代升級衛星的智能化水平。

    星測未來的商業模式兼顧了短期和長期的發展需求,既能在短期內滿足企業發展的現金流需求,也能在長期時間范圍追求更大的市場空間。短期內,星測未來已經通過載荷硬件的直接銷售模式,和頭部的衛星廠商達成合作,已獲得明確的客戶訂單。長期范圍內,星測未來計劃在衛星應用服務領域持續擴展,聚焦于遙感和通訊應用,為更廣泛的行業客戶提供服務。

    星測未來團隊成員主要來自清華大學、斯坦福、中科院等知名高校和研究所,大多在從事產品和研發工作,團隊與清華大學多個院系開展深度合作,持續迭代公司在星載邊緣計算和應用服務方面的領先優勢。星測未來曾獲清華大學創業大賽金獎、清華大學校長杯挑戰獎,并獲得真格、奇績與啟迪等多家國內知名機構的投資,目前正在推進PreA輪融資。未來,星測未來計劃將在算法應用上投入更多精力,發力下游應用服務,致力于成為最懂客戶需求的衛星智能化應用服務團隊。

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