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    《電子技術應用》
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    衛星,未來太空數據的「智能平臺」

    2022-08-30
    作者:Founder Park
    來源: 極客公園

      俄烏戰爭中,SpaceX 的星鏈突然成為了大眾的關注點。在戰爭開始后,馬斯克迅速為烏克蘭開啟了星鏈服務,很多被中斷網絡服務的地區也因為星鏈基本恢復了語音和數據服務。

      本以為離普通人很遙遠的衛星應用,突然就來到了我們的現實生活中。

      在星鏈之外,衛星行業其實正在發生顛覆性的變化,低軌道衛星的賽道上,不少國家正在同時進行著國家和商業公司的「時速競賽」。面臨著各種激增的商業需求,衛星行業正處于變革浪潮的前沿。

      這其中,太空數據處理和衛星智能化尤其引人關注,隨著衛星和商業需求的增多,太空中的數據也越來越多,由于有限的星地帶寬和稀缺的頻段資源,數據傳輸一直面臨瓶頸,同時由于中國目前無法海外大規模建設地面數據接收站,所有的數據都需要等到低軌衛星回到中國上空才能下傳,這極大地催生了星上數據處理的需求。

      但衛星智能化到底是前途渺茫還是真實的行業趨勢?現在行業現狀又是怎樣的?作為國內專攻衛星智能化的公司,星測未來研發的星溪 02 通用星上處理載荷已經搭載衛星進行發射,并且驗證了星上的智能處理能力。

      這次我們專門邀請了他們的聯合創始人曹德志,來聊一聊衛星智能化的技術現狀和應用前景。

      在星鏈的商業行為之外,其中的戰爭潛力不應被忽視,對它保持警惕的同時也應著力發展我們國家的衛星互聯網。

      星鏈計劃把工業體系引入到衛星行業,使得衛星這樣的太空高精尖專項產品進入到工業化、批產化的時代。

      衛星是太空中的稀缺數據獲取平臺。

      衛星智能化的一個很重要的場景就是遙感衛星智能化,因為最近幾年遙感衛星的遙感數據迎來了海量的增長。

      越來越多的應用崛起后,衛星智能化最終會從成本降低、應用拓展走向生態繁榮。

      01

      星鏈推動了

      衛星的工業化

      Founder Park:如何看待馬斯克的星鏈?

      曹德志:對于星鏈,我們在行業之外,能聽到兩類比較極端的看法:一種認為星鏈一文不值,在制造太空垃圾。即作為近地軌道衛星星座,星鏈能提供的數據帶寬在面臨千萬到億的用戶接入時十分有限,是賠本買賣,新發上去很快也會有很多故障。另一種則是認為星鏈是未來超級軍事戰略武器,可以攔截太空戰略導彈,甚至說星鏈具備遠程監控和撞擊能力,聽上去也是十分夸張。

      分享一些行業里對于星鏈的看法,也僅提供參考。

      首先星鏈應當是一種商業行為,因為 SpaceX 有重型獵鷹火箭,除了提供給 NASA 和美國軍方以外,也必須找到商業化場景去釋放運載能力降低成本投入。星鏈星座的場景就很好地填充了運載能力。

      Starlink 示意圖 | 來源:SpaceX

      星鏈主要解決信號覆蓋的問題。中國是因為到處有基站的覆蓋,所以我們國內的城市生活很方便,但偏遠地區就不方便了。而國外大部分地區不具備中國這樣密集的基礎設施網絡建設,斷網是家常便飯,這也就突出了對星鏈網絡的基礎需求。而建立一整套新的太空基站,考慮到低軌衛星會不斷圍繞地球旋轉,就可以很輕松地覆蓋很多原來地面蜂窩網絡覆蓋不到的地方,也就突出了商業上一個很大的價值,為難接入網絡的偏遠地區的民眾提供網絡支持。之后就可以論證多少顆衛星合適,例如 42,000 顆能覆蓋多少區域,帶寬有多大,覆蓋多少人,多久能收回成本?這就回到了一個商業問題,而商業層面是否合算,最終由市場決定就好。

      但是在星鏈的商業行為之外,現在美國軍方也在測試軍用飛機和星鏈之間的連接,可以理解為美國的民營的商業航天星座體系是否能支撐軍事行為,而一旦技術試驗閉環成果,我們就不應忽視這種戰爭潛力,所以在對它保持商業嗅覺、軍事應用警惕的同時也應著力發展我們國家的衛星互聯網。

      Founder Park:你認為星鏈計劃對衛星產業有什么影響?

      曹德志:從技術層面看,衛星開始批產化,以星鏈為代表的背后由什么體系支撐的?第一我認為是工業化體系的支撐,據了解,星鏈衛星工廠的生產效率是傳統衛星企業的 10 倍,20 倍以上,一個月能生產制造 120 顆衛星,而這背后是將衛星這樣太空高精尖專項產品推進到工業化、批產化的時代,這是很大的突破,引入系統級的工業化體系推動衛星體系和工業化進程。

      第二,星鏈用的芯片都是工業級芯片,以及地面使用的操作系統等。這給我們很大的啟示,以前專門為航天所做的宇航級芯片,也許保證了可靠性,但想在快速降低成本的條件下使用大批量的宇航級芯片,不管是數量還是性能可能都無法滿足。因此勢必考慮需要引入工業級芯片。而從原材料方面看,不管是馬斯克的星鏈,還是早先的獵鷹火箭都向大家展示了,工業級芯片也能應用于太空領域。

      這兩方面星鏈給我們的沖擊很大,尤其是中國的商業航天,我們要努力在這基礎上更好地應用馬斯克的實踐經驗。

      Founder Park:批產化是否會導致衛星的制造周期有較大的變化?

      曹德志:以前制造一顆衛星通常以年為單位。一顆噸量級衛星前期生產和測試就要 1-2 年。通過所有測試到發射又需要 1-2 年。粗略估計一顆噸量級衛星平均制造周期在 2-4 年,具體時間根據衛星大小而定。馬斯克最新的消息是五天內打三發星鏈將近 160 顆,每周產能不低于 18 顆衛星,意味著生產一批只需要 3 周的生產時間,數量開始快速增加,并且隨著發射數量不斷攀升,一年能打兩三千顆衛星,已經是目前人類在軌活躍衛星數量的一半。馬斯克現在在推 Starship 星艦,星艦要一次性放 400 顆。為了星艦組網的計劃,馬斯克也拼盡全力,要把星鏈的數量推向新高,工業化能力非常強勁。

      但國內也有很多衛星公司也做得很棒,我們現在看到,頭部衛星公司長光衛星,年產能也不低于 50 顆;浙江的時空道宇,年產量在 50 到 100 顆之間,也已經具備工業化出產能力。航天科工集團二院下屬的空間公司,據說在武漢也有智能衛星生產線。因此從衛星的批產化、工業化角度看,世界范圍都在齊頭并進追趕馬斯克的腳步。

      Founder Park:怎么理解衛星批量化對衛星智能化發展的意義?

      曹德志:先有數量,后有數據應用,有了數據應用,批量化的規模效應才更有意義。當衛星已經進入工業化、批量化的時代后,如果沒有衛星智能化的驅動,所有衛星發射上天后,數據都要等到下載到地面后才能應用,而這個缺點在中國尤為明顯。由于國際局勢,中國很難在海外大規模建站,這意味著基本上衛星數據都要回到中國上空才能下行。而隨著衛星的分辨率越來越高,采到的數據越來越多。因此海量的衛星組建網絡,是擴增了數據量和高重返下的應用想象力,但是如果沒有衛星智能化做數據處理和邊緣端應用,都等到回到中國上空再通過有限的帶寬下行。而一顆衛星飛過中國上空的時間只有短短不到八分鐘,意味著能下行的數據量非常有限。如果大量數據都聚集在中國上空下載,可能短則半個小時、一小時,長則甚至一天兩天,這樣就失去了衛星數據挖掘的時效性意義。

      所以,在衛星批量化的基礎上給每個衛星加上智能化的能力,就有可能在全球組網的基礎上,實現在地球另一端把衛星的結果和數據處理好后,再通過北斗短報文體系或者將來中國自己的衛星互聯網絡傳回來,這樣的衛星網絡就從大哥大進入 iPhone、華為、小米等智能手機的狀態。

      Founder Park:小型衛星組成的星座的優勢是什么?

      曹德志:小型星座的優勢是體積小,發射費用較低。從成本的角度看,越小越高度集成,才能批量化發射。馬斯克現在發一次星鏈一般 53 顆、59 顆。因為他做的扁平化方案能堆疊集成在一起,把運載量用足。小衛星做小很重要的意義是通過高度集成化來降低成本,使其更具備商業化競爭力。

      大衛星通常是需要專門定制化的,一顆噸量級的衛星研制、生產費用加上人工加上時間周期等,往往可能就需要 5-10 億甚至更多。而馬斯克現在星鏈的一顆星成本不到 400 萬人民幣,用一個億能打大約 25 顆,十個億能打 250 顆,能看到這方面存在著數量級的差異。因此小衛星低成本,具備比較好的商業化前景,大家也愿意嘗試。所以核心是用小衛星加星座組網的方式給商業化帶來一種新的可能性。但未來究竟是否盈利,這是衛星生態崛起后再嘗試逐步解決的。

      但從需求角度看,低軌衛星星座可能是未來技術的一種范式,但也并不否認大衛星的作用,要注意到這里有個限定詞——低軌衛星;目前我們應對中軌和高軌還需要大衛星的支持。因為離地球遠,會對信號傳輸以及數據處理等提出大功耗的要求,體積上也不一定能做小。所以在中軌、高軌環境下,未來可能還是主流的噸量級衛星。

      所以,大衛星和小衛星只是技術上的代稱,更重要的是分析衛星在不同的軌道、不同的空間環境中發揮什么作用,例如地球同步軌道用來放置氣象衛星或數據中繼衛星比較合適,低軌衛星會繞地球轉,這種情況下大衛星不一定合適,或許應該依賴小體量的衛星,這才是背后更深層次的思考邏輯。

      Founder Park:如何理解航天上經常提到的快速重訪率的指標?

      曹德志:我們關注到兩個通常意義的商業場景:通信場景和遙感場景。例如在格魯吉亞、高加索山脈旅行,會發現當地可能沒有良好的網絡信號,也可能只有格魯吉亞自己的本地網絡,但網絡很陳舊,不能流暢上網。這時如果天上有衛星,電話可以通過當地的衛星基站通信,相當于接入衛星網絡。但衛星過去了,基站就跑遠了,需要下一個衛星接力。所以如果只有一顆通信衛星,它來到這個地方的頻次非常低。一天只有分鐘的時間能通話、上網,其他時間只能是靜默狀態。但是通信場景下高頻次的重訪覆蓋對用戶使用應用的舒適度很重要,這也是為什么星鏈要大批量組網,需要上千顆上萬顆的體量去形成具有實用化能力的網絡,這是通信場景。

      遙感場景也是類似的,以太陽同步軌道為例,單顆衛星一天只能回到同一個地方一次或兩次。想要拍一個地方的圖,只能回到這個地點或者到附近才能拍。但如果有 60 顆衛星,就意味著這顆星過去后,下顆星還能接力,這樣對單一地點的重訪就提高了。目前國內長光衛星已經有接近 60 顆,對于單一地點的重訪能做到在一小時內。這樣就已經可以快速獲取地方的動態變化,以少于一小時頻次不斷更新,使得遙感越來越逼近實時數據獲取。當然,拍到的大量數據能否下傳也是另外的問題,至少要先拍到,之后再評估如何提升價值。

      所以綜合考慮,高頻次快速重訪一定會對通信場景和遙感場景帶來應用生態的巨大幫助,將來用衛星數據的時候能真正的進入實用化,而不是一天只能上網 5-10 分鐘,一天只能拍一次這樣幾乎不能使用的狀態。

      Founder Park:你怎么理解衛星的本質,衛星會成為太空中的數據基礎設施嗎?

      曹德志:我認為會的。在商業航天爆發的趨勢下,在未來走向衛星智能化的應用生態里,用太空數據基礎設施形容衛星絕不為過。當衛星的星上數據采集開始呈現海量爆發的趨勢,那么衛星端歷史數據以及未來獲取的數據將遠超我們的想象,之前的哥白尼計劃現在每天下行數據量已經達到 TB 量級,而未來數據量的爆發會進一步帶來星上存儲需求、星上計算需求、星上傳輸需求。而衛星,則是這一切的載荷、節點和中繼,所以我們認為把它定義為數據基礎設施應當是恰如其分的。

      Founder Park:關于遙感衛星,你們還看好哪些新的技術進步?

      曹德志:遙感,remote sensing——遠程感知。這里要引入很重要的物理視角——電磁波段。人的眼睛只能看到 400 納米到 800 納米,這是可見光的波段。而波長更短就會進入到紫外、極紫外、x 射線、伽瑪射線。波長更長則會進入紅外,甚至太赫茲和微波。如果把遙感衛星往天上放,例如可見光衛星,它和人眼成像的頻段比較相似,所見即所得。但可見光衛星領域目前國內長光衛星已經做的非常厲害,具備亞米級的分辨率以及高清圖像成像能力。

      SAR 衛星則是主動釋放微波,反射到地面后接收微波,進行主動式成像。這個領域國內也有好幾家在努力探索,其中一家是天儀研究院和中電科 38 所,他們聯合研制并發射的廈門大學海絲一號以及巢湖一號,我們星上處理的模塊 2 月份就是搭載他們的巢湖一號發射。其他的還有去年 7 月份公布 SAR 衛星星座計劃的航天宏圖,以及民營航天公司智星空間、中科衛星,這些都是國內著名的 SAR 衛星企業。

      LT-1 衛星 SAR 干涉測量模式工作示意圖 | 來源:中國科學院空天信息創新研究院

      我們看到現在有個概念叫碳衛星,是用來監測二氧化碳、甲烷、氮氧化物等溫室氣體等。因為二氧化碳、甲烷的吸收譜線都集中在紅外波段,因此要用別的傳感器去探測和采集。所以引入碳衛星星座,能監測全球的甲烷、二氧化碳全球濃度分布,這將是未來很重要的技術突破和商業變現方式。

      所以按照不同的波段、作用分類,會發現遙感衛星里也分很多類,不同場景決定了采用不同的傳感器,獲得不同的數據,產生不同的商業價值。因此籠統地講,遙感衛星的商業化價值層面上,可見光衛星、雷達衛星、碳衛星能初步看到較高的商業價值。同時,國內外很多衛星廠商也都在投入新的研發,目前我們也在積極地跟隨,希望能從星上處理角度,在算法、硬件上提供支持和助力。

      Founder Park:衛星領域這些年的變化?

      曹德志:我一直猜想,有個重要的雙輪邏輯。一個輪是指,技術層面上衛星在不斷地降低成本,集成度變高。也就是通過批產能力、供應鏈體系的變化來表達衛星產品的變化,例如成本,例如功能和設計。另外一輪,是數據價值的挖掘,也就是說傳感器能夠獲取什么數據,這些數據能應用在什么領域,比如國防、國土監測、水域、陸地、海洋、氣象等,這是商業化角度看數據應用的價值。

      而所謂的雙輪驅動,就是指大量的衛星應用、數據挖掘會推進衛星平臺集成和傳感器技術的迭代,包括 3D 打印技術、柔性供應鏈體系支撐技術、衛星高度集成設計技術等,也包括我們做的軟硬件一體化邊緣計算技術,而這些技術的進步也同樣會幫助衛星更好、更高效率、更可靠的迭代前進,能更好地獲取數據,同時降低成本而促進衛星的發展。更好的衛星能更好地促進收集數據,更好的數據應用會催生更多衛星研制發射和降低成本的需求,所以這樣就形成了雙輪滾動的狀態。

      所以商業航天領域為什么會蓬勃發展?就是因為這些場景帶來衛星數量的大爆發,進而促進場景的應用,后續的雙輪加速會越來越快,像上發條一樣越轉越快,互相促進,直到激活整個領域,太空工業就油然而生了。

      02

      主要應用場景

      是遙感衛星的智能化

      Founder Park:回顧衛星的發展,過去衛星智能化水平低的原因有哪些?

      曹德志:這是一個很好的問題,過去衛星的增長驅動主要來自兩方面:

      一方面由于過去衛星的應用是面向國家戰略需求,例如軍事衛星、面向政府的衛星等,由科研單位、國企主導。要求是達到高可靠標準,所以衛星冗余備份多,體量很大,通常都在噸量級,必須保證萬無一失。在這樣的導向下,選用的航天級器件和供應鏈、產業鏈都有嚴格的質量供應保障體系要求,必須充分測試后進入目錄才能使用,從而保證衛星發射和在軌的成功率。但同時會考慮在性能層面有一定削減與取舍,就像手機的大哥大、諾基亞狀態,先解決基礎的功能,保障專用屬性,因此不夠靈活,導致智能化水平不夠。

      另外一方面也是過去半導體工業的發展不足以支持在衛星端的低能源功耗條件下開展太多的高能耗工作,畢竟太陽能帆板需要充電并保障衛星本身的存活和運行。

      而現在,衛星工業化的發展也帶動了智能化的發展,在批量化的衛星發射后,衛星進入了一個工業化生產的過程,在此基礎上也許會誕生超異構架構,突破衛星智能化水平低的困境,兼容各類 CPU、GPU、FPGA 與 AI 芯片等。就像我們常開玩笑說,iPhone 手機的前三代其實都默默無聞,第四代推出后,大規模應用爆發,才讓手機進入到智能手機時代。所以我們猜想,智能化也是需要時間積累的,一是架構底層計算架構的統合,第二個操作系統和應用生態的繁榮。

      Founder Park:衛星智能化和人工智能的發展是否有關系?

      曹德志:我們認為是有很強的關聯性的。衛星行業應用的爆發背后,不僅有供應鏈、元器件,也有人工智能的因素。以往衛星端數據要傳到地面,現在則考慮在衛星上進行處理,以前的數據處理會做一些簡單的矩陣運算或普通的 CPU 控制操作,現在可以引入神經網絡的算法,在衛星端處理很多應用。

      而人工智能芯片專門針對神經網絡優化,可以具備低功耗、高算力,能處理很多 AI 算法場景了,所以也促進了衛星智能化的發展,例如,遙感圖像的在軌處理,可以在星上基于 AI 目標識別算法將獲取的衛星圖像數據直接提取特征目標,或者基于 AI 算法開展遙感圖像數據壓縮等。

      Founder Park:如何劃分衛星智能化發展的階段?

      曹德志:劃分階段恐怕有些難,畢竟行業也才剛起步,所以粗淺的可以給一些對當前衛星智能化在數據應用處理上的幾個發展維度。

      從數據的價值層面講,例如只做編碼、壓縮,不對數據進行任何處理,這是智能化的第一個階段,只起到優化傳輸的作用。下一個階段可能是對數據進行一定的處理,例如切片、刪掉一些無效數據精簡空間,或者對數據進行初級加工。再下一步,深入圖像、信號等中關鍵的信息和要素的識別,并對這些要素進行分析和提取,相當于完成了數據挖掘的產品化。

      而在應用側和數據挖掘側的邏輯演進,就是初步智能化、中級智能化、高級智能化或產品化不斷迭代的過程??赡芪磥碛泻芏嗖煌募軜?、路線,包括中繼、星上的其他方案。但我們認為,架構走向通用,數據逐級處理應該是走向未來的智能化趨勢。

      Founder Park:如果實現手機直連衛星的場景,對衛星智能化的發展會有什么影響?

      曹德志:如果真的未來已經建設完畢,使得手機能夠直連衛星,我猜想應用一定是爆發性的。過去,iPhone4 的爆發就是因為每個人開始能接入智能手機的生態網絡。而如果每個人的手機都能連上衛星,很多生活上的應用就可以通過衛星網絡實現,例如旅游、出行、地圖、高精度定位,還有數據傳輸鏈路,都會從衛星端衍生出來。但目前來看,大規模普及衛星直連手機的技術可能確實還存在難度。我們大家平常使用的 2.4G、5G 頻段,更多和蜂窩網是兼容的。但衛星現在的通信波段都集中在 Ka、Ku 波段,這就需要中間一個大鍋作為中繼,把衛星的通信鏈路和大鍋接入在一起,大鍋再和手機形成二次連接。中間會涉及到很多波束、頻段的分配等等。

      當然,我們相信未來大面積衛星互聯網的建立,星上的計算架構、底層的硬件支持會對衛星數據的處理越來越友好,而同樣會把衛星產品做得越來越好,生態也會越來越繁榮。

      也許可以試想一下,接入衛星互聯網里的光學相機載荷、合成孔徑雷達載荷、氣象載荷、還有導航定位的高精度時空信息都會匯集到網絡中,多元融合的數據能夠迸發出很多充滿想象力的場景。未來旅行就不怕失聯,隨時能連上遠端網絡,同時能看到地球的氣象變化、災害信息,人在地球任何一個角度都能及時上傳照片,這樣很多事就會很方便。未來可能人類進入太空,在空間站生活也有網絡的支持。

      Founder Park:從應用側看,推動衛星智能化最大的需求來自遙感衛星嗎?是單點驅動還是多點開花的狀態?

      曹德志:衛星智能化的一個很重要的商業場景確實是遙感衛星智能化,因為最近幾年遙感衛星的遙感數據迎來了海量的增長。

      遙感衛星工作幾分鐘到十幾分鐘拍到的原始圖像數據就達到了 200GB、300GB 甚至 TB 級別。而星地帶寬呢?以 X 波段的數傳為例,每分鐘只能從星上下載有限量的數據。而一次飛過中國上空的七八分鐘,單軌也就只能下傳 80GB 左右。而數據量越大,下傳的壓力就越大。所以需要在衛星端讓數據有更高的壓縮比,或是刪掉一些無用的,把它提取出來變成能快速下傳的版本。這樣一看,衛星數據量的海量爆發帶來星上處理的需求,處理這些需求是衛星智能化很重要的命題。而這個趨勢在遙感衛星領域尤為明顯,所以也有很多遙感應用廠商會認為,衛星智能化的趨勢加快,也是由遙感數據量的暴漲引起。

      Founder Park:衛星智能化的核心挑戰?

      曹德志:衛星智能化的基礎來自于衛星行業的工業化,所以衛星行業的進步是一個系統性的提升,所以智能化的挑戰也來自于整個系統的全面升級。

      第一是衛星的架構設計,預留了多少能源容量以及支持智能化所需的算力資源。

      第二是對于衛星智能化架構的選擇,現在還處于路徑的收斂中,沒有完全確定標準。

      第三,衛星的應用生態,比如剛才提到的北極航道篩選、海上船只監管與定位救援以及森林火災等等,這些還需要大量的人力和資金的投入才能到可用的地步。

      雙輪驅動當中,一邊是衛星技術發展的驅動,一邊是數據和應用的驅動,只有兩個輪子一起跑才會跑得越來越快。討論衛星智能化的挑戰和門檻的話,我們會關注衛星端的挑戰,也會同時關注數據應用的挑戰。

      現階段商業成本會阻礙很多數據價值的發揮,個人付費使用衛星及數據的意愿比較薄弱。想真正頻繁化的進入生活,一是硬件架構、軟件層的統一收斂規劃,便于開發者大規模的進入,拓展應用生態,二是成本下降,讓更多的人開始使用衛星及其數據,三是需求隨著大量生態的拓展及數據應用開始爆發,綜合來看這三者具備了才是真正的突破了智能化的挑戰。

      03

      智能硬件+服務的

      PaaS 模式

      Founder Park:創業的動機是什么?創業時的商業判斷是怎么樣的?

      曹德志:2016 年,在 LIGO*發現引力波的第二年,實驗室(清華大學)的學弟提出了一個想法:在太空中利用小的立方星*進行引力波事件對應的伽瑪射線暴 (Gamma Ray Burst) 的探測。這也是清華現在非常著名的「天格計劃」*。

      LIGO:激光干涉引力波天文臺,探測引力波的一個大規模物理實驗和天文觀測臺。

      立方星:一種采用國際通用標準的低成本微納衛星,以「U」為單位,1U 體積為 10 厘米×10 厘米×10 厘米。

      天格計劃:目前為止該計劃已經發射了 5 顆載荷,預計今年還將發射 4 顆,并在年底 aLIGO 開機后能爭取一同觀測引力波事件中對應的伽馬射線暴。

      但是伽馬射線暴的時間比較短促,衛星在太空獲取到信號之后需要第一時間把結果告訴地面上的望遠鏡,這就引出了星上處理。從立方星的科學觀測、星上的邊緣計算,到科學閉環,最后又回到星上處理,我們發現星上處理有較大的商業化應用價值和前景,所以最后決定創建星測未來。我們做衛星領域并非兩手空空,實驗室和個人都進行了很長時間的積累,包括技術、調研、學習以及現在做的工作,還是吃了不少苦的。

      2019 年創業時其實一開始并沒有從商業上理順業務邏輯,當時認為這個行業是技術驅動的領域,我們掌握著行業內的「神兵利器」,或長或短的時間內肯定能在行業內找到合適的定位。產業鏈中有我們的位置,把工作做好就可以,當時并沒有精準把握行業的變化和未來的趨勢。

      后來真正啟動融資后,不斷和創業者交流,很多時候在客戶那里吃閉門羹后,再回來復盤,才真實地審視行業的動態變化,以及客戶到底需要什么,再逐步總結趨勢。過去幾年我們進行了中國衛星和全球衛星發射數量的統計,一些統計趨勢從線性到指數級的爆炸,從不同類別到不同的星座計劃,其中部分已經出現智能化趨勢,這才總結出值得選擇的前沿商業邏輯。

      Founder Park:星測未來的商業模式?

      曹德志:第一類商業模式是產品模式,提供太空實驗載荷和星上計算平臺的硬件模塊,把產品賣給科學家或者衛星公司。加裝在衛星上面,有成熟的硬件平臺和靈活的 SDK,就可以很好地支持衛星智能化升級。

      第二類場景是服務模式,因為直接購買產品是一次性的,也比較貴,在百萬量級左右,我們現在也在嘗試提供較低成本的服務合作模式,就是用戶可以按年采購服務數據的方式合作。

      Founder Park:你們怎么選擇自己的路徑,會嘗試通用化的解決方案嗎?

      曹德志:我們現階段標準版本的產品是星溪 02,面向 300 公斤級以下衛星,不管是 50 公斤級的立方星,還是 200 公斤級左右的雷達星,我們都可以裝。這樣保證了產品的相對通用性,這種通用性可以通過兼容多種衛星接口來實現。標準化產品能應用于 300 公斤以下衛星意味著很多商業場景和邏輯能通過一套架構實現。這種方式對于我們來說更像是硬件預埋、軟件算法更新的模式,很像自動駕駛領域里,大算力芯片和操作系統能不斷地持續迭代安裝包和應用場景,釋放算力性能。

      星溪 02 實物圖 | 來源:星測未來

      我們還有正在研發的可拓展及新一代高性能通用計算平臺,這是算力更強架構更優化的版本了。

      Founder Park:目前衛星智能化你們開拓了哪些應用場景?

      曹德志:近幾年我們研發了三款產品。目前成熟在軌的是星溪 02 系列,已經運行了接近半年。目前階段我們的工作比較多,包括面向衛星公司提出基于硬件平臺加速的能力,在 AI 壓縮、SAR 成像、以及在軌目標解譯都有應用。其次,我們也在開拓行業應用,例如艦船識別,它既有民用方向的應用,比如在政府端做走私、航運的監管,也會有軍事應用,例如重要情報獲取、戰略支持等。這是我們現在探索和關注的兩個場景。

      再有我們還在關注的領域還有例如海上風電場,福建臺灣海峽一帶風力資源比較豐富,可以通過氣象衛星、海洋衛星等來評估風力資源,通過衛星端計算評估風力走向,從而在安裝風力發電機后進行開機關停以及自動化的調整。

      另外還有一個有意思的、在關注的場景是北極航道的跟蹤,因為南極有冰覆蓋,但北極是一段時間有冰,一段時間沒有冰,沒有冰的季節會有航道的出現。走日本海,穿過白令海峽,去美國可以不用走太平洋,可以先到加拿大。這方面俄羅斯對于北極航道是很關注的。也許有可能通過太陽同步軌道、SAR 衛星、光學衛星能得到航道信息,在經濟上有較大的應用價值。

      Founder Park:你們在應用探索的時候踩過什么坑?

      曹德志:有一次接到了打擊走私假煙的需求,每年煙草稅大概 1 萬多億,走私一點可能就有兩三百億的偷稅漏稅,如果這方面的監管能做好,幾千萬上億的營收很容易能拿到。但我們經過調研分析后發現有很大挑戰,因為假煙工廠一般是小平房,對外沒有什么特征,找到假煙的工廠是不容易的?,F階段技術其實也還不成熟。

      還有一類場景的需求是考古。例如地下墓葬群,判斷上面的土地是否和其他地方不一樣?,F階段也有接到過需求,希望衛星數據能給考古提供建議。但一方面是政策上有挑戰,要取得相應資質,另一方面也還需要專業機構,例如考古院所、或者文保局的指導,再通過技術手段做相應的勘探。這方面盡管看起來很有價值,但政策和技術上還有挑戰,需要時間。


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