俄烏戰(zhàn)爭中，SpaceX 的星鏈突然成為了大眾的關注點。在戰(zhàn)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(qū)也因為星鏈基本恢復了語音和數(shù)據(jù)服務。

　　本以為離普通人很遙遠的衛(wèi)星應用，突然就來到了我們的現(xiàn)實生活中。

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

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

　　但衛(wèi)星智能化到底是前途渺茫還是真實的行業(yè)趨勢？現(xiàn)在行業(yè)現(xiàn)狀又是怎樣的？作為國內專攻衛(wèi)星智能化的公司，星測未來研發(fā)的星溪 02 通用星上處理載荷已經搭載衛(wèi)星進行發(fā)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(lián)合創(chuàng)始人曹德志，來聊一聊衛(wèi)星智能化的技術現(xiàn)狀和應用前景。

　　在星鏈的商業(yè)行為之外，其中的戰(zhàn)爭潛力不應被忽視，對它保持警惕的同時也應著力發(fā)展我們國家的衛(wèi)星互聯(lián)網。

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

　　衛(wèi)星是太空中的稀缺數(shù)據(jù)獲取平臺。

　　衛(wèi)星智能化的一個很重要的場景就是遙感衛(wèi)星智能化，因為最近幾年遙感衛(wèi)星的遙感數(shù)據(jù)迎來了海量的增長。

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

　　01

　　星鏈推動了

　　衛(wèi)星的工業(yè)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(yè)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(wèi)星星座，星鏈能提供的數(shù)據(jù)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(fā)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(zhàn)略武器，可以攔截太空戰(zhàn)略導彈，甚至說星鏈具備遠程監(jiān)控和撞擊能力，聽上去也是十分夸張。

　　分享一些行業(yè)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(yè)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(yè)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(qū)就不方便了。而國外大部分地區(qū)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(wèi)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(yè)上一個很大的價值，為難接入網絡的偏遠地區(qū)的民眾提供網絡支持。之后就可以論證多少顆衛(wèi)星合適，例如 42,000 顆能覆蓋多少區(qū)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(yè)問題，而商業(yè)層面是否合算，最終由市場決定就好。

　　但是在星鏈的商業(yè)行為之外，現(xiàn)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(yè)航天星座體系是否能支撐軍事行為，而一旦技術試驗閉環(huán)成果，我們就不應忽視這種戰(zhàn)爭潛力，所以在對它保持商業(yè)嗅覺、軍事應用警惕的同時也應著力發(fā)展我們國家的衛(wèi)星互聯(lián)網。

　　Founder Park：你認為星鏈計劃對衛(wèi)星產業(yè)有什么影響？

　　曹德志：從技術層面看，衛(wèi)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(yè)化體系的支撐，據(jù)了解，星鏈衛(wèi)星工廠的生產效率是傳統(tǒng)衛(wèi)星企業(yè)的 10 倍，20 倍以上，一個月能生產制造 120 顆衛(wèi)星，而這背后是將衛(wèi)星這樣太空高精尖專項產品推進到工業(yè)化、批產化的時代，這是很大的突破，引入系統(tǒng)級的工業(yè)化體系推動衛(wèi)星體系和工業(yè)化進程。

　　第二，星鏈用的芯片都是工業(yè)級芯片，以及地面使用的操作系統(tǒng)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(shù)量還是性能可能都無法滿足。因此勢必考慮需要引入工業(yè)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(yè)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(yè)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(wèi)星的制造周期有較大的變化？

　　曹德志：以前制造一顆衛(wèi)星通常以年為單位。一顆噸量級衛(wèi)星前期生產和測試就要 1-2 年。通過所有測試到發(fā)射又需要 1-2 年。粗略估計一顆噸量級衛(wèi)星平均制造周期在 2-4 年，具體時間根據(jù)衛(wèi)星大小而定。馬斯克最新的消息是五天內打三發(fā)星鏈將近 160 顆，每周產能不低于 18 顆衛(wèi)星，意味著生產一批只需要 3 周的生產時間，數(shù)量開始快速增加，并且隨著發(fā)射數(shù)量不斷攀升，一年能打兩三千顆衛(wèi)星，已經是目前人類在軌活躍衛(wèi)星數(shù)量的一半。馬斯克現(xiàn)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(shù)量推向新高，工業(yè)化能力非常強勁。

　　但國內也有很多衛(wèi)星公司也做得很棒，我們現(xiàn)在看到，頭部衛(wèi)星公司長光衛(wèi)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(yè)化出產能力。航天科工集團二院下屬的空間公司，據(jù)說在武漢也有智能衛(wèi)星生產線。因此從衛(wèi)星的批產化、工業(yè)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(wèi)星批量化對衛(wèi)星智能化發(fā)展的意義？

　　曹德志：先有數(shù)量，后有數(shù)據(jù)應用，有了數(shù)據(jù)應用，批量化的規(guī)模效應才更有意義。當衛(wèi)星已經進入工業(yè)化、批量化的時代后，如果沒有衛(wèi)星智能化的驅動，所有衛(wèi)星發(fā)射上天后，數(shù)據(jù)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(guī)模建站，這意味著基本上衛(wèi)星數(shù)據(jù)都要回到中國上空才能下行。而隨著衛(wèi)星的分辨率越來越高，采到的數(shù)據(jù)越來越多。因此海量的衛(wèi)星組建網絡，是擴增了數(shù)據(jù)量和高重返下的應用想象力，但是如果沒有衛(wèi)星智能化做數(shù)據(jù)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(wèi)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(shù)據(jù)量非常有限。如果大量數(shù)據(jù)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(wèi)星數(shù)據(jù)挖掘的時效性意義。

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

　　Founder Park：小型衛(wèi)星組成的星座的優(yōu)勢是什么？

　　曹德志：小型星座的優(yōu)勢是體積小，發(fā)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(fā)射。馬斯克現(xiàn)在發(fā)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(wèi)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(yè)化競爭力。

　　大衛(wèi)星通常是需要專門定制化的，一顆噸量級的衛(wèi)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(xiàn)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(shù)量級的差異。因此小衛(wèi)星低成本，具備比較好的商業(yè)化前景，大家也愿意嘗試。所以核心是用小衛(wèi)星加星座組網的方式給商業(yè)化帶來一種新的可能性。但未來究竟是否盈利，這是衛(wèi)星生態(tài)崛起后再嘗試逐步解決的。

　　但從需求角度看，低軌衛(wèi)星星座可能是未來技術的一種范式，但也并不否認大衛(wèi)星的作用，要注意到這里有個限定詞——低軌衛(wèi)星；目前我們應對中軌和高軌還需要大衛(wèi)星的支持。因為離地球遠，會對信號傳輸以及數(shù)據(jù)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(huán)境下，未來可能還是主流的噸量級衛(wèi)星。

　　所以，大衛(wèi)星和小衛(wèi)星只是技術上的代稱，更重要的是分析衛(wèi)星在不同的軌道、不同的空間環(huán)境中發(fā)揮什么作用，例如地球同步軌道用來放置氣象衛(wèi)星或數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星比較合適，低軌衛(wèi)星會繞地球轉，這種情況下大衛(wèi)星不一定合適，或許應該依賴小體量的衛(wèi)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(yè)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(fā)現(xiàn)當?shù)乜赡軟]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(wèi)星，電話可以通過當?shù)氐男l(wèi)星基站通信，相當于接入衛(wèi)星網絡。但衛(wèi)星過去了，基站就跑遠了，需要下一個衛(wèi)星接力。所以如果只有一顆通信衛(wèi)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(tài)。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(wèi)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(wèi)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(wèi)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(tài)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(shù)據(jù)獲取。當然，拍到的大量數(shù)據(jù)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(tài)的巨大幫助，將來用衛(wèi)星數(shù)據(jù)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(tài)。

　　Founder Park：你怎么理解衛(wèi)星的本質，衛(wèi)星會成為太空中的數(shù)據(jù)基礎設施嗎？

　　曹德志：我認為會的。在商業(yè)航天爆發(fā)的趨勢下，在未來走向衛(wèi)星智能化的應用生態(tài)里，用太空數(shù)據(jù)基礎設施形容衛(wèi)星絕不為過。當衛(wèi)星的星上數(shù)據(jù)采集開始呈現(xiàn)海量爆發(fā)的趨勢，那么衛(wèi)星端歷史數(shù)據(jù)以及未來獲取的數(shù)據(jù)將遠超我們的想象，之前的哥白尼計劃現(xiàn)在每天下行數(shù)據(jù)量已經達到 TB 量級，而未來數(shù)據(jù)量的爆發(fā)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(wèi)星，則是這一切的載荷、節(jié)點和中繼，所以我們認為把它定義為數(shù)據(jù)基礎設施應當是恰如其分的。

　　Founder Park：關于遙感衛(wèi)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(wèi)星往天上放，例如可見光衛(wèi)星，它和人眼成像的頻段比較相似，所見即所得。但可見光衛(wèi)星領域目前國內長光衛(wèi)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(wèi)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(lián)合研制并發(fā)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(fā)射。其他的還有去年 7 月份公布 SAR 衛(wèi)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(wèi)星，這些都是國內著名的 SAR 衛(wèi)星企業(yè)。

　　LT-1 衛(wèi)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(chuàng)新研究院

　　我們看到現(xiàn)在有個概念叫碳衛(wèi)星，是用來監(jiān)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(wèi)星星座，能監(jiān)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(yè)變現(xiàn)方式。

　　所以按照不同的波段、作用分類，會發(fā)現(xiàn)遙感衛(wèi)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(shù)據(jù)，產生不同的商業(yè)價值。因此籠統(tǒng)地講，遙感衛(wèi)星的商業(yè)化價值層面上，可見光衛(wèi)星、雷達衛(wèi)星、碳衛(wèi)星能初步看到較高的商業(yè)價值。同時，國內外很多衛(wèi)星廠商也都在投入新的研發(fā)，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(wèi)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(wèi)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(wèi)星產品的變化，例如成本，例如功能和設計。另外一輪，是數(shù)據(jù)價值的挖掘，也就是說傳感器能夠獲取什么數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)能應用在什么領域，比如國防、國土監(jiān)測、水域、陸地、海洋、氣象等，這是商業(yè)化角度看數(shù)據(jù)應用的價值。

　　而所謂的雙輪驅動，就是指大量的衛(wèi)星應用、數(shù)據(jù)挖掘會推進衛(wèi)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(wèi)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(wèi)星更好、更高效率、更可靠的迭代前進，能更好地獲取數(shù)據(jù)，同時降低成本而促進衛(wèi)星的發(fā)展。更好的衛(wèi)星能更好地促進收集數(shù)據(jù)，更好的數(shù)據(jù)應用會催生更多衛(wèi)星研制發(fā)射和降低成本的需求，所以這樣就形成了雙輪滾動的狀態(tài)。

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

　　02

　　主要應用場景

　　是遙感衛(wèi)星的智能化

　　Founder Park：回顧衛(wèi)星的發(fā)展，過去衛(wèi)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(wèi)星的增長驅動主要來自兩方面：

　　一方面由于過去衛(wèi)星的應用是面向國家戰(zhàn)略需求，例如軍事衛(wèi)星、面向政府的衛(wèi)星等，由科研單位、國企主導。要求是達到高可靠標準，所以衛(wèi)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(yè)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(wèi)星發(fā)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(tài)，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(yè)的發(fā)展不足以支持在衛(wèi)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(wèi)星本身的存活和運行。

　　而現(xiàn)在，衛(wèi)星工業(yè)化的發(fā)展也帶動了智能化的發(fā)展，在批量化的衛(wèi)星發(fā)射后，衛(wèi)星進入了一個工業(yè)化生產的過程，在此基礎上也許會誕生超異構架構，突破衛(wèi)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(guī)模應用爆發(fā)，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(tǒng)合，第二個操作系統(tǒng)和應用生態(tài)的繁榮。

　　Founder Park：衛(wèi)星智能化和人工智能的發(fā)展是否有關系？

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

　　而人工智能芯片專門針對神經網絡優(yōu)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(wèi)星智能化的發(fā)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(wèi)星圖像數(shù)據(jù)直接提取特征目標，或者基于 AI 算法開展遙感圖像數(shù)據(jù)壓縮等。

　　Founder Park：如何劃分衛(wèi)星智能化發(fā)展的階段？

　　曹德志：劃分階段恐怕有些難，畢竟行業(yè)也才剛起步，所以粗淺的可以給一些對當前衛(wèi)星智能化在數(shù)據(jù)應用處理上的幾個發(fā)展維度。

　　從數(shù)據(jù)的價值層面講，例如只做編碼、壓縮，不對數(shù)據(jù)進行任何處理，這是智能化的第一個階段，只起到優(yōu)化傳輸?shù)淖饔谩Ｏ乱粋€階段可能是對數(shù)據(jù)進行一定的處理，例如切片、刪掉一些無效數(shù)據(jù)精簡空間，或者對數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)挖掘的產品化。

　　而在應用側和數(shù)據(jù)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。可能未來有很多不同的架構、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(shù)據(jù)逐級處理應該是走向未來的智能化趨勢。

　　Founder Park：如果實現(xiàn)手機直連衛(wèi)星的場景，對衛(wèi)星智能化的發(fā)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(wèi)星，我猜想應用一定是爆發(fā)性的。過去，iPhone4 的爆發(fā)就是因為每個人開始能接入智能手機的生態(tài)網絡。而如果每個人的手機都能連上衛(wèi)星，很多生活上的應用就可以通過衛(wèi)星網絡實現(xiàn)，例如旅游、出行、地圖、高精度定位，還有數(shù)據(jù)傳輸鏈路，都會從衛(wèi)星端衍生出來。但目前來看，大規(guī)模普及衛(wèi)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(wèi)星現(xiàn)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(wèi)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(wèi)星互聯(lián)網的建立，星上的計算架構、底層的硬件支持會對衛(wèi)星數(shù)據(jù)的處理越來越友好，而同樣會把衛(wèi)星產品做得越來越好，生態(tài)也會越來越繁榮。

　　也許可以試想一下，接入衛(wèi)星互聯(lián)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(shù)據(jù)能夠迸發(fā)出很多充滿想象力的場景。未來旅行就不怕失聯(lián)，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(wèi)星智能化最大的需求來自遙感衛(wèi)星嗎？是單點驅動還是多點開花的狀態(tài)？

　　曹德志：衛(wèi)星智能化的一個很重要的商業(yè)場景確實是遙感衛(wèi)星智能化，因為最近幾年遙感衛(wèi)星的遙感數(shù)據(jù)迎來了海量的增長。

　　遙感衛(wèi)星工作幾分鐘到十幾分鐘拍到的原始圖像數(shù)據(jù)就達到了 200GB、300GB 甚至 TB 級別。而星地帶寬呢？以 X 波段的數(shù)傳為例，每分鐘只能從星上下載有限量的數(shù)據(jù)。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(shù)據(jù)量越大，下傳的壓力就越大。所以需要在衛(wèi)星端讓數(shù)據(jù)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(wèi)星數(shù)據(jù)量的海量爆發(fā)帶來星上處理的需求，處理這些需求是衛(wèi)星智能化很重要的命題。而這個趨勢在遙感衛(wèi)星領域尤為明顯，所以也有很多遙感應用廠商會認為，衛(wèi)星智能化的趨勢加快，也是由遙感數(shù)據(jù)量的暴漲引起。

　　Founder Park：衛(wèi)星智能化的核心挑戰(zhàn)？

　　曹德志：衛(wèi)星智能化的基礎來自于衛(wèi)星行業(yè)的工業(yè)化，所以衛(wèi)星行業(yè)的進步是一個系統(tǒng)性的提升，所以智能化的挑戰(zhàn)也來自于整個系統(tǒng)的全面升級。

　　第一是衛(wèi)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(wèi)星智能化架構的選擇，現(xiàn)在還處于路徑的收斂中，沒有完全確定標準。

　　第三，衛(wèi)星的應用生態(tài)，比如剛才提到的北極航道篩選、海上船只監(jiān)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(wèi)星技術發(fā)展的驅動，一邊是數(shù)據(jù)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(wèi)星智能化的挑戰(zhàn)和門檻的話，我們會關注衛(wèi)星端的挑戰(zhàn)，也會同時關注數(shù)據(jù)應用的挑戰(zhàn)。

　　現(xiàn)階段商業(yè)成本會阻礙很多數(shù)據(jù)價值的發(fā)揮，個人付費使用衛(wèi)星及數(shù)據(jù)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(tǒng)一收斂規(guī)劃，便于開發(fā)者大規(guī)模的進入，拓展應用生態(tài)，二是成本下降，讓更多的人開始使用衛(wèi)星及其數(shù)據(jù)，三是需求隨著大量生態(tài)的拓展及數(shù)據(jù)應用開始爆發(fā)，綜合來看這三者具備了才是真正的突破了智能化的挑戰(zhàn)。

　　03

　　智能硬件+服務的

　　PaaS 模式

　　Founder Park：創(chuàng)業(yè)的動機是什么？創(chuàng)業(yè)時的商業(yè)判斷是怎么樣的？

　　曹德志：2016 年，在 LIGO*發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(guī)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(wèi)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(fā)射了 5 顆載荷，預計今年還將發(fā)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(wèi)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(huán)，最后又回到星上處理，我們發(fā)現(xiàn)星上處理有較大的商業(yè)化應用價值和前景，所以最后決定創(chuàng)建星測未來。我們做衛(wèi)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(xiàn)在做的工作，還是吃了不少苦的。

　　2019 年創(chuàng)業(yè)時其實一開始并沒有從商業(yè)上理順業(yè)務邏輯，當時認為這個行業(yè)是技術驅動的領域，我們掌握著行業(yè)內的「神兵利器」，或長或短的時間內肯定能在行業(yè)內找到合適的定位。產業(yè)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(yè)的變化和未來的趨勢。

　　后來真正啟動融資后，不斷和創(chuàng)業(yè)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(yè)的動態(tài)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(wèi)星和全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量的統(tǒng)計，一些統(tǒng)計趨勢從線性到指數(shù)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(xiàn)智能化趨勢，這才總結出值得選擇的前沿商業(yè)邏輯。

　　Founder Park：星測未來的商業(yè)模式？

　　曹德志：第一類商業(yè)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(wèi)星公司。加裝在衛(wèi)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(wèi)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(xiàn)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(shù)據(jù)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(xiàn)階段標準版本的產品是星溪 02，面向 300 公斤級以下衛(wèi)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(wèi)星接口來實現(xiàn)。標準化產品能應用于 300 公斤以下衛(wèi)星意味著很多商業(yè)場景和邏輯能通過一套架構實現(xiàn)。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(tǒng)能不斷地持續(xù)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(fā)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(yōu)化的版本了。

　　Founder Park：目前衛(wèi)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(fā)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(wèi)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(yè)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(jiān)管，也會有軍事應用，例如重要情報獲取、戰(zhàn)略支持等。這是我們現(xiàn)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(wèi)星、海洋衛(wèi)星等來評估風力資源，通過衛(wèi)星端計算評估風力走向，從而在安裝風力發(fā)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(jié)會有航道的出現(xiàn)。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(wèi)星、光學衛(wèi)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(jiān)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(fā)現(xiàn)有很大挑戰(zhàn)，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。現(xiàn)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。現(xiàn)階段也有接到過需求，希望衛(wèi)星數(shù)據(jù)能給考古提供建議。但一方面是政策上有挑戰(zhàn)，要取得相應資質，另一方面也還需要專業(yè)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(zhàn)，需要時間。

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