“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。”中国科学院软件研究所研究员赵军锁告诉科技日报记者，得益于高达40TOPS(即每秒钟万亿次操作)的星载算力，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。
智能的基础是“数据共享”
2017年，科技部副部长李萌在解读《新一代人工智能发展规划》时指出，新一代的人工智能主要是大数据基础上的人工智能。
5年多以来，地面上的人工智能已经逐步实现数据共享和数据驱动。而在空天领域，受限于组织架构和算力等原因，数据一直局限在分系统内部。
“例如，恒星敏感器是卫星姿态控制系统的重要组成部分，它获取的数据以往只能用于卫星姿态的控制，这些数据对其他任务比如图像采集也有作用，能不能利用上呢?”赵军锁说，“天智二号”D星上自主研发的天基超算平台能打破原有的分系统分割，实现数据共享，驱动智能运算。
据介绍，“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星体积小能量大，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。
“开放”让卫星越来越聪明
“不断演进的能力是智能化的更高阶段。”赵军锁表示，科研工作要立足长远，尤其面向深空探索的科研项目，在设计时更应该预留升级、演进、迭代的系统框架。
为此，“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，其性能与手机系统中的“安卓”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后将数据第一时间下传到地面。因此，“天智二号”D星上的地面任务难度大幅降低，信息时效性也将大幅提升。
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使用。
赵军锁介绍，中国科学院软件研究所后续将与软件定义卫星技术联盟各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。
