但算法在实际的从地向天转移的过程中,往往需要面临两大难关:
挑战1:算法开发缺乏实时全链路测试
在真实的星上处理场景中,卫星数传链路和运行系统具有很强的特殊性。数据传输需要经过相机载荷、存储单元和计算载荷等多个功能部件,而算法的正常运行则需要卫星平台这个“司令官”对卫星整体系统进行统一指挥。所以算法在上星前,需要做大量的测试调试与卫星“磨合”,才能保证在轨后的稳定性。
(星上智能处理的全流程)
传统研发工作通常在开发板和服务器上进行,为避免上星后在轨运行不畅、设备损坏等高风险问题,算法在发射前需要在真实卫星系统中进行测试。这种工作模式的返工率、出错率以及整体迁移成本很高,因为开发板只能测试算法性能,缺乏完整的星上链路验证闭环,无法实时了解算法对载荷实际状态的影响,许多技术问题只能在后续的载荷调试中才能发现。而卫星产品全流程测试链条冗长,任何细微的改动都会经过开发板测试、载荷验证再到卫星平台方联调等各个环节,这使得研发工作变得如履薄冰。

(上星产品的常见测试链条)
挑战2:真实的星上验证成本和难度高
最理想的方式是直接复制一套卫星运行系统中的设备进行全链路测试,但这对于早期研发工作来说很难实现,因为相较于地面测试设备,卫星载荷成本更高,且载荷的结构和性能是专为太空环境和卫星工作模式而设计的,其接口、散热、算法开发依赖库等技术方案与地面测试环境差异大,很难直连地面设备进行高频率的算法部署和调试工作,无法全面覆盖研发全链路测试的各类需求。
如何打造星上处理全链路模拟和易操作的地面仿真平台,以便在研发前期就能高效率、低成本地解决更多后续测试中可能发现的技术漏洞,是降低卫星应用服务验证门槛的关键所在。
在国外许多公司十分重视算法上星前的地面全链路测试,比如Exodus Orbitals、SpiralBlue 等多家卫星公司组成太空边缘计算联盟,提供地面计算技术向星上边缘端迁移的验证服务,其中专门打造了在地面进行算法测试的仿真平台。
(边缘计算联盟的整体服务流程)
而国内相关市场还十分空白,在此背景下海月·天基计算仿真平台应运而生,提供1:1模拟星上处理全链路的测试服务,为卫星应用开发提供安全、高效、低成本的验证解决方案。
02海月·天基计算仿真平台
海月·天基计算仿真平台是聚焦星上处理场景的地面仿真软硬件一体解决方案,构成包含智能计算载荷、卫星数据模拟器和可视化中控软件平台。
(智能计算载荷和卫星模拟器)
(可视化中控软件平台界面)
基于公司丰富多方卫星平台对接和客户服务经验,海月可以帮助用户低成本、短周期地在地面实现星上载荷控制、数据收发、软件应用等流程的全链路模拟及可视化呈现,满足各类软硬件上星前测试和科研教学演示需求。
海月一经发布就受到业界广泛关注,在试用申请截止日累计约有20家机构的申请表单。目前航天科工海鹰集团、航天科工集团智能科技研究院、武汉大学、中科院空天院齐鲁分院和东北大学等多家机构及科研院所已进行试用并提出宝贵的建议,我们基于反馈进行了新一轮技术迭代和功能优化,以期提升平台的性能和实用性。
在试用调研中,许多客户都对海月强大地面仿真能力、全面的功能模块和完善的开放平台架构等亮点印象深刻,这离不开海月秉持的“高、全、易、低”的产品设计哲学。凭借公司多年在轨业务经验,海月采用经过在轨验证的高可靠方案,帮助客户算法由地向星高效迁移。
03全链模拟,全程可视,开放平台
完整链路闭环,筛查潜在风险
海月主要是从以下几个方面进行星上处理全链路模拟:
卫星模拟器:模拟真实卫星平台的数据传输、指令调度、星上数据存储等
智能计算载荷:可模拟星上边缘计算载荷,进行载荷控制和高性能数据处理。海月计算载荷复刻星溪02 pro设计方案,提供同等星上算力性能和计算平台。
上位机软件:模拟地面站进行数据处理、指令调度和遥测遥控等工作
(海月模拟真实星上处理的原理图)
多样功能模块,流畅研发体验
上位机软件配备丰富的功能库,涵盖载荷测控、文件管理、数据处理和OTA等多样功能,轻松通过按钮点击完成各项工作,实时获取任务运行状态及进程,全方位满足研发测试和教学演示的通用需求。
随时监控载荷和UTC时间
在轨更新模块,实时一键升级
指令创建界面,数据可视追踪
文件快速管理
可视化查看数据结果
向下滑动查看
(海月各大功能分区)
全程可视,效率UP
可视化中控平台采用图像化界面设计,支持可见光AI识别、SAR成像等任务场景从指令上传、算法处理结果和载荷状态等全流程展示,提供整理后的数据结果图文信息,让一切清晰可见。
比如在光学 AI目标识别的场景中,用户算法运行后,可查看关键指标和载荷电流电压等实时数据反馈,现场了解算法运行效果。
海月自带教学演示操作视频和说明书,预置了光学目标检测、SAR成像及检测、GTX高速数据传输等算法样例程序,完成简单连接和配置即可进行demo演示和学习,手把手教你玩转各大功能操作。
(海月上位机软件演示视频)
开放平台,场景可迁
海月自带层级完善的框架OS驱动层-基础工具库-应用框架层开发支撑体系,预置丰富的工具链,帮助研发者轻松应对星上产品开发的高难度挑战。
同时采用开放式架构设计,允许用户进行自定义算法测试和系统安装,不仅适用于发射前天基计算系统运行模拟,还可灵活适配天基云边端协同、工业智能等前沿科技场景进行研究。
其中智能计算载荷自带开放通用接口,可连接接PC/显示器等外设在屏幕上进行自定义算法开发。
航天品质,触手可及
海月作为星溪02Pro的地面孪生产品,智能计算载荷采用与星溪02 pro 相同的FPGA-SoC+GPU-SoC 设计方案,提供与其同等的航天算力性能,带你模拟访问真实的星上计算平台。当算法方案在海月完成验证后,可直接迁移到星溪02 Pro中,减少后续调试工作。
作为面向地面使用的仿真平台,海月采用更丰富的接口设计,能覆盖常用的卫星数传和地面调试接口需求,可随时随地连接外设进行高效开发。而星溪02 pro的设计方案只针对于太空环境特点,其接口、体积、散热和抗辐照性满足真实在轨运行的特殊要求。
(海月与星溪02 pro产品)
(海月与星溪业务合作模式)
网友评论