4月24日消息（苡臻） 当浩瀚宇宙成为人类探索与竞争的新边疆，卫星正从单纯的通信、导航、遥感工具，向着智能化、计算化的方向加速演进。
"让卫星成为带翅膀的计算机"，北京邮电大学王尚广怀揣着这样极具前瞻性的梦想，带领团队以天算星座为载体，在空天计算领域不断探索突破。
近日，C114与王尚广深入对话，揭开全球首个空天计算在轨试验平台--天算星座背后的创新密码与宏大愿景。
三大挑战亟需空天计算：构建"天算星座"在轨实验平台
提起卫星，从前人们大多是从任务定义角度出发，想到通信、导航、遥感。现在，为什么开始强调"计算"？又为什么需要空天计算？
王尚广以通信举例，"从通信的发展历程来看，一旦底层网络实现了有效联接，且通信满足一定条件，上层业务必然会走向繁荣，而这繁荣的上层业务离不开计算的支撑。"
另外，我国在卫星数量和全球地面站的布局上，相比美国存在一定差距。美国有 "抬头美国星""低头美国站" 的说法，而我国由于历史发展原因，面临"天上不成网，地上不成面"问题，在特殊场景下，有时只能"望天兴叹"。
不过，随着中国星网与上海垣信等卫星互联网公司成立，这些问题正逐步得到大面积解决，但仍需一个过程。目前在遥感、导航和通信等领域，都面临一系列挑战。
具体体现在三个层面：一是天上一张网，地上一张网，协议体制多样，导致"网网不同"；二是智星、傻星、呆星能力异构，互联互通性差，导致"星星并存"；三是星上数据难下达，地上计算多繁杂，导致"算算失衡"。
针对这些挑战，他提出，需要空天计算，通过在星上增加计算能力，减少卫星的数据回传量，优化星上业务传输，将更有价值的信息传回地面或在星间传输，从而提升卫星互联网和卫星通信上层业务能力。
但空天计算也遇到诸多挑战，包括"星上计算多受限，星间计算多频繁，星地计算难透传，站地计算协同难"等。"地上千仿万算，不如星上跑一遍"，以星上计算受限为例，提供更好的平台和条件至关重要。
因此，北京邮电大学联合国内优势单位，攻克星地一体服务化管理与资源配置、星间跨域协同与服务供应等多项核心技术，共同建设全球首个空天计算在轨试验平台--天算星座。
"三开"+"三新"：让卫星成为"带翅膀的计算机"
王尚广指出，传统卫星领域具有高封闭、高门槛、高开销的"三高"特点。但天算星座的理念是"三开"，早期是开放、开源、开心，后来进一步凝练为"代码公开、数据开放、系统开源"。
"我们将星上所有的数据、代码和系统都在天算的网站或相关开源平台上进行了公开。这种开放的理念是我们开展空间计算的重要特点。"
同时，天算星座的科学价值体现在 "三新"：即成为新规律的发现者、新技术的提出者和新设备的研制者。
基于"三开"理念和"三新"定位，天算星座已取得一系列前沿性探索成果。全球首个星载 5G 核心网系统的研制，便是天算星座勇于创新的典型案例。在学术界和产业界对核心网上星犹豫不决时，天算星座率先尝试并取得成功；
云原生卫星平台实现大小模型协同推理，使在轨目标识别精度提升超 50%，卫星回传数据量减少90%以上，进一步彰显了天算星座的技术实力；
而"太空服务器" 的诞生，则是天算星座迈向梦想的重要一步。从全新散热模式设计到全国产器件集成，从自研双内核卫星操作系统到针对太空粒子翻转的创新解决方案，太空服务器以软件层面保障可靠性的独特优势，成为天算星座的核心竞争力。
王尚广表示，未来，天算星座将聚焦"卫星两夫妻，太空三兄弟"，"卫星两夫妻"即一"软"（卫星操作系统）一"硬"（卫星开源平台）；"太空三兄弟"即太空服务器、太空路由器和太空交换机，分别负责星内计算、星间传输、星地交互，推动卫星向 "带翅膀的计算机" 加速迈进。
低成本+成果转化：推动商业航天可持续发展
实现卫星互联网的商业闭环，最核心的痛点即"成本"。
王尚广表示，天算星座从用户需求、技术突破、行业生态三个维度精准发力，全力破解这一难题。
在用户需求端，从建设之初，便明确目标群体，采用众筹模式降低成本；技术层面，摒弃传统过度依赖硬件备份保障可靠性的方式，通过软件创新，在操作系统级别建立针对太空粒子翻转的纠错机制等举措，大幅降低星上成本；
行业生态方面，与卫星制造厂商、地面站生产厂商以及应用需求方等多方联动，实现星上、地面站和地上数据中心之间的云边端联合协同优化和推理，打通数据，以系统性思维降低问题解决成本。
他提到，太空服务器在相同体积、功耗和性能的条件下，成本可降至市场现有水平的十分之一，甚至未来硬件可能免费赠送。
科技成果转化是科研价值落地的关键。王尚广表示，应从全局角度考察，优化科技成果转化路径。
天算星座规划了多元转化路径，从学生基于太空服务器和卫星操作系统创业，到为企业提供星上大数据处理服务，逐步实现从国家支持基础研究，到企业合作解决问题，最终推动产学研用各个产业链形成良性循环，推动卫星互联网与商业航天可持续发展。
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