C114訊 4月24日消息（苡臻） 當浩瀚宇宙成為人類探索與競爭的新邊疆，衛星正從單純的通信、導航、遙感工具，向著智能化、計算化的方向加速演進。
"讓衛星成為帶翅膀的計算機"，北京郵電大學王尚廣懷揣著這樣極具前瞻性的夢想，帶領團隊以天算星座為載體，在空天計算領域不斷探索突破。
近日，C114與王尚廣深入對話，揭開全球首個空天計算在軌試驗平臺--天算星座背后的創新密碼與宏大愿景。
三大挑戰亟需空天計算：構建"天算星座"在軌實驗平臺
提起衛星，從前人們大多是從任務定義角度出發，想到通信、導航、遙感。現在，為什么開始強調"計算"？又為什么需要空天計算？
王尚廣以通信舉例，"從通信的發展歷程來看，一旦底層網絡實現了有效聯接，且通信滿足一定條件，上層業務必然會走向繁榮，而這繁榮的上層業務離不開計算的支撐。"
另外，我國在衛星數量和全球地面站的布局上，相比美國存在一定差距。美國有 "抬頭美國星""低頭美國站" 的說法，而我國由于歷史發展原因，面臨"天上不成網，地上不成面"問題，在特殊場景下，有時只能"望天興嘆"。
不過，隨著中國星網與上海垣信等衛星互聯網公司成立，這些問題正逐步得到大面積解決，但仍需一個過程。目前在遙感、導航和通信等領域，都面臨一系列挑戰。
具體體現在三個層面：一是天上一張網，地上一張網，協議體制多樣，導致"網網不同"；二是智星、傻星、呆星能力異構，互聯互通性差，導致"星星并存"；三是星上數據難下達，地上計算多繁雜，導致"算算失衡"。
針對這些挑戰，他提出，需要空天計算，通過在星上增加計算能力，減少衛星的數據回傳量，優化星上業務傳輸，將更有價值的信息傳回地面或在星間傳輸，從而提升衛星互聯網和衛星通信上層業務能力。
但空天計算也遇到諸多挑戰，包括"星上計算多受限，星間計算多頻繁，星地計算難透傳，站地計算協同難"等。"地上千仿萬算，不如星上跑一遍"，以星上計算受限為例，提供更好的平臺和條件至關重要。
因此，北京郵電大學聯合國內優勢單位，攻克星地一體服務化管理與資源配置、星間跨域協同與服務供應等多項核心技術，共同建設全球首個空天計算在軌試驗平臺--天算星座。
"三開"+"三新"：讓衛星成為"帶翅膀的計算機"
王尚廣指出，傳統衛星領域具有高封閉、高門檻、高開銷的"三高"特點。但天算星座的理念是"三開"，早期是開放、開源、開心，后來進一步凝練為"代碼公開、數據開放、系統開源"。
"我們將星上所有的數據、代碼和系統都在天算的網站或相關開源平臺上進行了公開。這種開放的理念是我們開展空間計算的重要特點。"
同時，天算星座的科學價值體現在 "三新"：即成為新規律的發現者、新技術的提出者和新設備的研制者。
基于"三開"理念和"三新"定位，天算星座已取得一系列前沿性探索成果。全球首個星載 5G 核心網系統的研制，便是天算星座勇于創新的典型案例。在學術界和產業界對核心網上星猶豫不決時，天算星座率先嘗試并取得成功；
云原生衛星平臺實現大小模型協同推理，使在軌目標識別精度提升超 50%，衛星回傳數據量減少90%以上，進一步彰顯了天算星座的技術實力；
而"太空服務器" 的誕生，則是天算星座邁向夢想的重要一步。從全新散熱模式設計到全國產器件集成，從自研雙內核衛星操作系統到針對太空粒子翻轉的創新解決方案，太空服務器以軟件層面保障可靠性的獨特優勢，成為天算星座的核心競爭力。
王尚廣表示，未來，天算星座將聚焦"衛星兩夫妻，太空三兄弟"，"衛星兩夫妻"即一"軟"（衛星操作系統）一"硬"（衛星開源平臺）；"太空三兄弟"即太空服務器、太空路由器和太空交換機，分別負責星內計算、星間傳輸、星地交互，推動衛星向 "帶翅膀的計算機" 加速邁進。
低成本+成果轉化：推動商業航天可持續發展
實現衛星互聯網的商業閉環，最核心的痛點即"成本"。
王尚廣表示，天算星座從用戶需求、技術突破、行業生態三個維度精準發力，全力破解這一難題。
在用戶需求端，從建設之初，便明確目標群體，采用眾籌模式降低成本；技術層面，摒棄傳統過度依賴硬件備份保障可靠性的方式，通過軟件創新，在操作系統級別建立針對太空粒子翻轉的糾錯機制等舉措，大幅降低星上成本；
行業生態方面，與衛星制造廠商、地面站生產廠商以及應用需求方等多方聯動，實現星上、地面站和地上數據中心之間的云邊端聯合協同優化和推理，打通數據，以系統性思維降低問題解決成本。
他提到，太空服務器在相同體積、功耗和性能的條件下，成本可降至市場現有水平的十分之一，甚至未來硬件可能免費贈送。
科技成果轉化是科研價值落地的關鍵。王尚廣表示，應從全局角度考察，優化科技成果轉化路徑。
天算星座規劃了多元轉化路徑，從學生基于太空服務器和衛星操作系統創業，到為企業提供星上大數據處理服務，逐步實現從國家支持基礎研究，到企業合作解決問題，最終推動產學研用各個產業鏈形成良性循環，推動衛星互聯網與商業航天可持續發展。 
