11月20日7時40分，我國首顆軟件定義衛星“天智一號”在酒泉衛星發射中心搭載發射升空，成功進入太空預定軌道。
“天智一號”由中科院軟件所牽頭,中科院微小衛星創新研究院、航天九院771所、中科院光電院等單位參與研製,是規劃“天智”系列的首顆技術驗證星，同時也是全球首顆實際開展工程研製併發射的軟件定義衛星。
什麼是軟件定義衛星？
軟件定義衛星，就是一種以天基超算平臺為核心，採用開放系統架構，支持有效載荷即插即用、應用軟件按需加載，能夠方便地通過更新軟件去重新定義衛星功能，從而靈活適應多種任務、多類用戶的新型智能衛星。
傳統衛星一般都是封閉系統架構，其軟件與硬件是緊耦合的，硬件難以互換，軟件無法複用；除了衛星的研製者，廣大第三方程序員很難、也沒有機會為衛星編寫軟件。其研製模式一般都是“為特定任務定製衛星，為特定衛星定製載荷，為特定載荷定製軟件”。所以，一切從頭開始，量身定製，研製成本高，研製週期長，有首打油詩“一星一任務，一箭定終生，動輒三五億，鬢白功始成”，形象地概括了這種情況。
軟件定義衛星概念圖
發展軟件定義衛星首先是為了提高衛星研製、使用的效費比。指導思想是儘可能多地用軟件去解決問題，做到硬件模塊化、最小化，軟件動態化、最大化。
其次是為了改變當前衛星系統軟硬件之間的緊耦合關係，打造一種全新的航天生態鏈，讓更多的人能夠為衛星寫軟件，並且能夠在更多的衛星上部署智能軟件，為更多的行業和個人提供更好的服務。
軟件定義衛星的開放性表現在兩個方面，一方面，允許並且鼓勵廣大第三方為它開發軟件，這就意味著理論上任何人都可以為衛星開發App；另一方面，允許廣大用戶共享使用，這就意味著人們可以從航天應用商店中選擇一款App，並將其部署在選定的一組衛星上，讓這些衛星為自己服務。
當軟件定義衛星技術發展成熟之後，在衛星出廠之前就有大量的軟件/APP可供預裝；在衛星發射之後，有大量的軟件/APP可供上注。
簡單地說，軟件定義衛星可以像Android智能手機一樣進行軟硬件研製，支持像共享單車一樣的應用方式。
“天智一號”有什麼獨到之處
此次發射成功的“天智一號”軟件定義衛星整星重約27公斤，運行在500公里高度的太陽同步軌道，採用“開放架構、模塊集成、軟件定義、一星多能”的創新設計理念。
“天智一號”發射圖
“天智一號”是一種智能成像衛星，主要載荷是4個大視場相機和1個採用計算光學技術的高分辨率相機，核心是能耗低、計算能力強的雲計算平臺，通過上注和加載不同的App，便可以執行不同的任務。
“天智一號”具有姿態調整能力，既可以對天成像，也可以對地成像，能夠通過計算攝影算法和軟件，根據成像場景自動選擇最佳的工作模式和參數，獲取最佳拍攝效果，提高成像質量；還可以通過人工智能算法和軟件，檢測和識別拍攝目標；還支持自主定軌、自主任務規劃。
“天智一號”具有三大特色優勢：一是智能程度高，衛星所獲大部分數據處理均可在軌完成，根據需要下傳地面；二是衛星為開放型系統，用戶可以為衛星開發軟件，並可根據一定流程將開發的軟件上注衛星，開展在軌試驗；三是衛星的實時狀態，普通大眾可通過手機利用“追星APP”訪問查詢，並與衛星互動，甚至在“天智一號”空閒時指揮衛星在軌實時執行“太空自拍”等空間任務。
研製中的“天智一號”衛星（來源：中科院軟件所）
“天智一號”升空 帶來三大改變
“天智一號”的成功發射有可能會成為航天領域的一個標誌性事件。從此，衛星的研發方式、使用方式有可能發生根本性改變，衛星的研製也將因此而變得更加模塊化、精準化。
首先，衛星開始平臺化了。從“天智一號”開始，衛星開始有了一個開源的系統級的軟件解決方案Sputnix，這樣一來就有可能解除衛星應用軟件和特定衛星型號之間的綁定關係，從而催生一批獨立於衛星廠商的衛星軟件公司。這有助於改變目前衛星廠商直面衛星用戶的產業模式，而開始形成一個由衛星廠商、航天軟件/服務提供商、廣大行業/個人用戶構成的全新航天生態。
研製中的“天智一號”衛星（來源：中科院軟件所）
其次，衛星開始虛擬化了。將來，要完成某個特定的任務不一定需要專門研製和發射一顆衛星，也許可以通過開發一個App，將其上注到一顆或者多顆衛星之上，從而快速構建出一個“虛擬衛星”來解決問題。
第三，衛星開始智能化了。軟件和算法是衛星智能化的關鍵。過去，衛星的研製都是硬件為主、軟件為輔；將來，衛星的研製將變成軟件為主、硬件為輔。隨著更多的智能算法和軟件部署到衛星上，衛星的智能化程度也會越來越高。
“天智二號“明年上天
中科院軟件所透露，“天智一號”衛星是“天智”系列新技術試驗衛星中的第一顆，未來5到8年時間內，該所天基綜合信息系統重點實驗室還將領銜與軟件定義衛星技術聯盟的成員單位一起，將目前已經規劃的從“天智二號”到“天智十號”共17顆衛星研製成功並送入太空，進一步發展和驗證軟件定義衛星相關的共性技術和應用技術。目前，“天智二號”衛星的研製工作已啟動，預計2019年下半年擇機發射。
為了方便人們為天智衛星研發軟件，同時也為了降低技術門檻，提高開發效率，中科院軟件所正在抓緊搭建天智星雲開發平臺。屆時，人們只要登錄到天智星雲上，便可以隨時隨地為天智衛星開發軟件了！
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