华为云助力卫星进入“智能机”时代

近日，搭载“天象星座”计算平台的实验卫星“宝云”已在轨稳定运行。这意味着华为的云“云边融合”方案正式在空间得到验证。

“天象星座”计划由北京邮电大学深圳研究生院和天一研究院联合主办。通过卫星智能化、服务化、开放化设计，为产学研空间与空间计算在轨实验搭建开放开放平台，为我国6G网络、卫星互联网等技术发展提供技术支撑。

与以往的卫星不同，华为云作为第一个合作共建单位，将边缘计算与卫星计算平台相融合，让卫星在空间上同时调用边缘和中心云的资源，具备AI能力和多任务能力，意味着卫星进入了“云原生时代”。测试数据表明，通过星地协同推理，卫星计算精度提高了50%以上，返回数据量减少了90%。

这个简单的变化可以理解为：当卫星拥有华为云开源的云原生边缘计算平台KubeEdge时，可以统一管理卫星的所有资源，在卫星上搭建相关环境，安装手机等各种app，有的用于用户娱乐，有的用于科研实验。这时候，卫星的智能化将比传统卫星更加突出、更加有能力、更加有效。

长期以来，卫星应用往往面临数据传输量大、应急响应时间长、升级难度大三座大山。以卫星在防洪减灾领域的应用为例。过去，由于卫星的计算能力有限，无法直接分析高清图像。该卫星需要将捕获的高清图像传输到地面，并在地面数据中心使用AI算法探测云层和分析水域。一方面，返回大量无效图像数据(如云雪覆盖50%以上、区域无水等。)浪费了通信带宽，另一方面也增加了AI分析的工作量，导致应急响应时间延长。

据统计，2020年后，全球在轨卫星产生的数据量已经超过了卫星通信传输的数据量，迫切需要星载在轨计算来减少冗余数据传输和链路压力。同时，以遥感、应急响应和灾害预警为代表的需求迫切需要在轨计算和处理，以提高响应时间和预测精度。

如今，借助边缘计算平台，卫星可以通过AI算法对图像进行预处理，只将有效数据传输到地面数据中心，以减轻数据传输压力。同时联动华为云的高精度AI算法和华为云韵搜索服务的大数据处理能力，对接收到的数据进行二次计算，完成水域提取、历史数据比对、监测报告生成等环节，实现1天到1小时的应急响应时间。此外，卫星边缘任务可以根据需要进行更新。通过在轨AI推理，对比暴雨前后的图片，可以发现山体崩塌的风险，提前发现地质灾害隐患，做出预警。

“天象星座”首席科学家、北京邮电大学教授王尚光介绍，华为云“云边融合”方案在太空成功验证后，该方案将在“天象星座”一期6颗卫星上分批部署，预计2023年完成星座整体建设。“天象星座”建成后，将在空间形成协同计算网络，有望更好地服务于应急通信、生态监测、防灾减灾、城市建设等。也将是应对世界科技变化的全球卫星网络科技创新基地之一。

例如，自2020年1月1日0时起，全国29个互联省份的487个高速公路收费站全部取消，取而代之的是在路网中心投入使用的ETC龙门系统。该系统是利用华为云边缘计算解决方案，实现2.7万个ETC门户系统的统一管理，支持全国14万多公里高速公路的“一网”运营和“一盘棋”管理，全省通行速度平均提升13%，高速收费业务效率提升10倍以上。