z6首页

近日，，，，，，，，我院黄铠教授团队李岳瑾博士后在IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing期刊颁发题为“LEO Satellite Constellation for Global-Scale Remote Sensing with On-Orbit Cloud AI Computing”的文章。。。。。。。。

近日，，，，，，，，我院黄铠教授团队李岳瑾博士后在IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing期刊颁发题为“LEO Satellite Constellation for Global-Scale Remote Sensing with On-Orbit Cloud AI Computing”的文章。。。。。。。。该工作由来自z6首页、香港中文大学（丽江）、武汉大学与中科云推算钻研院的五位作者合作实现，，，，，，，，将散布式云推算与卫星在轨推算的思路结合，，，，，，，，提出基于低轨卫星（LEO）星群的卫星云推算架构规划。。。。。。。。

在低轨卫星星群中，，，，，，，，每个拥有在轨推算能力的低轨卫星被视作一个云推算节点。。。。。。。。这些卫星拍摄的遥感图像将作为本地数据存储在卫星端。。。。。。。。通过整合空间信息网络中的在轨卫星存储/推算资源，，，，，，，，以及星-星、星-地的互传网络资源，，，，，，，，整个低轨卫星系统将成为一个拥有原始数据集的算力云资源池。。。。。。。。地面用户可通过卫星节造中心对星群节点存储、推算与通讯资源进行集中治理、状态监控与算力调度，，，，，，，，更好地服务航空航天、应急通讯、生态监测、防灾减灾和城市建设等智能利用。。。。。。。。

论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10254243

Y. Li, M. Wang, K. Hwang, Z. Li and T. Ji, "LEO Satellite Constellation for Global-Scale Remote Sensing With On-Orbit Cloud AI Computing," in IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, vol. 16, pp. 9796-9808, 2023, doi: 10.1109/JSTARS.2023.3316298.

期刊介绍

IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing是IEEE地球科学与遥感学会（GRSS）旗下四大权威学术刊物之一，，，，，，，，重要关注遥感领域利用于陆地、海洋、大气和太空等方面的科学与工程的理论和技术，，，，，，，，以及对有关信息的处置、解译和传布。。。。。。。。该刊2022-2023最新影响因子为5.5。。。。。。。。

钻研布景

图1. 卫星云系统架构。。。。。。。。通过整合空间信息网络中的在轨卫星存储/推算资源，，，，，，，，以及星-星、星-地的互传网络资源，，，，，，，，整个低轨卫星系统将成为一个拥有原始数据集的算力云资源池。。。。。。。。地面用户可对星群节点存储、推算与通讯资源进行集中治理、状态监控与算力调度。。。。。。。。

低轨卫星星座拥有高频次、大领域的空间特点，，，，，，，，实现了面向全球热点业务区域的高密度覆盖。。。。。。。。近年来，，，，，，，，低轨卫星星座已被宽泛利用于实时性大领域场景动态观测、广区域信息互联、长功夫陆续感知等民用贸易化服务的利用场景。。。。。。。。如截至2023年9月，，，，，，，，SpaceX的星链卫星星座已经为全球超过90个国度，，，，，，，，200万用户提供了互联网通折服务。。。。。。。。中国航天科工集团空间工程总部也于2023年7月提出超低轨通遥一体卫星星座打算，，，，，，，，可为全球任何陆地与海洋区域进行分米级精准感知与分钟级实时传输。。。。。。。。显然，，，，，，，，低轨卫星星座已然成为新一代空间基础设施平台。。。。。。。。

随着星载硬件技术的发展，，，，，，，，低轨卫星起头搭载高机能推算与存储载荷资源，，，，，，，，星上信息处置直接服务用户逐步成为空间智能服务的发展趋向。。。。。。。。相迸宗单星推算，，，，，，，，整合分歧载荷、分歧轨路的智能低轨卫星使其整体协同更能满足用户多工作、实时化、动态化的需要。。。。。。。；；；；；；诙嘈呛献鞯男畔⒎务有望用于处置星座中其他卫星以及其他星座卫星获取的地球时空资源数据，，，，，，，，并依附星地、星间链路资源，，，，，，，，实现数据存储转发及共享，，，，，，，，提高卫星星群通讯-推算资源利用率，，，，，，，，助力全球领域陆续观测、整体感知互联与智能普惠。。。。。。。。

图2. 由武汉大学牵头，，，，，，，，航天东方红卫星有限公司等机构共同实现的互联网智能遥感科学尝试卫星珞珈三号01星。。。。。。。。该星于2023年1月15日11时14分发射，，，，，，，，实现了亚米级多模式光学成像、智能化在轨数据处置、高效能数据压缩传输、分钟级全流程信息服务等在轨测试，，，，，，，，将成为卫星云架构的在轨验证平台。。。。。。。。

因而，，，，，，，，本钻研萦绕空间多源信息融合感知及智能服务需要，，，，，，，，发展面向时空陆续服务的星群在轨天基云平台系统与智能协同推算理论钻研。。。。。。。。本钻研将基于项目组z6首页云散布式云中心的现实搭建经验与合作单元武汉大学发射的智能遥感卫星珞珈三号01星的运维数据，，，，，，，，开发基于低轨卫星协同的星群智能云推算理论架构。。。。。。。。通过软件界说的云原生星群资源治理机造，，，，，，，，提高星载推算资源利用效能，，，，，，，，并设计多星协同智能处置技术规划，，，，，，，，提高星群协同推算效力。。。。。。。。

钻研步骤

针对星群推算平台结构差距大与卫星星群动态网络拓扑等特点，，，，，，，，笔者钻研了软件界说的星上资源治理机造，，，，，，，，可基于盛开系统架构，，，，，，，，对硬件资源进行统一管控、按需分配，，，，，，，，实现利用与软件按需加载、系统职能急剧沉构。。。。。。。。笔者使用基于Kubernetes的容器编排方式对星载存储与推算资源进行虚构化。。。。。。。。用户可能通过地面管控平台对星群资源进行统一治理调度，，，，，，，，并凭据典型遥感智能服务场景需要，，，，，，，，实现需要急剧对接与工作高效部署的天基云跨节点资源治理系统。。。。。。。。

图3.基于软件界说的星上资源治理机造，，，，，，，，使用容器方式对星载存储与推算资源进行虚构化，，，，，，，，并基于Kubernetes对低轨卫星资源容器进行编排。。。。。。。。用户可能通过地面管控平台对星群资源进行统一治理调度，，，，，，，，并凭据典型遥感智能服务场景需要，，，，，，，，实现需要急剧对接与工作高效部署。。。。。。。。

Kubenetes组件在每个LEO卫星从节点上运行。。。。。。。。通过星间链路从主节点接管工作信息，，，，，，，，并凭据工作需要装载有关的Docker容器来成立Pod，，，，，，，，处置各类遥感利用。。。。。。。。多个Pod可通过Kube-proxy进行星间链路通讯，，，，，，，，以执行合作推算。。。。。。。。平台的所有业务逻辑状态存储在一个散布式键值存储etcd中，，，，，，，，并映射到地面节造中心。。。。。。。。通过etcd，，，，，，，，地面用户能够方便地查问分歧调度状态下的作业和服务详情。。。。。。。。这种主从治理模式允许地面卫星节造中心实时监控低轨卫星星座中每颗卫星的运行情况，，，，，，，，并允许地面用户交互地接见、编纂和操作卫星资源。。。。。。。。

传统遥感运作模式中，，，，，，，，遥感卫星拍摄图像之后必要先期待其运行至地面接管站上空后将数据传回地面，，，，，，，，再于地面推算中心执行辐射校对、大气校对、无缝拼接等工作，，，，，，，，无法应对时延敏感型服务。。。。。。。。卫星云框架中，，，，，，，，通过调配星群在轨存储、推算与通讯资源，，，，，，，，多个卫星节点将直接基于拍摄的遥感图像发展处置，，，，，，，，并依附于高带宽的星间链路执行图像拼接与协同分析，，，，，，，，再通过地面用户的过顶卫星将了局返还给用户。。。。。。。。

图4.低轨遥感卫星在轨并行执行的遥感图像辐射校对、大气校对与无缝镶嵌，，，，，，，，相比将原图像传回地面数据中心处置能节俭更多过顶传输时延。。。。。。。。

针对星上推算资源受限、卫星节点动态网络拓扑的问题，，，，，，，，笔者参照地面散布式推算与算力网络有关算法构建基于动态链路联通的协同智能推算战术，，，，，，，，基于珞珈三号01星及其他卫星算力与通讯数据搭建模拟环境，，，，，，，，比力了卫星协同推算相迸宗地面中心云推算与地面散布式推算的推算效能，，，，，，，，以及卫星星上推算了局返还给地面用户相迸宗地面中心云推算、边缘推算的传输效能。。。。。。。。尝试了局显示，，，，，，，，一致算力与带宽前提下，，，，，，，，卫星云能实现更高的推算效能及带宽利用率。。。。。。。。

图5. 基于真实卫星算力与通讯数据搭建模拟环境，，，，，，，，比力了卫星协同推算相迸宗地面中心云推算与地面散布式推算的推算效能，，，，，，，，以及卫星星上推算了局返还给地面用户相迸宗地面中心云推算、边缘推算的传输效能。。。。。。。。一致算力与带宽前提下，，，，，，，，卫星云能实现更高的推算效能及带宽利用率。。。。。。。。

钻研结论

本钻研初次提出了面向低轨卫星星群在轨协同智能服务的卫星云推算系统架构，，，，，，，，解决工作智能部署、在轨资源编排、多星协同分析等问题，，，，，，，，实现海量信息获取到利用终端的实时精准智能服务。。。。。。。。本钻研对推动将来地面利用的星载迁徙，，，，，，，，实现多样化地星载智能利用并显著提高终端用户信息获取时效性和星群服务能力拥有沉要的意思，，，，，，，，将为将来6G空间信息基础设施建设提供一种可行的思路。。。。。。。。

作者简介

本文第一作者李岳瑾，，，，，，，，本科毕业于武汉大学金融工程专业。。。。。。。。硕士毕业于英国伦敦政治经济学院风险与随机专业、及英国圣安德鲁斯大学金融与经济专业。。。。。。。。博士毕业于香港中文大学（丽江）推算机与信息工程专业，，，，，，，，师从校长讲座教授黄铠教授。。。。。。。。李岳瑾钻研方向为散布式云推算、卫星在轨推算与人为智能，，，，，，，，曾在IEEE Transactions on Cloud Computing, IEEE Transactions on Computers等多个期刊上颁发文章，，，，，，，，曾获全球智慧城市峰会暨第三届国际城市信息学大会(GSCS & ICUI 2023)Best Paper Merit Award等奖项。。。。。。。。

本文通讯作者王密教授，，，，，，，，武汉大学教授、博导、国度卓越青年基金获得者、珞珈卓越学者、珞珈三号 01 星技术总师。。。。。。。。2010 年入选教育部新世纪优良人才、2013 年入选湖北省首批高端人才、2015 年入选武汉市黄鹤英才打算。。。。。。。。主持国度天然科学基金卓越青年项目、沉点项目、沉大打算集成项目和面上项目、863 打算项目、国度 973 打算课题、“高分辨率对地观测系统”国度沉大专项等二十余项国度级钻研课题。。。。。。。。持久从事国产光学卫星地面数据处置理论与算法钻研和系统研造工作，，，，，，，，在国产高分辨率光学卫星遥感影像高精度几何定位的基础理论与关键技术方面获得了里程碑式创新成就。。。。。。。。钻研成就获 2012 年国度科技进取二等奖 1 项、2016 年中国测绘地理信息学会测绘科技进取特等奖 1 项、2018 年国度卓越青年科学基金、2020 年国度科技进取一等奖等奖项。。。。。。。。

本文通讯作者黄铠教授，，，，，，，，伯克利加州大学推算机科学博士。。。。。。。；；；；；；祁淌谠诿拦霞哟笥肫斩纱笱谓潭嗄辏，，，，，，，2018年参与香港中文大学（丽江）担任校长讲座教授，，，，，，，，兼任z6首页高机能智能推算中心主任。。。。。。。。他在推算机结构、并行处置、云推算与物联网方面著述等身，，，，，，，，桃李满全国。。。。。。。。被评比入全球2%顶级科学家。。。。。。。。他颁发了10部专著，，，，，，，，以及300多篇学术论文，，，，，，，，被Google Scholar引用超过23300次。。。。。。。。2005年获中国推算机学会CCF首届海表卓越贡献奖，，，，，，，，2012年获世界云推算大会（CloudCom）平天生就奖。。。。。。。。2019年获全球华人影响力盛典宣告的建国70年科技创新成就奖，，，，，，，，2020年团队获得吴文俊人为智能天然科学奖。。。。。。。。

本文其他作者李政路，，，，，，，，香港中文大学（丽江）理工学院博士生，，，，，，，，师从黄铠教授。。。。。。。。他在北京邮电大学信息与通讯工程学院获得电子与通讯工程学士和硕士学位，，，，，，，，之后在北京百度公司从事大数据和云推算工作，，，，，，，，任高级工程师，，，，，，，，曾获得百度云推算之星奖、沉大突破奖。。。。。。。。他的重要钻研方向为图机械进建，，，，，，，，散布式云推算和大数据利用系统。。。。。。。。博士论文专一于图机械进建及其在交通、医疗等方向的利用。。。。。。。。

本文其他作者季统凯，，，，，，，，香港中文大学（丽江）兼职教授，，，，，，，，中科云推算中心主任，，，，，，，，广东电子工业钻研院院长、国云科技股份有限公司董事长。。。。。。。。他曾获得2010年度中国产学研合作创新奖、中国科学院院地合作奖先进幼我一等奖。。。。。。。。2011年中国科学院授权他在松山湖国度高新区组建全院唯一的云推算中心。。。。。。。。他辅导团队自主开发云操作系统（G-CLOUD）。。。。。。。。季教授在国内表沉要会议及期刊上颁发论文40多篇，，，，，，，，携带团队申请发现专利500多项，，，，，，，，申请国际发现专利（PCT）近20项。。。。。。。。他参加黄铠教授的钻研团队，，，，，，，，于2020年获得吴文俊人为智能天然科学奖。。。。。。。。

* 有关信息由论文作者提供

【网站地图】【sitemap】