软件定义卫星软件定义卫星——商业航天发展的助推器

专题综述Reviews卫星高速飞行过程中按需加载Apps时再上注均十分困难，Appmatrix引入了metaapp和appset的概念，其基本思路是每个metaapp只完成一个基本功能，复杂功能可通过一组metaapp相互协同来实现。

这样一来，每颗卫星只需预装一定数量的metaapp并动态更新海量的Appset即可实现灵活的按需重构。

因此，共享星座应用生态建设将分为两个部分，一部分围绕metaapp，一部分围绕appset。

前者生产基本元素，后者生产元素组合。

这是一个逐渐迭代的过程。

为了启发广大开发人员的思路，本文先给出一个顶层框架，具体如下：1）智能成像类。

利用可编程光学前端和射频前端综合获取观测“图像”，并利用人工智能技术提高“像质”。

2）智能感知类。

对“图像”进行实时“解译”，并利用人工智能技术将数据转换为信息。

3）智能控制类。

对各种执行机构发出控制指令，以“改造”或“影响”物理环境。

4）智能信源类。

用于生成各种“标准”光、电、磁信号。

5）智能通信类。

涉及组网、路由、信息交换与分发等，分为互联网接入、数据链、广播等多种形式。

6）智能测控类。

用于保障实体卫星持续运行。

7）智能运控类。

根据用户订单执行metaapp 编排与调度。

8）智能运行类。

用于故障检测、定位与自主修复。

9）系统综合类。

用于将广域分布的多个异构系统集成为一个有机协同的体系。

10）信息综合类。

用于生成比简单系统加和更多的信息。

11）基础计算类。

用于提供加密解密、编码解码、压缩解压、格式转换、矩阵计算、身份认证等基础服务。

12）其他类。

据不完全统计，全球现在共有约14.2亿辆车、3409万艘船、420万节火车、56万架飞机（不含旋翼无人机）、4.3万个机场、2.4万个港口、110万千米铁路、642万千米公路、358万千米油气管线、5700万千米输电线路、15亿公顷耕地.....这些都需要被观测、被连接或被服务，为此，可能需要开发数以千计的metaapp（含神经网络模型）和数以百万计的metaapp组合，并按需部署于64800颗虚拟卫星之上。

美国太空网络融合——表现及影响目录引言 (1)1.研究背景 (1)2.美国妄图推进“天网融合”谋求霸权 (1)3.主要研究内容 (3)引言美国太空网络融合问题发源自科技自然发展和美国战略运筹的交会，是美国强化新域新质作战力量的新探索。

通过对美国太空网络融合的概念实质、推动因素、效果影响进行阐述，得到如下结论：未来美国太空网络融合将给世界带来军事与安全、经济与商业的全维联动冲击，给国际太空安全带来新的危机与挑战。

面对这样的形势，中国应该注重威胁判断、顶层布局以及太空网络融合的军事、商业和技术运作，并在新情境下的国际太空安全治理中承担大国责任，贡献中国力量。

1.研究背景当前，航天技术和信息网络技术蓬勃发展，太空中的网络技术运用越来越普遍和频繁。

在太空战或者有太空参与的战场空间中，不仅有航天器这类物理实体，还有网络、电磁信号等虚拟要素。

各国围绕信息网络展开的网络攻防互动，造就了太空网络战场空间。

美国历来注重开发新技术和新作战理念，并关注其作战应用。

作为近年来开发的新作战理念，“太空网络融合”的实质是美国借鉴太空和网络在“太空网络战场空间”中紧密联系、相互配合的属性关系，继而将其延伸至战略层面的战略手段选择。

本文讨论的“太空网络融合”有两层含义，第一是在太空网络战场空间中与太空网络攻防相关的内容，如威胁认知、对太空中网络攻防技术的研发、分类和应用等；第二是太空和网络在技术层面的互补与融合。

2.美国妄图推进“天网融合”谋求霸权美国太空作战司令部司令怀廷日前表示，卫星网络最有可能面临的攻击不是来自太空，而是来自地面的网络攻击，这是美国太空网络的软肋。

他希望更多的安全专家从保护地面设施转移至保护军事卫星网络上来。

此前，美太空军在“网络防御小组”基础上，新建了“太空网络防御关联小组”，企图强化美太空军的网络攻防以及态势感知能力。

聚焦网络技术在太空作战中的融合运用，企图达到“多域增能、跨域威慑”的作战效能，是美太空军建设的重要思路。

北京市人民政府办公厅关于印发《北京市促进未来产业创新发展实施方案》的通知文章属性•【制定机关】北京市人民政府办公厅•【公布日期】2023.09.05•【字号】京政办发〔2023〕20号•【施行日期】2023.09.05•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】宏观调控和经济管理综合规定正文北京市人民政府办公厅关于印发《北京市促进未来产业创新发展实施方案》的通知京政办发〔2023〕20号各区人民政府，市政府各委、办、局，各市属机构：《北京市促进未来产业创新发展实施方案》已经市政府同意，现印发给你们，请认真贯彻执行。

北京市人民政府办公厅2023年9月5日北京市促进未来产业创新发展实施方案为深入贯彻实施创新驱动发展战略，抢抓新一轮科技和产业变革机遇，促进未来产业创新发展，推动北京教育、科技、人才优势转化为产业优势，更好服务新时代首都高质量发展，根据《北京市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》，制定本方案。

一、总体要求（一）指导思想以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻落实党的二十大精神，深入贯彻习近平总书记对北京一系列重要讲话精神，更好落实首都城市战略定位，坚持高位统筹、系统谋划、前瞻布局，以前沿技术能力供给引领新场景、创造新需求，工程化推进“技术-产品-标准-场景”联动迭代，系统构建技术产品化、产品产业化、产业规模化的全链条未来产业生态，锚定六大领域，实施八大行动，抢占未来产业发展先机，将北京打造成为世界领先的未来产业策源高地。

（二）基本原则坚持创新驱动、前瞻布局。

着眼全球科技前沿，依托国家战略科技力量、顶级科学家团队、领军企业“X实验室”等创新力量，加快颠覆性技术突破，提升“从0到1”原始创新能力，下好未来产业战略布局先手棋。

坚持市场主导、政策引导。

强化企业创新主体引领作用，尊重产业和市场规律，加强产业规划、完善产业政策、提升产业服务，突破制约产业发展的体制机制障碍，深入推进先行先试，实现产学研用多主体联动。

现有各类应用卫星已具备较强的性能，一方面，通信、遥感、导航等载荷能力大幅提升，基本满足军事活动和民用领域的需求，另一方面，卫星在轨寿命不断延长，地球静止轨道卫星可超过15年。

但是这些卫星一旦发射入轨，其载荷的性能参数在整个寿命期间无法改变，在一定程度上制约了卫星的有效应用。

欧洲在2015年7月启动研制“量子”通信卫星，利用软件定义无线电（Software-Defined Radio，SDR）技术实现在全Ku频段的通信能力“定义”，即卫星工作频率、带宽、信号强度、覆盖范围等性能参数的灵活更新。

从20世纪90年代提出软件定义无线电的概念以来，美国国防部和国家航空航天局（NASA）根据各自需求分别进行了长期研究，并形成相应的标准规范，有力支持了软件定义无线电技术的应用。

NASA开展的一系列天基软件定义载荷试验成功验证了基于相同硬件的功能定义能力，欧洲研制“量子”通信卫星也受到美欧主要卫星运营商和制造商的高度关注和跟进。

相关试验和应用也将推动天基软件定义无线电关键技术的进一步发展，在提高卫星在轨灵活性的同时，也为未来构建综合一体化天基信息系统奠定坚实基础。

1 软件定义卫星发展概述1.1 相关概念软件定义无线电的概念最早由美国麦特公司约瑟夫·密特拉（Joseph Mitola III）博士在1992年5月的美国全国电信系统会议上提出，将其作为美国国防部开展“易话通”（SPEAKeasy）计划的技术途径之一，解决美军及其盟军不同无线电设备之间互联互通的难题。

软件定义无线电提供了一种建立多模式、多频段、多功能无线设备的有效且相当经济的解决方案，可通过软件升级实现功能的提高。

软件定义无线电可以使整个系统（包括用户终端和网络）采用动态的软件编程对设备特性进行重新配置，即相同的硬件可以通过“软件定义”来完成不同的功能。

软件定义卫星是软件定义无线电技术在天基领域的应用，与软件定义无线电类似，即相同的载荷硬件设备通过“软件定义”实现不同的功能。

软件定义的VNX
佚名
【期刊名称】《网络运维与管理》
【年(卷),期】2014(000)011
【摘要】EMC公司近日宣布，业界领先的VNX系列混合存储解决方案增加了新产品和新功能，其中包括最新入门级VNXe3200存储阵列。

Ⅵ憾e3200基于2013年9月推出的VNX系列，效率是此前VNXe解决方案的3倍。

最新推出的VNXe采用EMC MCx（多核优化）和EMCFAST（全自动存储分层）软件，可释放闪存威力，
【总页数】1页(P11-11)
【正文语种】中文
【中图分类】TP311.52
【相关文献】
1.软件定义存储（SDS）的定义及甚分娄 [J], ;
2.软件定义卫星软件定义卫星——商业航天发展的助推器 [J], 软件定义卫星项目组
3.“再定义”时代,安全领域不应被遗忘的中间件——北京东方通科技股份有限公司李春青副总裁谈再定义基础软件与安全可控 [J], 胡晓荷
4.软件定义存储（SDS）的定义 [J],
5.软件定义卫星智能引领航天——记软件定义卫星技术联盟及其天智工程 [J], 吴彪;李桐
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

卫星应用技术创新与商业模式分析一、卫星应用技术的创新随着科技的不断进步，卫星应用技术也在不断创新，不断地满足市场需求。

目前，卫星应用技术的创新主要包括以下几个方面：1. 通信技术：卫星通信技术可以实现全球范围内的信息通信，具有覆盖范围广、传输速度快、信息安全性高等优点。

2. 导航技术：卫星导航技术可以实现全球定位，具有精度高、实时性强、覆盖范围广等优点。

3. 气象监测技术：卫星气象监测技术可以实现对全球气象要素的观测，具有及时性强、覆盖面广等优点。

4. 地球观测技术：卫星地球观测技术可以实现对地球表面的高精度遥感观测，具有可重复性强、数据获取成本低等优点。

二、卫星应用技术的商业模式卫星应用技术的商业模式可以分为以下几种：1. 直接销售模式：卫星应用技术的直接销售模式就是将卫星数据、卫星通信设备等直接出售给客户，该模式具有销售额高、客户黏性强等优点。

2. 服务收费模式：卫星应用技术的服务收费模式就是将卫星数据、卫星通信设备等，以服务的形式向客户销售，该模式具有销售周期短、服务范围广等优点。

3. 授权模式：卫星应用技术的授权模式就是将权益或技术许可转让给合作伙伴，合作伙伴将自行开展该技术的研发、销售、服务等工作，该模式具有风险低、收益稳定等优点。

4. 平台服务模式：卫星应用技术的平台服务模式就是将卫星数据、卫星通信设备等资源整合在一起，形成一个开放的服务平台，提供服务给客户，该模式具有开放性强、资源整合效率高等优点。

三、卫星应用技术的商业应用卫星应用技术的商业应用可以分为以下几个方面：1. 交通运输：卫星导航技术可以实现对车辆、船舶的定位和路线规划，可以提高交通运输行业的效率和安全性。

2. 气象预报：卫星气象监测技术可以提供实时气象数据和天气预报服务，可以帮助我们更好地规划出行和生产活动。

3. 农业：卫星地球观测技术可以实现对植被、土壤、水资源等的监测，可以帮助农业生产更加科学化和高效化。

4. 环境保护：卫星地球观测技术可以实现对环境污染物的监测和预警，可以帮助我们更好地保护环境。

26 中国科技奖励 CHINA AWARDS FOR SCIENCE AND TECHNOLOGY特稿│Scoop人工智能可利用的数据有哪些？社交数据、棋谱、诗歌、病历……和它们比起来，有一种数据会将人工智能的高度拉升至寰宇，那就是卫星采集获得的数据。

他表示，如果建成了“天脑”，卫星数据的应用将可能在手机上接收和操作，到时对于相关数据大众将唾手可得。

在“天端”运算数据传统情况下，卫星采集数据后，要下载到地面站，然后才能分析给出可使用的结果，大量的数据在天地之间上行、下行非常耗时。

“举个例子，当我们的海军在非洲巡逻遇到海盗时，传统卫星虽然能拍到图像，但它过境到中国上空要花几个小时，再下载数据到地面站，等地面站处理数据发给海军时，海盗的船已经走了。

”李德仁认为，传统的卫星系统存在系统孤立、信息分离、服务滞后的问题。

随着人工智能技术水平的不断提高，其与地球空间信息科学的融合变成了现实。

而地球空间信息海量数据的获取、智慧空间数据处理与挖掘、地球空间数据驱动应用，与人工智能获取信息、深度挖掘和做出反应的3个发展阶段步调又十分一致，当两者相遇时必定会碰撞出不一样的火花。

“天智一号”就是人工智能与地球空间信息科学在我国首次实现融合的一个产物，它是全球首颗实际开展工程研制并发射的软件定义卫星，它的主要载荷包括云计算平台、一台超分相机和4部大视场相机。

而其中的云计算平台，是“天智一号”能够“智能”的关键。

搭载云计算平台之后，数据的处理将从“地”转移到“天”。

“天智一号”可以在“天端”运算数据，省去了大量不必要的数据传输时间，直接传输给地面需要的结果。

通过智能调配计算节点，“天智一号”可以在轨完成大部分数据处理工作，不但可以根据成像场景自动选择最佳的工作模式和参数，还可以检测和识别拍到的是什么，并根据需要将处理结果下传至地面。

“卫星上的相机和智能处理系统能将所有的影像快速处理、提取有用2018年11月20日，我国第一颗软件定义卫星“天智一号”在酒泉卫星发射中心搭载发射升空，进入预定轨道。

软件定义无线电技术的发展趋势随着无线电技术的不断发展，软件定义无线电技术正成为未来无线通信的重要发展趋势。

软件定义无线电技术基于软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的原理，通过可编程硬件和软件端口来实现的无线电通信方式。

与传统的硬件电路不同，软件定义无线电技术采用可编程的硬件和通用软件，能够适应不同的无线电通信需求，实现快速部署和更新，具有极高的灵活性和可扩展性。

近年来，软件定义无线电技术在军事、航空航天、公共安全和商业通信等领域得到广泛应用。

例如，在军事通信领域，软件定义无线电技术能够实现全频段、全模式覆盖，支持多种业务和多种协议，具有较高的隐蔽性和干扰抵抗能力，能够满足复杂多变的战场通信需求。

在商业通信领域，软件定义无线电技术也具有广阔的应用前景。

目前，物联网的快速发展使得对无线通信的要求越来越高。

软件定义无线电技术能够实现智能、高速、低能耗的无线通信，为物联网提供了高效、可靠的通信手段。

未来，软件定义无线电技术的发展趋势将表现为以下几个方面：一、高频带无线电通信技术的发展。

随着无线电通信频段的逐渐增加，软件定义无线电技术将逐渐扩展到高频率范围。

尤其是毫米波通信、太赫兹通信等高频带通信技术的兴起，将进一步推动软件定义无线电技术的发展。

二、无线电通信系统的整合。

现有的无线电通信系统由多个不同的系统构成，互相之间没有统一的标准和协议。

软件定义无线电技术能够实现不同无线电通信系统之间的互相衔接和整合，提供无缝通信服务，为通信系统的智能化、自动化提供必要的技术支持。

三、无线电通信技术的安全保障。

无线电通信的安全保障一直是行业关注的热点。

软件定义无线电技术采用数字信号处理、加密算法等技术手段，能够防止非法入侵和信息泄露，提供高度安全的无线电通信保障。

四、应用场景的多样化。

软件定义无线电技术将逐渐应用于更多的应用场景，如智能家居、智慧城市、智能交通等。

与传统的无线电通信相比，软件定义无线电技术能够实现更加丰富、便捷、高效的通信服务，为现代化社会的建设和发展提供重要支持。

产业观察 • Industrial Observation０４４《卫星与网络》２０１７年１１月技术标准是一个行业能有序发展的基础，强制性标准更是被称为“技术的法律”，是规范行业技术行为、控制质量、产业链运行的基本保障。

然而，在商业航天日益兴盛的航天领域，标准缺失的问题正日渐凸显。

传统上，我们国家的航天相关标准都设立在国家军用标准体系内。

国军标（GJB ）主要参照了美国军用标准（MIL ）的体系，在标准格式和体系化方面，与商业部门常用的国家标准（GB ）是完全不同的。

国军标是国家军用标准的简称，代号GJB ，从八十年代开始，我国军用标准化组织参照美国军用标准（MIL ）体系建立了GJB 体系，是为了保证军用元器件的质量，对元器件所制定的一系列的标准与要求，是我国军工产业的基石。

由于航天产品的技术含量高、研制难度大，因此国内航天型号和航天产品标准，有相当大一部分是由制造商自己提出企业标准、在企业内部推行成熟后，再上升为国军标的。

具体到卫星，无论是卫星总体，还是平台、有效载荷、元器件、应用设备，大多数标准都是由总体单位起草后成为企业标准，然后上升到行业标准或者直接上升到国军标。

而航天的企业标准，从一开始就采用了国军标体系。

多年以来，这样的体系保证了各类卫星和应用系统的研制和运行，做出了历史性的贡献。

然而商业航天时代来临之后，这种围绕国军标体系展开的标准化工作，面临着新的问题。

首先是标准兼容性问题。

商业行业主要采用国家标准体系，这是参照了国际标准化组织的国际标准（ISO ）体系建立起来的，是民用产业和国际商务活动的重要技术基础。

GJB 与之在格式和使用方式上都截然不同。

其次是可获得性问题。

国军标虽然很少标明密级，但作为军用标准，一般是不向民用部门、民用单位提供的。

除非涉及到型号研制，民营企业不太可能从军方或者国有总体单位那里得到相应的军用标准文本。

而国有航天单位出于商业秘密保护的立场，也很难公开自己的企业标准。

封面故事Cover Story2020年5月 科学中国人 17功能的卫星，你可以把它看成一台在太空飞行的配有多种特殊外设（有效载荷）的‘迷你型’超级计算机（天基超算平台）。

”作为软件定义卫星技术联盟的秘书长，中国科学院软件研究所研究员赵军锁的解释通俗易懂，他将天基超算平台比作卫星的“大脑”，而有效载荷相当于卫星的“眼睛、耳朵和四肢”，其中，软件定义卫星的核心，也就是“大脑”——天基超算平台，它是帮助卫星直接在天上进行实时智能计算的功臣。

“天智的意思就是天基智能。

”赵军锁和他的联盟同伴们有一个梦想，就是将传统卫星演变为智能卫星，“就像传统手机演变为智能手机一样。

”“虽然说摩尔定律快要失效了，但30多年来，计算能力、存储能力、传输能力提升了差不多100万倍。

可惜航天界没能充分利用好摩尔定律红利，我们希望能尽快补上这一课。

”他们在“天智一号”卫星上搭载了4部国产智能手机作为天基超算平台的重要组成部分，利用硬件加固和软件容错技术，对利用商用器件大幅提高星载计算能力进行了有益的尝试。

他们还在软件定义卫星上建设了航天应用商店，“我们不但欢迎广大第三方为其开发软件，也欢迎广大第三方在其上部署软件，卫星A p p 品种和数量越多，卫星能够做的事情就越多。

这样一来，卫星就可以共享使用了。

就像可以租用云计算、使用虚拟机一样，将来人们也可以租用虚拟卫星。

我们可以借助软件和算法把天上飞行的成百上千颗支持软件定义的物理卫星演变为成千上万颗虚拟卫星，从而大大提升卫星的效费比。

”“传统卫星都是封闭架构，为特定任务定制卫星，为特定卫星定制载荷，为特定载荷定制软件等，可谓‘一星一任务，一箭定终生；动辄三五亿，鬓白功始成’。

封闭系统架构的结果必然导致硬件、软件不兼容，无法互换复用。

这样卫星成本肯定下不来。

此外，卫星是一个特殊行业，保密是一大特色。

有些是国家秘密，必须得保，但保密带来的最大问题就是无法形成大的技术生态，整个行业很封闭，技术迭代很慢。

自动化技术在航天航空领域的应用前景如何航天航空领域一直以来都是人类探索未知、追求进步的前沿阵地。

在这个充满挑战和机遇的领域中，自动化技术正发挥着越来越重要的作用，并展现出广阔的应用前景。

自动化技术在航天航空领域的应用范围广泛。

从航天器的设计、制造到发射、运行和维护，自动化技术贯穿了整个产业链。

在航天器的设计阶段，计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）软件使得设计人员能够更加高效地进行方案的构思和优化。

通过模拟不同的工况和环境条件，提前发现潜在的问题并进行改进，大大提高了航天器的可靠性和性能。

在制造环节，自动化生产线和机器人技术的应用显著提高了生产效率和产品质量。

例如，在卫星零部件的生产中，数控机床和激光切割设备能够精确地加工各种复杂形状的零件，而且重复性好、精度高。

机器人可以完成诸如焊接、装配等重复性工作，不仅减少了人工操作带来的误差，还降低了工人的劳动强度，提高了生产的安全性。

发射阶段是航天器进入太空的关键环节，自动化技术在这里同样不可或缺。

自动监测和控制系统能够实时监测火箭的各项参数，如推力、燃料消耗、姿态等，并根据预设的程序进行调整和控制，确保发射的安全和成功。

此外，自动化的发射流程管理系统可以优化发射的各个环节，提高发射效率，减少因人为因素导致的延误和错误。

进入太空后，航天器的运行和维护也高度依赖自动化技术。

自主导航和控制系统能够使航天器准确地定位和调整姿态，按照预定的轨道飞行。

同时，航天器上的各种传感器和监测设备能够实时收集数据，如温度、压力、辐射等，通过自动化的数据处理和分析系统，及时发现异常情况并采取相应的措施。

对于一些长期运行的航天器，如空间站，自动化的生命保障系统能够维持舱内的适宜环境，为宇航员提供必要的生存条件。

随着技术的不断发展，自动化技术在航天航空领域的应用前景十分广阔。

一方面，智能化程度将不断提高。

未来的航天器将具备更强的自主决策能力，能够根据复杂多变的太空环境和任务需求，自行调整策略和执行动作。

０４６《卫星与网络》２０１８年６月特稿 • Feature+演讲者：张科科 ( 中科院微小卫星创新研究院 微纳卫星研究所副所长 )卫星早已经在生活中的方方面面得到应用，但对大部分普通人来说，卫星行业仍然是遥远、高大上的科技行业。

那么如何让普通人也能玩转卫星？我们目前所处的时代有几个显著特征或者说未来大趋势——互联网、大数据、云计算和人工智能。

这些技术有机地结合，就能实现诸多系统的自我管理、自我运行、自我优化、能更好地服务人类社会。

当前，许多科学大咖，如梅宏院士、倪光南院士等，都提出了“无软件，不智能”的理念，他们指出，互联网时代，社会将进入软件定义的时代。

近些年，卫星小型化成为行业公认的显著趋势，而小型卫星的发射只超越，不跟随图1：未来，卫星智能化应用更普及后，一些航天术语也许能以更生活化的方式为大众所接受。

数量也呈迅猛增长的势头，尤其是微小卫星，数据显示已占到卫星发射总量的60%以上。

技术上，微小卫星一方面朝高性价比、高功能密度方向发展，另外一方面往网络化、智能化方向发展。

这为提高大众参与度提供了基础。

在这样的背景下，中科院软件所、光电研究院、西安光机所共同发起了“软件定义卫星”计划。

如今的智能手机，开发出各种各样的应用，连最普通的大爷大妈都用得很好，那么如何能让卫星也更加普及？讨论过程中我们发现，卫星跟智能手机有很多共通性，所以设计了这样的方案：四部中兴手机加上四个树莓派组成的０４７Satellite & Network Special Feature •特稿专题图2：这些形状各异的卫星，都出自微纳卫星研究所的科研团队。

例如，长杆子的磁星将用于地球测量，精度预计达到0.3nT的水准。

星上云计算平台，其计算能力是传统卫星星务计算机的一万倍。

有了如此强大的硬件支持，通过不同的软件设计就可以进行很多有趣的尝试了，各行各业只要是安卓系统的开发人员，都可以在这个平台上进行航天App 的开发，实现各种有创意的卫星任务。

微型卫星：低成本太空探索方案近年来，随着科技的迅速发展和商业航天的崛起，微型卫星逐渐成为太空探索领域的重要组成部分。

与传统大型卫星相比，微型卫星具备了更低的发射成本、更短的开发周期和更高的灵活性等显著优势，使得其在科学研究、环境监测、通信服务等应用中的作用愈加凸显。

本文将探讨微型卫星的定义、发展历程、技术特点及其在低成本太空探索中的应用。

微型卫星的定义微型卫星通常是指质量在10至100公斤之间的小型卫星。

根据国际上普遍采用的划分标准，微型卫星可以细分为几种类型，如纳米卫星（1-10公斤）、微卫星（10-100公斤）等。

它们体积小、重量轻，因而在发射时可以与其他载荷共享火箭，从而有效降低发射成本。

这一特点使得微型卫星在过去十年中迅速成为各国航天机构及私营企业争相研发的热点。

微型卫星的发展历程微型卫星的发展可以追溯到20世纪90年代，当时一些高校和研究机构开始尝试制造小型科研卫星。

2003年，第一颗真正意义上的商业微卫星——“DOVE”号被发射，这标志着微型卫星商业化进程的开始。

随后，随着发射能力的提升及技术不断进步，越来越多的国家和企业纷纷加入到微型卫星的研发中。

进入21世纪以来，微型卫星得到了飞速发展。

在美国，NASA和其他私人航天公司如SpaceX、Blue Origin开始积极布局微型卫星市场。

在中国，由于国家对空间科学与技术的大力支持，各类院校和科研机构也相应地展开了一系列微型卫星项目，如“雀翱”等。

微型卫星的技术特点1. 低成本设计微型卫星的一大优势就是其低成本设计。

这是由于其使用了模块化设计理念，可以根据任务需求对不同模块进行组合和优化。

此外，很多微型卫星采用现有的商业现成部件（COTS），进一步降低了制造和开发成本。

2. 快速开发与发射能力与传统大型卫星相比，微型卫星从概念到发射所需的时间大幅缩短。

一般情况下，微型卫星的开发周期仅需几个月至一年，而大型卫星则可能需要五年以上。

这使得科研人员能够快速响应新出现的科研需求，实现灵活调度。

《卫星与网络》２０１８年４月０４４软件定义的说法始于软件定义无线电。

美国国防部1990s 提出了模块化开放体系架构(MOSA)的概念。

MOSA 的核心思想是：首先通过软硬件解耦将系统分解为一系列标准化的软硬件模块，然后再通过对这些软硬件模块进行不断的升级和重组，逐步提升整个系统的效能。

采用MOSA 架构的设备，不但便于引入新技术、便于升级改造，而且由于可选择的供应商多，也便于控制和降低成本。

美军基于MOSA 和软件定义的思想，对其电台和雷达进行了升级和改造，都取得了良好的效果。

软件定义无线电、软件定义雷达的成功，显示了MOSA 和软件定义的巨大威力[1,2]。

随着计算机、通信和人工智能技术的发展，软件和算法在各行各业中发挥的作用越来越大，在互联网生态环境下，软件定义正在成为一种新的发展趋势。

从软件定义无线电、软件定义雷达，到软件定义网络、软件定义存储、软件定义数据中心，再到软件定义一切[3]、软件定义世界，人的智力通过软件和算法快速向外延伸，极大地提高了各行各业的智能化程度和整个社会的智能化水平，人类的生活再也离不开软件代码了，在数以百亿计的各种处理器上日夜运行的代码成为驱动这个世界正常运转和向前发展的最为重要、最为强大的力量之一。

与开放的互联网生态环境相比，航天产业显得相对封闭，其研发基本上还是以硬件为主，软件为辅。

比较常见的做法是为某个具体的功能或任务定制一颗卫星，研发周期长、研发成本高。

不同型号的卫星在硬件上互不适配，部组件无法互换；在软件上互不兼容，为某个型号研制的软件无法在另一个型号的卫星上直接运行。

广大的第三方也无法为某个卫星型号开发并在其上部署软件。

这种以硬件为主、软件为辅的研发思路已经成为制约航天技术发展的重要瓶颈之一。

发展以天基先进计算平台和星载通用操作环境为核心，采用开放系统架构，支持有效载荷即插即用、应用软件按需加载、系统功能按需重构的新一代卫星系统势在必行。

发展软件定义卫星关键在于解除卫星产品软硬件之间的耦合关系，使得卫星软件可以独立演化、按需加载、动态重构，从而可以在不改变硬件的情况下实现更多的功能，完成更多的任务。

卫星应用技术的商业应用一、简介卫星应用技术已经成为现代社会的重要组成部分，其商业应用正在发挥越来越大的作用，例如航空导航、地理信息系统、通信等领域。

本篇文章将围绕这些领域展开讨论。

二、航空导航在航空领域，卫星应用技术的商业应用已经十分普及。

全球卫星导航系统可以提供高精度、实时的航空导航服务。

航空公司可以通过这些系统确定位置、定位航线、改变航向等。

此外，该技术还具有安全保障的作用，因为卫星导航系统可以提供普通雷达无法及时获得的信息。

三、地理信息系统地理信息系统（GIS）是卫星应用技术商业应用的另一个重要领域，它可以采集、处理和分析地图数据。

例如，用户可以通过卫星技术获得精确的地形、气候和人口统计数据，这些数据可以被用于监测和预测自然灾害、城市规划和交通管理，为城市发展提供决策支持。

四、通信卫星也被广泛用于全球通信。

在遥远的地区和海上，卫星通信成为了唯一可行的通信方式。

一些企业和政府正在利用这种技术建立互联网和移动通信网络。

此外，卫星通信还广泛用于军事领域，以保持军方指挥员的联系，并提供战场上所需的信息。

五、其他领域除了前面提到的领域，卫星应用技术的商业应用还包括环境监测、资源管理和科学考察等领域。

例如，卫星数据可用于监测气候变化和冰川消融，同时在研究地球历史和非常规能源储备上也具有重要的作用。

六、商业化的趋势卫星应用技术已经成为企业商业化成功的关键因素。

在全球卫星导航和卫星通信领域，一些企业已经占据了市场的主导地位，并在这些领域的商业化进程中成为重要的推动者。

在地理信息领域，一些企业也具备优势地位。

七、结论卫星应用技术的商业应用已经深刻地影响了现代社会的各个方面。

技术的不断改进和商业化的推动，将会使卫星应用技术在未来的发展中更加广泛地应用于商业领域，为人类的生活和发展带来更多的贡献。

０３６《卫星与网络》２０１７年９月在发展商业航天的大环境具备之后，成本过高自然就成了制约商业航天发展的突出问题。

按照传统方式设计和制造一颗卫星，动辄需要建立一支成百上千人的队伍，花费三到五年时间、投入几千万到几亿甚至几十亿元的经费。

投资大、风险高、周期长，一般企业或投资者根本无法承受。

降低卫星的研发成本和缩短卫星的研制周期，已经迫在眉睫。

卫星研制成本高、周期长，除了航天产品固有的复杂性高、质量/可靠性要求高等因素之外，另一个重要的原因是当前卫星的设计和生产大多是面向特定任务的。

不同的卫星之间很难做到完全兼容。

即便是同一颗卫星，它所包含的遥测遥控分系统、星务分系统、载荷分系统、数传分系统等等多个部组件都具备单独计算单元，这些计算单元由不同单位或者部门开发，仅服务于本分系统，无法实现计算资源共享或者功能替代。

航天工程中可直接继承和复用的产品很少，一般都需要做一些定制化工作，然后再进行大量的调试、测试、联试。

此外，目前的卫星研制大都以硬件为主，经费也大量向硬件倾斜。

造成这一个现象的历史原因是星上计算能力太差（以CPU 为例，宇航级主流处理器的处理能力为几百MIPS ，性能不到商用处理器的百分之一）。

因此大部分功能必须借助定制化的硬件来完成。

为了有效降低卫星的研制成本，缩短其研制周期，靠划延长线方式的技术进步是解决不了问题的，至少在短期内无法有效解决问题。

必须另辟蹊径——大力发展软件定义卫星就是突破口之一。

发展软件定义卫星，不但要充分借鉴计算机、互联网、智能手机等产业的发展模式和经验，而且要充分利用好这些产业多年来所累积的超强设计能力、制造能力。

发展软件定义卫星的思路如下：首先，以软件为主进行卫星的设计和研发。

软件定义(Software Defined)是近年来的热议话题之一，那么软件究竟能定义些什么呢？从软件定义无线电，到软件定义网络，目前已经发展到软件定义数据中心、软件定义信息系统，甚至有人发出了“软件定义一切”的感慨。

对商业航天的认识一、商业航天是啥呢？1. 咱先通俗地讲啊，商业航天啊，就是航天这件事儿，不过呢是按照商业模式来搞的。

就好比开个小商店，不过这个“商店”是在太空里做买卖呢。

以前航天那可都是国家主导，像咱国家的航天事业，那都是为了探索宇宙奥秘、提高国家实力啥的。

现在商业航天呢，就是有企业参与进来了，想在太空里赚钱呢。

比如说发射卫星，这卫星能做很多事儿，像给咱手机提供信号啦，看看地球的气象啦。

2. 商业航天里面有好多新鲜玩意儿。

比如说小卫星，这小卫星个头不大，但是作用可不小。

它可以专门为一些小公司或者小的业务需求来服务。

就像有些公司想要监测自己那一片农田的情况，就可以用小卫星来拍照啥的，这样就能知道庄稼长得咋样，需不需要浇水施肥啦。

二、商业航天的发展历程1. 其实啊，商业航天发展也不是一蹴而就的。

刚开始的时候，很多人都觉得航天这事儿太难了，成本又高，企业怎么能搞得起呢？但是随着科技的发展，很多技术变得没那么贵了，就像火箭发射技术，以前发射一次那可老贵了，现在成本慢慢降下来了。

这就给商业航天创造了机会。

一些有远见的企业家就开始琢磨这事儿了，他们想着怎么把航天和商业结合起来。

2. 话说回来，商业航天的发展也离不开政府的支持。

虽然是商业行为，但是政府在政策上啊、技术共享上啊，也给了不少的帮助。

比如说美国，他们政府就允许一些企业使用部分航天技术，这样企业就能更快地发展起来。

咱们国家也是，在鼓励企业创新，参与到航天事业当中。

三、商业航天的机遇和挑战1. 商业航天的机遇可多了去了。

现在全球的通信需求越来越大，卫星通信就有很大的市场。

比如说那些偏远地区，地面基站覆盖不到，卫星就可以发挥作用了。

而且随着人们对地球环境的关注，利用卫星来监测地球环境变化也是个很好的商机。

像监测森林大火啊，海洋污染啥的。

2. 不过呢，商业航天也面临着不少挑战。

成本虽然降了一些，但是还是很高。

发射一次火箭那还是要花不少钱呢。

而且航天技术要求特别高，一个小失误可能就会导致整个任务失败。

航空航天工程师的卫星应用和商业化航空航天工程师是一种高科技领域的专业人士，他们在航空和航天领域发挥着重要的作用。

在这个时代，随着科技的不断进步，卫星应用和商业化成为了航空航天工程师们关注的重点。

本文将探讨卫星在不同领域的应用以及商业化的机会。

一、卫星应用卫星是一种空间技术的应用，能够提供各种各样的服务，从通信到导航，从地球观测到气象预报，都离不开卫星的应用。

1. 通信：卫星通信是现代通信系统的重要组成部分。

通过卫星，我们可以进行远程通信，不受地理位置的限制。

卫星通信覆盖范围广，可实现全球通信网络的建立，为人们提供了更加便捷的通信方式。

2. 导航：卫星导航系统是现代导航的基础。

像GPS（全球定位系统）就是一种基于卫星的导航系统，它能够为人们提供精确的导航和定位信息，被广泛应用于交通、航空、航海等领域。

3. 地球观测：卫星拍摄地球照片，能够监测和观测地球表面的各种自然和人文现象，如气候变化、环境污染、自然灾害等。

这些观测数据对科学研究和环境保护有着重要的意义。

4. 气象预报：气象卫星用于收集研究大气中的云层、海洋表面温度等气象信息，以预测天气情况。

卫星气象数据在天气预报和灾害预警方面起到了至关重要的作用。

二、商业化机会随着对卫星应用的不断扩展，越来越多的商业机会在航空航天工程师的眼前展现。

1. 卫星通信商业化：随着全球通信需求的增加，卫星通信市场也在不断扩大。

现在已经出现了很多卫星通信运营商，他们提供各种各样的通信服务，满足人们的需求。

2. 空间旅游：随着太空技术的进步，太空旅游成为了一个炙手可热的新兴市场。

航空航天工程师可以参与太空旅游公司的研发和设计工作，为人们的太空之旅提供支持。

3. 地球观测数据的商业化：地球观测数据在很多领域都有重要的应用价值，包括农业、城市规划、资源管理等。

航空航天工程师可以参与地球观测卫星的研发，并将收集到的数据进行商业化利用。

4. 宇宙资源开发：随着对太空资源的需求增加，宇宙资源开发成为了一个具有巨大商业潜力的领域。