中国计算机学会青年计算机科技论坛

CCF Young Computer Scientists & Engineers Forum

CCF YOCSEF长春

时间：2023年7月22日（星期六）9:00-12:00

CCF YOCSEF长春成功举办“天算”如何赋能“卫星应用”技术论坛

CCF YOCSEF长春于2023年7月22日，在长光卫星技术股份有限公司A101室举办了“‘天算’如何赋能‘卫星应用’”技术论坛暨走进长光活动。长春理工大学计算机科学技术学院信息安全系副主任祁晖副教授、长春工业大学计算机科学与工程学院副院长程超教授（CCF YOCSEF长春副主席、学术AC）共同担任执行主席，吉林大学计算机科学与技术学院王兴旺副教授（CCF YOCSEF长春学术AC）担任线上主席。

本次论坛荣幸邀请到北京邮电大学计算机学院（国家示范性软件学院）副院长、北邮深圳研究院副院长、网络与交换技术全国重点实验室副主任、天算星座总负责人、北邮一号卫星总负责人、国家优秀青年科学基金获得者、博士生导师、IET Fellow王尚广教授，长春理工大学信息化中心主任、博士生导师底晓强教授，长光卫星技术股份有限公司副总工程师贺小军研究员作引导发言。论坛还特别邀请到中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间二部控制与软件研究室主任胡长虹研究员、吉林大学通信工程专业系主任王雪教授、长春工业大学数学与统计学院副院长刘铭教授、长光卫星技术股份有限公司副总工程师朱瑞飞研究员、长春理工大学计算机科学技术学院计算机科学与技术系副主任张婧教授、吉林大学计算机科学与技术学院孙庚教授担任特邀嘉宾参与思辨。此外，来自省内外的10多家高校、科研院所、企业的代表30余人共同参加了论坛活动。

  首先，执行主席祁晖、程超以及线上主席王兴旺代表长春分论坛全体同仁欢迎大家莅临参加本次技术论坛，长春分论坛主席白天为全体参会人员介绍了CCF YOCSEF文化，着重阐述了自报家门、平等交流、严谨思辨、严格计时、注重产出的论坛活动风格和行事规范。执行主席祁晖、程超阐述了举办此次论坛的主题背景并介绍了参会的引导嘉宾和特邀嘉宾。本次论坛将围绕“天算”如何赋能“卫星应用”的相关问题开展讨论。

图1 执行主席祁晖介绍论坛背景

引导发言一：卫星计算机遇与挑战

在卫星计算机遇与挑战引导发言环节，王尚广对卫星计算与通信的历史沿革、国内外现状进行了总结，详细介绍了目前卫星计算、星地、星间协同计算与通信的现状，并结合具体案例阐释了当前卫星计算、通信的机遇与挑战。发言结束，CCF YOCSEF长春老主席温长吉为尚广教授颁发了感谢牌。 

图2  引导嘉宾王尚广发言

引导发言二：算网融合提升天际实时服务能力

在算网融合提升天际实时服务能力引导发言环节，底晓强对算网融合的必要性以及现状进行了总结，分析了实时服务的需求，结合移动通信和卫星网络的优劣，阐述了移动通信和卫星网络融合提供实时服务所面临的挑战与所需的主要技术，结合ICN技术，对算网融合的未来提出了展望。CCF YOCSEF长春主席白天为底晓强教授颁发感谢牌。

图3 引导嘉宾底晓强发言

引导发言三：星上计算与光学卫星智能化

  在星上计算与光学卫星智能化引导发言环节，贺小军从长光卫星的发展历程、长光卫星星上处理技术的发展沿革，并结合具体应用场景和各种数据指标，展示了长光卫星不同代的性能指标和主要组成模块，展望了光学卫星智能化的发展方向。

图4 引导嘉宾贺小军发言

  引导发言结束，进入到议题思辨环节。此次论坛围绕“天算”如何赋能“卫星应用”主题设定了四项思辨议题：

议题一：没有星间链路的条件下如何提升遥感卫星的实时服务能力？

议题二：中美两国卫星数量差距明显，我们如何以少胜多？

议题三：未来天基智能需要什么样的空中平台？

议题四：除了遥感之外，天基智能还有哪些赋能地面应用的场景？

  围绕议题一（没有星间链路的条件下如何提升遥感卫星的实时服务能力？），针对没有星间链路的条件下如何提升遥感卫星的实时服务能力，与会人员们开展了激烈的讨论。思辨嘉宾胡长虹认为实时服务能力的提升需要算力的提升，并对光学领域，特别是计算光学领域进行了介绍，介绍了航天领域的几款主流的计算平台，给出了软件模型的开发与优化的需求与挑战，并结合自己的研究，给出了当前国内计算能力提升所面临的难题。思辨嘉宾王雪认为做好任务规划对提升实时服务能力很重要，并对任务的智能规划进行了介绍，从通信的角度给出了星地通信的特性，详细介绍了时空尺度大这一特性对星地通信的影响，结合实时服务的需求，给出了实现实时服务所需要解决的难题。随后，王晗（CCF YOCSEF长春副主席、东北师范大学副教授）针对多种因素对星地通信的影响，提出卫星上是否存在预设的通信方式？王雪指出，通信卫星中预设通信方式目前距离成熟使用还有较远距离。对此，程超认为，可以通过只传输特征和变化量来降低通信需求，提高实时服务能力。另外，闫飞（CCF YOCSEF长春学术AC、长春理工大学副教授）向尚广询问了量子卫星的相关研究现状。尚广结合复杂的通信现状，给出了量子通信的介绍，指出由于巨大的通信干扰，量子通信距离实际使用还有较大的技术难题。并给出了提升实时服务的有效途径是提升星上计算能力，尤其是在星间组网不成熟的条件下。

图5 议题一思辨环节议题

围绕思辨议题二（中美两国卫星数量差距明显，我们如何以少胜多？），刘铭指出我们必须承认中美之间的数据差距，在正视差距的前提下，我国的增速是快速增长的，并且美国的卫星主要是商用卫星，我国也实现了一箭多星的发射，因此我国的前景还是乐观的。长光卫星数据中心顾问特日根指出，长光卫星一直在思考如何以少胜多，得出了两个思路，首先是以载荷为核心，提升单体卫星的能力，同时降低卫星重量，减少发射成本；第二是，进行卫星组网研制。吉林农业大学张宇博表示商业化浪潮给了我国追赶的机遇，并且新技术的使用是至关重要的，其次是卫星数据的推广是非常必要的。底晓强认为数量上的差距短时间内是很难追赶的，但是在局部上，可以通过星间组网、无人机覆盖等方法提升自身的竞争力，并且提升受损后的快速组网能力也是很重要的。祁晖指出美国的星间链路也不是很成熟，这给了我们追赶的机会，除此之外，星间通信和5G结合，可以充分发挥我国的优势，并针对5G卫星融合在资源调度上的问题咨询尚广。尚广指出，我国的卫星制造能力不弱于美国，但是我国的火箭发射是弱于美国的，因此发展火箭技术是非常必要的。我国星网已经进入快车道。

图6 议题二思辨环节

围绕思辨议题三（未来天际智能需要什么样的空中平台？），张婧和孙庚分别发表了自己的观点。张婧表示未来的空中平台可以参考地面物联网，应是无人机、卫星等大规模组网的模式，通过多种卫星和无人机的融合来实现天基智能。孙庚认为天基智能应当考虑天基应用的特征，如解决统一组网的架构，提升分布式计算的利用率，除此外还有应用任务的卸载问题，还有高效的移动机制。闫飞补充说到卫星研究应该是开放的，那计算机从业人员应当如何参与进去？尚广表示，空天地一体化的协同是天基智能的基础，应注意卫星的特殊需求，进行针对化设计，了解背景后科研工作者就可以无缝接入。晓强也指出可以在地面搭建相应的环境进行实验，空中平台有多个部件组成，不同参与方的平台可能不一致。

图7 议题三思辨环节

围绕思辨议题四（除了遥感之外，天基智能还有那些赋能地面应用的场景？），祁晖表示在特殊场景中可借助无人机进行空中接力，如在边境应急任务场景，由于特殊地形导致卫星信号无法完全覆盖，在这种情况下就需要空中平台的支持，通过引入空中平台可增强业务处理的实时性。长春大学匡哲君（CCF YOCSEF长春副主席、长春大学副教授）则表示对卫星开源是提升赋能场景的有效手段，通过开放卫星能力，让用户按需来构建针对具体场景的解决方案。随后与会嘉宾针对该议题进行了热烈的讨论。

图8 议题四思辨环节

图9 议题思辨环节收尾

议题思辨尾声，吉林大学大数据中心主任、博士生导师车翔玖教授对议题思辨环节进行了总结收尾，指出应正视空中和地面的区别，进行针对性的发展，并且对卫星数据处理方法进行了探讨。

图10 论坛总结

最后YOCSEF长春分论主席白天对论坛进行了总结，并在总结之后对引导嘉宾、特邀嘉宾、到场人员及工作人员表示感谢。

图11 CCF YOCSEF长春走进长光卫星技术股份有限公司

图12 参观后合影留念

此次技术论坛是与长光卫星深度合作举办的重要活动。在论坛结束后，还特别邀请各位嘉宾参观长光卫星的卫星生产基地，近距离了解先进的卫星制造技术与设施，星上算力尤其是遥感卫星算力发展情况，并交流了计算赋能卫星应用的场景和方案。这一特色活动为与会者提供难得的学习与交流机会，深入了解卫星应用的需求，存在的问题以及未来的发展。相信通过此次参观活动，与会嘉宾将对长光卫星的技术实力和创新能力有更深刻的认识，并为未来合作搭建起更加坚实的桥梁。

本次活动得到新浪网与吉林网等媒体的报道。