随着中国商业航天的快速发展,以大语言模型为代表的生成式人工智能被引入卫星在轨运行与任务决策,这将成为提升系统自主性与智能化水平的重要途径。然而,通用大语言模型的参数规模与计算开销,和星载平台的尺寸、质量与功率（SWaP）约束、星地链路带宽及数据合规要求之间存在显著矛盾,难以直接部署。本文以大语言模型轻量化与协同部署为核心,分析商业航天引入大模型面临的风险挑战,结合星载约束论述了模型压缩、参数高效适配、高效模型架构与推理优化等轻量化技术在商业航天中的运用,阐述了星上、终端与地面分层协同的部署方式,并结合应急机动发射、大规模星座自主运维与商业遥感在轨处理等典型场景讨论了上述技术在缩短任务响应时延、降低部署与运营成本方面的优势。

随着低轨巨型星座规模化组网应用与人工智能（AI）技术迭代演进,AI全面融入卫星设计、在轨运维及军事应用全流程,成为重塑太空弹性体系建设应用优势的核心要素。本文围绕美国太空探索技术公司“星链”“星盾”在轨道自主避撞、星上智能处理、天基目标侦察、远程火力支撑与抗干扰等方面的AI赋能路径与实践应用特点,从加快天基AI芯片研发、构建低轨星座智能体系、迈向“天数天算”新阶段、提升太空安全智能水平、深化军民融合发展、夯实技术基础等方面提出有关思考,为推动AI赋能商业航天跨域发展提供参考。

本文系统梳理美国国家航空航天局（NASA）在政府指导下关于人工智能治理的实践背景与实施重点,分析NASA从单一技术管理到全机构治理的调整过程,突出其将人工智能技术从合规工具向任务赋能和科研创新核心推进的转变,并提出我国航天领域建立人工智能分级分类治理、统一应用规范、完善风险管理以及推动科研创新的建议,为我国航天人工智能应用发展提供决策参考。

全球商业航天进入快速扩张的规模化阶段。低轨卫星星座因具备传输时延低、带宽通量高且易于大规模部署等优势,已逐渐在卫星互联网和卫星遥感等领域占据主导地位。传统人工主导的半自动化测运控管理模式,仅可适配小型星座的管控需求。当面向由数千乃至上万颗卫星构成的低轨大型星座时,管控能力将严重不足,难以支撑常态化高效运行。如果引入人工智能、大数据和云计算等数智化技术,不仅有望推动地面测运控系统基础设施的转型升级,也能带动星上智能处理等关键能力的快速突破。本文基于低轨卫星大型星座的在轨管理需求,探讨数智技术全链条赋能星座测运控系统的未来形态,并针对目前星座管理过程中软件自动化只能应用在部分工作环节,大部分工作决策仍然依赖人工研判等痛点提出解决思路。

随着航天发射任务日益密集,传统航天测控设备前端人力密集型的工作模式已难以适应高密度、快响应的任务需求。本文针对测控设备前端的智能化提升需求,提出一种融合知识图谱、智能体与生成式大语言模型协同的测控前端智能化应用框架。首先,在任务准备阶段,利用大语言模型从总体方案中提取任务需求,构建面向设备能力的设备级知识图谱,实现从非结构化文本到结构化设备参数的自动映射与推理;其次,提出面向任务执行的动态信号自适应调整方法,通过实时状态评估、知识驱动策略检索与语言模型交互,应对火箭发射等场景中的信号剧烈变化;最后,针对测控设备异构性与航天数据小样本等关键挑战提出了应对策略。本文从技术可行性与流程设计角度展开初探,为测控设备前端的无人化、智能化运行提供工程化技术路径。

低轨遥感星座属于重型固定资产,其网络安全能力受到越来越多的用户关注。低轨遥感星座规模化商用组网,使得星地遥控遥测链路的网络安全风险持续加剧,指令伪造、重放攻击、遥感数据泄露等威胁严重制约星座在轨安全运行。以“伽利略”全球导航卫星系统、“星链”卫星系统曾遭受的网络攻击为例,传统星上单级静态密钥防护方案存在安全隔离性弱、星地密钥同步适配性差、在轨运维能力不足等工程短板。本文系统梳理航天星地安全防护与密钥管理技术研究现状,剖析现有防护体系的核心需求,依托汽车电子成熟分层安全管控理念,阐述适配低轨遥感星座断续链路、大数据传输场景的多级密钥安全防护体系,介绍分层架构、星时动态同步、分级权限管控、全生命周期密钥运维等核心技术机制与工程优势。最后结合航天网络安全发展趋势,从硬件可信防护、量子密钥协同、智能安全融合、星座级全域管控4个维度展望技术演进方向,为低轨遥感星座空间安全防护体系建设与技术迭代提供参考。

低轨卫星系统面临的一大难题在于用户频段复用引发的同频干扰,叠加业务时空分布的不均匀性以及高纬度区域的波束交叠,使得如何高效利用稀缺的波束资源成为关键挑战。针对这一问题,本文研究了多波束低轨场景下的动态波束管理与功率分配策略。将星地下行链路建模为混合整数规划问题,将原问题解耦为多星动态波束关闭与单星动态功率分配两个子问题,进而提出一种联合改进蚁群与近端策略优化的求解方法,旨在提升系统总吞吐量。仿真结果表明,该算法能够根据用户分布特征与业务需求变化,自适应地完成波束开闭与功率分配,从而显著改善资源利用效率与系统容量。

航天控制系统软件研制面临流程固化、架构耦合、知识复用率低等结构性瓶颈。本文从技术、组织、环境3个维度剖析航天企业软件研制模式转型的驱动因素与制约条件,融合动态能力理论与组织变革理论,提出数字化转型筑基、智能技术驱动、研制模式重构的3个阶段转型路径,构建涵盖开发流程迭代化、软件架构模块化、软件资产仓库化、工具链流水线化、软件部署在线化的软件工厂管理体系。以北京航天自动控制研究所“灵跃”软件生产线平台开展实践验证,结果表明研发周期平均缩短33%、工作量降低60%、组件复用率达85%以上,为航天企业软件研制转型提供了可复用的管理框架与实践路径。

商业航天工程咨询是连接航天工程实施、科技创新和工程实践的桥梁,随着行业项目数量的不断增加,商业航天工程咨询报告编制效率低、知识复用性差、论证方案支撑能力差等问题日益突出。针对上述情况,提出用大模型驱动商业航天工程咨询创新发展的观点。本文结合商业航天工程咨询的业务特点和现实需求,探讨大模型技术在咨询业务中的应用场景,通过构建安全可靠的技术架构,梳理应用示例,探讨相应风险控制措施,提出一套落地、实用的智能化转型方案和建议。研究成果可为商业航天工程咨询单位增强信心、推动转型提供参考,也可为其他相近领域的智能化转型提供借鉴。