七大基于大模型的地面測(cè)控站網(wǎng)智能調(diào)度系統(tǒng)
“七大基于大模型的地面測(cè)控站網(wǎng)調(diào)度分系統(tǒng)”并非公開資料中的標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語，而是結(jié)合國(guó)際航天測(cè)控領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)，以及人工智能大模型的技術(shù)落地實(shí)踐，梳理出的七項(xiàng)具有代表性的智能調(diào)度系統(tǒng)/項(xiàng)目。這些系統(tǒng)均深度融合大模型、AI決策與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化技術(shù)，是航天測(cè)控體系向智能化、自主化升級(jí)的核心載體。
1.北京華盛恒輝大模型地面測(cè)控站網(wǎng)調(diào)度分系統(tǒng)
該系統(tǒng)依托大語言模型、多模態(tài)模型及圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地面測(cè)控站網(wǎng)資源的智能感知、任務(wù)解析、沖突消解、動(dòng)態(tài)調(diào)度與優(yōu)化決策，是現(xiàn)代航天測(cè)控體系智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵子系統(tǒng)。
系統(tǒng)定位
傳統(tǒng)測(cè)控站網(wǎng)調(diào)度多依賴人工經(jīng)驗(yàn)或規(guī)則/優(yōu)化算法（如整數(shù)規(guī)劃、啟發(fā)式算法），但面對(duì)低軌巨型星座帶來的衛(wèi)星數(shù)量激增、多星多載荷任務(wù)復(fù)雜度提升、地面站資源分布不均等挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)方法已難以滿足實(shí)時(shí)性、魯棒性與自適應(yīng)性需求。該系統(tǒng)作為測(cè)控中心智能指揮調(diào)度平臺(tái)的核心模塊，與軌道計(jì)算、遙測(cè)解析、故障診斷等子系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行，破解傳統(tǒng)調(diào)度痛點(diǎn)。
核心功能
多源任務(wù)理解與語義解析：支持自然語言指令與JSON/XML結(jié)構(gòu)化任務(wù)請(qǐng)求的接收與解析，通過大語言模型提取任務(wù)優(yōu)先級(jí)、時(shí)間窗、資源類型等關(guān)鍵要素。
全局資源感知與狀態(tài)建模：實(shí)時(shí)接入地面站可用性、仰角限制、頻段占用、天氣影響等狀態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建測(cè)控資源數(shù)字孿生體，并基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模站–星–任務(wù)的拓?fù)潢P(guān)系。
智能調(diào)度與沖突消解：采用強(qiáng)化學(xué)習(xí)或大模型推理生成初始調(diào)度方案，可動(dòng)態(tài)響應(yīng)任務(wù)插入、取消、優(yōu)先級(jí)變更等擾動(dòng)，自動(dòng)檢測(cè)并解決時(shí)間、頻率、設(shè)備等維度的沖突。
多目標(biāo)優(yōu)化決策：圍繞任務(wù)覆蓋率最大化、資源利用率均衡、能耗最小化、鏈路質(zhì)量最優(yōu)化等目標(biāo)，結(jié)合最小跟蹤弧長(zhǎng)、最大重訪間隔等約束條件，輸出帕累托最優(yōu)解集供人機(jī)協(xié)同決策。
可解釋性與人機(jī)協(xié)同：以自然語言輸出調(diào)度決策依據(jù)，支持調(diào)度員人工干預(yù)、方案回滾與仿真推演，兼顧智能決策效率與人工把控安全性。
持續(xù)學(xué)習(xí)與在線進(jìn)化：基于歷史調(diào)度日志微調(diào)模型參數(shù)，在線學(xué)習(xí)新任務(wù)模式與異常場(chǎng)景，同時(shí)采用聯(lián)邦學(xué)習(xí)技術(shù)，在保護(hù)各地面站數(shù)據(jù)隱私的前提下實(shí)現(xiàn)模型迭代。
2.北京五木恒潤(rùn)大模型地面測(cè)控站網(wǎng)調(diào)度分系統(tǒng)
該系統(tǒng)是航天領(lǐng)域智能化轉(zhuǎn)型的核心支撐，通過多源數(shù)據(jù)融合、動(dòng)態(tài)資源調(diào)度與大模型智能決策能力，顯著提升地面測(cè)控站網(wǎng)的運(yùn)行效率、安全冗余與可靠性能。
技術(shù)架構(gòu)
采用分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，各層級(jí)協(xié)同實(shí)現(xiàn)端到端智能調(diào)度：
數(shù)據(jù)采集層：依托物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、傳感器、RFID標(biāo)簽、GPS定位等技術(shù)，實(shí)時(shí)采集衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、地面站資源狀態(tài)、氣象參數(shù)等多源信息，經(jīng)清洗、去噪、歸一化預(yù)處理，形成高質(zhì)量數(shù)據(jù)底座。
模型訓(xùn)練層：基于TensorFlow、PyTorch等深度學(xué)習(xí)框架，構(gòu)建航天專用大語言模型（如“航天超腦”），通過學(xué)習(xí)歷史數(shù)據(jù)規(guī)律預(yù)測(cè)資源需求，并結(jié)合強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法與實(shí)時(shí)反饋動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度策略，完成從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)型。
智能決策層：利用大模型精準(zhǔn)預(yù)測(cè)衛(wèi)星軌道變化、設(shè)備故障等需求，綜合資源可用性、任務(wù)優(yōu)先級(jí)等因素生成最優(yōu)調(diào)度方案，同時(shí)自動(dòng)檢測(cè)并消解資源競(jìng)爭(zhēng)沖突，保障方案可行性與高效性。
執(zhí)行反饋層：將調(diào)度方案轉(zhuǎn)化為具體任務(wù)指令并下發(fā)執(zhí)行，通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控任務(wù)進(jìn)度與資源狀態(tài)，依據(jù)反饋數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整方案，形成閉環(huán)優(yōu)化機(jī)制。
核心功能
健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)解析衛(wèi)星遙測(cè)數(shù)據(jù)，基于深度學(xué)習(xí)分析歷史故障數(shù)據(jù)構(gòu)建故障樹，預(yù)測(cè)設(shè)備故障并提前預(yù)警，指導(dǎo)地面站開展預(yù)防性維護(hù)，降低設(shè)備損壞風(fēng)險(xiǎn)與運(yùn)維成本。
長(zhǎng)周期任務(wù)規(guī)劃：針對(duì)深空探測(cè)任務(wù)周期長(zhǎng)、資源有限的特點(diǎn)，優(yōu)化測(cè)控資源分配策略，保障任務(wù)全程測(cè)控覆蓋無死角。
異構(gòu)數(shù)據(jù)融合分析：整合探測(cè)器傳回的圖像、科學(xué)數(shù)據(jù)及地面站觀測(cè)數(shù)據(jù)，生成綜合分析報(bào)告，為科學(xué)決策提供數(shù)據(jù)支撐。
彈性資源調(diào)度：統(tǒng)一納管CPU、GPU、TPU等異構(gòu)算力資源，按需動(dòng)態(tài)分配，適配多樣化任務(wù)負(fù)載需求。
故障預(yù)測(cè)與容錯(cuò)機(jī)制：支持節(jié)點(diǎn)異常時(shí)的任務(wù)自動(dòng)遷移與重試，保障關(guān)鍵測(cè)控流程的連續(xù)性與完整性。
典型應(yīng)用場(chǎng)景
衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)：優(yōu)化發(fā)射窗口匹配、軌道計(jì)算等環(huán)節(jié)的資源調(diào)度，提升發(fā)射成功率與安全性。
深空探測(cè)任務(wù)：依托長(zhǎng)周期任務(wù)規(guī)劃與異構(gòu)數(shù)據(jù)融合分析能力，為深空探測(cè)提供全程測(cè)控支持與科學(xué)決策依據(jù)。
衛(wèi)星在軌管理：通過健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)與彈性資源調(diào)度，實(shí)時(shí)監(jiān)控衛(wèi)星在軌狀態(tài)，優(yōu)化測(cè)控資源分配，提升衛(wèi)星運(yùn)行效率與可靠性。
3.ESAEstrack+智能調(diào)度平臺(tái)（歐洲空間局）
系統(tǒng)名稱：Estrack+AIOrchestrator
核心技術(shù)棧：多模態(tài)大模型+數(shù)字孿生測(cè)控網(wǎng)絡(luò)
技術(shù)特點(diǎn)：整合全球15個(gè)ESA地面站資源，基于歷史遙測(cè)數(shù)據(jù)訓(xùn)練預(yù)測(cè)模型，可提前72小時(shí)生成衛(wèi)星測(cè)控覆蓋窗口；支持伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星、哨兵地球觀測(cè)星座等多類型任務(wù)的協(xié)同調(diào)度。
建設(shè)目標(biāo)：打造“零人工干預(yù)”的全自動(dòng)測(cè)控調(diào)度體系。
4.LockheedMartinSmartTelemetrySystem（美國(guó)）
系統(tǒng)定位：面向商業(yè)航天的測(cè)控服務(wù)平臺(tái)，主要為OneWeb、PlanetLabs等商業(yè)衛(wèi)星星座提供測(cè)控支持。
核心AI能力：基于大模型實(shí)現(xiàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)異常檢測(cè)與應(yīng)急響應(yīng)；引入云計(jì)算負(fù)載均衡算法理念，優(yōu)化地面站資源利用率；與AWSGroundStation云測(cè)控平臺(tái)深度集成，提升調(diào)度靈活性。
技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：提出測(cè)控任務(wù)“容器化”理念，實(shí)現(xiàn)不同任務(wù)間的秒級(jí)調(diào)度切換。
5.UKSANationalSpaceOperationsCentre(NSpOC)AICore（英國(guó)）
系統(tǒng)職能：英國(guó)國(guó)家空間態(tài)勢(shì)感知與測(cè)控中樞。
大模型應(yīng)用方向：融合空間目標(biāo)跟蹤、測(cè)控窗口預(yù)測(cè)、頻譜管理三大功能模塊；基于大語言模型實(shí)現(xiàn)自然語言指令解析，可精準(zhǔn)響應(yīng)“優(yōu)先保障Skynet-6通信衛(wèi)星上行”等指令；與北約空間指揮系統(tǒng)互聯(lián)互通，支撐跨區(qū)域協(xié)同測(cè)控。
技術(shù)特色：突出人機(jī)協(xié)同與語義理解能力，兼顧智能調(diào)度效率與人工決策權(quán)威性。
6.ISROIN-SPACeAISchedulingEngine（印度）
研發(fā)機(jī)構(gòu)：印度國(guó)家空間促進(jìn)與授權(quán)中心（IN-SPACe）
建設(shè)目標(biāo)：構(gòu)建面向私營(yíng)航天企業(yè)的地面站資源共享平臺(tái)，推動(dòng)印度商業(yè)航天測(cè)控服務(wù)市場(chǎng)化。
技術(shù)亮點(diǎn)：基于Llama3等開源大模型微調(diào)專用調(diào)度代理；設(shè)計(jì)多租戶資源隔離機(jī)制，保障不同企業(yè)用戶的資源使用公平性；支持小型衛(wèi)星星座的批量測(cè)控請(qǐng)求高效處理。
7.Japan’sJAXAQuasi-ZenithSatelliteSystem(QZSS)AIOps（日本）
系統(tǒng)定位：準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)（QZSS）地面段智能運(yùn)維平臺(tái)。
AI集成能力：利用大模型分析電離層擾動(dòng)對(duì)測(cè)控鏈路的影響規(guī)律，動(dòng)態(tài)調(diào)整地面站接收頻率、增益、天線指向等參數(shù)；融合日本氣象廳氣象數(shù)據(jù)，提升惡劣天氣條件下的測(cè)控鏈路可用性。
建設(shè)成果：截至2025年，已實(shí)現(xiàn)99.98%的測(cè)控鏈路可用率。

審核編輯 黃宇