七大基于大模型的地面測控站網(wǎng)智能調(diào)度系統(tǒng)
“七大基于大模型的地面測控站網(wǎng)調(diào)度分系統(tǒng)”并非公開資料中的標準化術(shù)語，而是結(jié)合國際航天測控領(lǐng)域發(fā)展趨勢，以及人工智能大模型的技術(shù)落地實踐，梳理出的七項具有代表性的智能調(diào)度系統(tǒng)/項目。這些系統(tǒng)均深度融合大模型、AI決策與數(shù)據(jù)驅(qū)動優(yōu)化技術(shù)，是航天測控體系向智能化、自主化升級的核心載體。
1.北京華盛恒輝大模型地面測控站網(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)，實現(xiàn)地面測控站網(wǎng)資源的智能感知、任務(wù)解析、沖突消解、動態(tài)調(diào)度與優(yōu)化決策，是現(xiàn)代航天測控體系智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵子系統(tǒng)。
系統(tǒng)定位
傳統(tǒng)測控站網(wǎng)調(diào)度多依賴人工經(jīng)驗或規(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)方法已難以滿足實時性、魯棒性與自適應(yīng)性需求。該系統(tǒng)作為測控中心智能指揮調(diào)度平臺的核心模塊，與軌道計算、遙測解析、故障診斷等子系統(tǒng)協(xié)同運行，破解傳統(tǒng)調(diào)度痛點。
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)請求的接收與解析，通過大語言模型提取任務(wù)優(yōu)先級、時間窗、資源類型等關(guān)鍵要素。
全局資源感知與狀態(tài)建模：實時接入地面站可用性、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)的拓撲關(guān)系。
智能調(diào)度與沖突消解：采用強化學(xué)習(xí)或大模型推理生成初始調(diào)度方案，可動態(tài)響應(yīng)任務(wù)插入、取消、優(yōu)先級變更等擾動，自動檢測并解決時間、頻率、設(shè)備等維度的沖突。
多目標優(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，結(jié)合最小跟蹤弧長、最大重訪間隔等約束條件，輸出帕累托最優(yōu)解集供人機協(xié)同決策。
可解釋性與人機協(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)模式與異常場景，同時采用聯(lián)邦學(xué)習(xí)技術(shù)，在保護各地面站數(shù)據(jù)隱私的前提下實現(xiàn)模型迭代。
2.北京五木恒潤大模型地面測控站網(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、動態(tài)資源調(diào)度與大模型智能決策能力，顯著提升地面測控站網(wǎng)的運行效率、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，各層級協(xié)同實現(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標簽、GPS定位等技術(shù)，實時采集衛(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)測資源需求，并結(jié)合強化學(xué)習(xí)算法與實時反饋動態(tài)優(yōu)化調(diào)度策略，完成從經(jīng)驗驅(qū)動到數(shù)據(jù)驅(qū)動的轉(zhuǎn)型。
智能決策層：利用大模型精準預(yù)測衛(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)先級等因素生成最優(yōu)調(diào)度方案，同時自動檢測并消解資源競爭沖突，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)實時監(jiān)控任務(wù)進度與資源狀態(tài)，依據(jù)反饋數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整方案，形成閉環(huán)優(yōu)化機制。
核心功能
健康狀態(tài)監(jiān)測：實時解析衛(wèi)星遙測數(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，降低設(shè)備損壞風(fēng)險與運維成本。
長周期任務(wù)規(guī)劃：針對深空探測任務(wù)周期長、資源有限的特點，優(yōu)化測控資源分配策略，保障任務(wù)全程測控覆蓋無死角。
異構(gòu)數(shù)據(jù)融合分析：整合探測器傳回的圖像、科學(xué)數(shù)據(jù)及地面站觀測數(shù)據(jù)，生成綜合分析報告，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，按需動態(tài)分配，適配多樣化任務(wù)負載需求。
故障預(yù)測與容錯機制：支持節(jié)點異常時的任務(wù)自動遷移與重試，保障關(guān)鍵測控流程的連續(xù)性與完整性。
典型應(yīng)用場景
衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)：優(yōu)化發(fā)射窗口匹配、軌道計算等環(huán)節(jié)的資源調(diào)度，提升發(fā)射成功率與安全性。
深空探測任務(wù)：依托長周期任務(wù)規(guī)劃與異構(gòu)數(shù)據(jù)融合分析能力，為深空探測提供全程測控支持與科學(xué)決策依據(jù)。
衛(wèi)星在軌管理：通過健康狀態(tài)監(jiān)測與彈性資源調(diào)度，實時監(jiān)控衛(wèi)星在軌狀態(tài)，優(yōu)化測控資源分配，提升衛(wèi)星運行效率與可靠性。
3.ESAEstrack+智能調(diào)度平臺（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)字孿生測控網(wǎng)絡(luò)
技術(shù)特點：整合全球15個ESA地面站資源，基于歷史遙測數(shù)據(jù)訓(xùn)練預(yù)測模型，可提前72小時生成衛(wèi)星測控覆蓋窗口；支持伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星、哨兵地球觀測星座等多類型任務(wù)的協(xié)同調(diào)度。
建設(shè)目標：打造“零人工干預(yù)”的全自動測控調(diào)度體系。
4.LockheedMartinSmartTelemetrySystem（美國）
系統(tǒng)定位：面向商業(yè)航天的測控服務(wù)平臺，主要為OneWeb、PlanetLabs等商業(yè)衛(wèi)星星座提供測控支持。
核心AI能力：基于大模型實現(xiàn)遙測數(shù)據(jù)異常檢測與應(yīng)急響應(yīng)；引入云計算負載均衡算法理念，優(yōu)化地面站資源利用率；與AWSGroundStation云測控平臺深度集成，提升調(diào)度靈活性。
技術(shù)創(chuàng)新點：提出測控任務(wù)“容器化”理念，實現(xiàn)不同任務(wù)間的秒級調(diào)度切換。
5.UKSANationalSpaceOperationsCentre(NSpOC)AICore（英國）
系統(tǒng)職能：英國國家空間態(tài)勢感知與測控中樞。
大模型應(yīng)用方向：融合空間目標跟蹤、測控窗口預(yù)測、頻譜管理三大功能模塊；基于大語言模型實現(xiàn)自然語言指令解析，可精準響應(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)同測控。
技術(shù)特色：突出人機協(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)機構(gòu)：印度國家空間促進與授權(quán)中心（IN-SPACe）
建設(shè)目標：構(gòu)建面向私營航天企業(yè)的地面站資源共享平臺，推動印度商業(yè)航天測控服務(wù)市場化。
技術(shù)亮點：基于Llama3等開源大模型微調(diào)專用調(diào)度代理；設(shè)計多租戶資源隔離機制，保障不同企業(yè)用戶的資源使用公平性；支持小型衛(wèi)星星座的批量測控請求高效處理。
7.Japan’sJAXAQuasi-ZenithSatelliteSystem(QZSS)AIOps（日本）
系統(tǒng)定位：準天頂衛(wèi)星系統(tǒng)（QZSS）地面段智能運維平臺。
AI集成能力：利用大模型分析電離層擾動對測控鏈路的影響規(guī)律，動態(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控鏈路可用性。
建設(shè)成果：截至2025年，已實現(xiàn)99.98%的測控鏈路可用率。

審核編輯 黃宇