标题:北航团队提出卫星星座规划新基准,助力空天智能发展
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将卫星星座送入轨道已属不易,高效调度在轨卫星执行任务更是复杂。随着星座规模扩大,人工规划效率远不及卫星任务需求,人工智能成为破解难题的关键。北京航空航天大学刘偲教授团队提出首个大规模真实星座调度基准AEOS-Bench,并开发内嵌时间约束的调度模型AEOS-Former,为“AI星座规划”树立了技术标杆。该研究已被NeurIPS 2025接收。
卫星星座由多颗卫星组成,具备全球覆盖、快速响应和高频观测能力,已成为数字经济的重要基础设施。然而,其背后隐藏着高维、动态且强约束的规划难题:如何在几分钟内调度数十颗卫星完成上百项任务,同时应对地震救援、海上搜救等突发需求?北航团队通过融合Transformer模型与航天工程需求,提出了创新解决方案。
卫星调度面临四大挑战:任务量大(如美国SkySat星座日均处理超百项任务)、时间窗口紧张(地面观测窗口常不足5分钟)、突发任务难应对(我国“女娲星座”灾害响应完成率不足60%)以及复杂约束条件(视场角、电池功耗等限制)。
为此,北航团队基于Basilisk引擎开发高保真仿真平台,构建了AEOS-Bench基准数据集,涵盖16k+任务场景,支持不同规模卫星与任务的评估。数据集具有三大特点:大规模、真实性(引入真实卫星数据验证算法性能)、全面性(涵盖任务完成率、周转时间等6类指标)。
团队基于AEOS-Bench训练了AEOS-Former模型,采用内嵌约束模块和编码器-解码器架构,显式建模卫星限制并优化任务匹配。实验表明,AEOS-Former在任务完成度、时效性和能源效率等方面均优于基线模型,展现了显著优势。
当AI赋能卫星星座,太空设施将具备自主感知、决策与协同能力,人类探索太空的边界将进一步拓展。北航团队的研究不仅为卫星规划提供了高效工具,更为空天具身智能描绘了未来蓝图。
论文链接:https://arxiv.org/abs/2510.26297
项目主页:https://buaa-colalab.github.io/AEOSBench/
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