空天计算：“星算计划”预计实现数千颗卫星组网，三体计算星座等快速发展
思瀚产业研究院    2025-11-06

1、 “星算计划”预计将实现数千颗卫星组网，空天计算有望加速发展

政策高度支持卫星互联网产业发展。

1）2025 年《政府工作报告》中提出“深入推进战略性新兴产业融合集群发展。开展新技术新产品新场景大规模应用示范行动，推动商业航天、低空经济等新兴产业安全健康发展”。

2）2025 年，国家互联网信息办公室、国家发展改革委、工业和信息化部、公安部、海关总署、市场监管总局、广电总局联合发布《终端设备直连卫星服务管理规定》，自 2025 年 6 月1 日起施行。政策提出支持终端设备直连卫星技术研究、卫星通信与地面移动通信融合发展，探索技术融合新应用新业态，构建系统完备的产业体系。根据卫星产业协会、弗若斯特沙利文报告的数据，国内卫星产业将保持快速发展态势，同时卫星发射成本有望持续下降，给产业加速发展带来利好。

空天计算领域，地方结合自身禀赋打造差异化发展路径。2025 年 6 月，天津发布《天津市促进人工智能创新发展行动方案（2025—2027 年）》，其中在重点任务中提出超前布局空天计算。浙江省发布《浙江省人民政府办公厅关于培育发展未来产业的指导意见》，提出“深化低轨卫星互联网、高精度导航定位、高分辨率遥感技术等研究，带动卫星火箭研发设计、空天装备制造、信息终端生产、空天信息应用全产业链发展”。

“星算计划”有望打造强大生态。1）“星算计划”发布：2024 年 11 月，世界互联网大会乌镇峰会期间，国星宇航创始人陆川博士与合作伙伴在乌镇“三体计算星座”首发星座启动暨“星算计划 star-compute”全球发布会上共同发布了“星算计划”。“星算计划”将助力我国在全球率先建成太空智算基础设施，将由 2800颗算力卫星组网，构建未来算力网络。2024 年 9 月，国星宇航成功发射全球首颗AI 大模型科学卫星，并成功完成卫星在轨运行 AI 大模型技术验证。

2）“星算计划”具有广泛的合作伙伴：国星宇航作为总体单位，与包括之江实验室、开普云、软通动力、千方科技、佳都科技、中国软件、复旦大学、北京航空航天大学、浙江大学、浙大城市学院、深圳市人工智能与机器人研究院、上海交大人工智能实验室、洪泰基金、深创投、东方富海、氦星光联、星移联信、天辅高分等首批 54 家公司、院校和机构建立全球合作伙伴关系。

2、 三体计算星座等多个星座正处于快速发展阶段

（1） 三体计算星座

三体计算星座是国内首个整轨互联的太空计算星座，建成后总算力有望达到1000P。

1）星座解决的问题：传统 “天感地算” 模式下，卫星数据需传回地面处理，受地面站资源、带宽限制，仅有少数有效卫星数据能传回地面，且存在时效差问题，而构建 “三体计算星座” 正是为解决这一问题。

2）星座规模：2025 年之江实验室将完成超 50颗计算卫星的星座布局，2027 年前至少完成 100 颗左右的卫星规模建设，远期看三体计算星座建成后总算力可达 1000P，将在我国开创五个“第一次”：第一次实现整轨卫星互联，第一次实现所有卫星的天基模型加载和数据处理，第一次实现卫星的异轨激光接入，第一次通过“共商共建共享共发展”的方式构建一个全新的星座，第一次使用 3D 打印的方式研发一颗卫星。

三体计算星座实现首次成功发射，开启行业发展新篇章。2025 年 5 月 14 日，太空计算卫星星座搭载长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，标志着我国首个整轨互联的太空计算星座正式进入组网阶段。此次发射的一箭十二颗计算卫星是三体计算星座的首次发射。三体计算星座是由之江实验室协同全球合作伙伴共同打造的千星规模的太空计算基础设施，建成后总算力可达 1000POPS（每秒百亿亿次运算）。

三体计算星座首发入轨的 12 颗计算卫星均搭载星载智算系统、星间通信系统，可实现整轨卫星互联，具备太空在轨计算能力，将构建天地一体化网络。计算卫星最高单星算力达 744TOPS，星间激光通信速率最大可达 100Gbps，12 颗卫星互联后具备 5POPS 计算能力和 30TB 存储容量。卫星同时搭载 80 亿参数的天基模型，可对 L0-L4 级卫星数据进行在轨处理，执行异轨卫星激光接入、天文科学观测等在轨试验任务。

三体计算星座目前已经形成了良好的生态，之江实验室和国星宇航、氦星光联等多个合作方合作，共同推动三体计算星座的快速发展。

（2） 天算等重要星座

天算星座是一个开放开源的卫星研究平台，一期共 6 颗卫星，二期共 24 颗卫星，三期 300 颗卫星。其中，二期共计发射 24 颗卫星，将重点围绕空天计算、6G 网络、智能遥感等多个前沿领域开展创新研发。

卫星发射后，将陆续开展卫星互联网前沿技术试验，包括星间大容量激光通信、星载激光通信载荷速率动态调谐、高光谱数据采集与传输一体化、太空服务器性能测试、太空操作系统部署、卫星语义通信、卫星云组件轻量化与容错机制、卫星软件动态重构与容器增量更新、6G 星载核心网架构与轻量化 UPF 测试、星地星间链路协议性能测量、星地 IP 视频语音通话、能耗散热感知的卫星遥感图像实时推理、卫星基础测控与应用监控管理、基于卫星物联网平台的星地控制协同等任务。

天算星座二期的首批卫星已经发射。2025 年 5 月，我国在东风商业航天创新试验区使用朱雀二号改进型遥二运载火箭，以“一箭六星”发射方式，成功将“北邮二号”与“北邮三号”卫星发射升空。“北邮二号”与“北邮三号”卫星是天算星座二期的首批卫星，由北京邮电大学牵头，联合长沙天仪研究院有限公司研制，集成了学校自主研制的星间大容量激光通信、快照式高光谱遥感相机、太空服务器、物联网实验平台、星地 IP 化网络等多项载荷及应用系统。

同时，国内其他星座也在积极取得进展：

梁溪星座：2025 年 7 月 31 日，“星算”计划梁溪星座发布会暨国星宇航太空计算生态大会在江苏省无锡市梁溪区成功举办。会上，“星算”计划梁溪星座正式发布，共有 54 家单位共同发布了“星算”计划 2025 合作伙伴名单。

地方政府相关政策也高度支持产业发展。2024 年《梁溪区空天产业生态圈发展三年行动计划（2023 年—2025 年）》《关于促进梁溪空天产业建圈强链筑峰的若干政策》出台，围绕重点打造商业火箭、卫星制造及应用、空间信息应用 3 个百亿级产业生态圈。成立无锡市梁溪空天科技集团，创新“政产学研用金”模式，出台“科技九条”“人才九条”“金融九条”等系列支持政策。

“星算”计划 02 组星座：目前已经进入设计研制阶段，国星宇航卫星团队正在加紧投入更强算力卫星型号的研发工作。2025 年 5 月，国星宇航“星算”计划02 组卫星发射服务采购招标公告发布，拟采购整箭发射服务，并对投标人有多项资质要求，其中一项为“投标人参与招标的运载型号(或该型号的参与招标的技术基线状态版本)须具有 525 公里太阳同步轨道且不低于 1500KG 运载的能力；在投标报名之前火箭有成功飞行经验，提供《飞行结果分析评审结论》”。

3、空天计算重要部件与生态持续成熟，为发展打下重要基础

星载智能计算机、星间激光通信机等空天计算核心产品研发持续推进。

1）计算领域：以之江实验室星载智能计算机智加 X2 为例，能够实现在轨目标检测、图像智能压缩、云判等功能。一张 4-5G 的图像，经过智加 X2 的处理，在清晰度不变的情况下，大小可以压缩到十分之一，大大节省了传输带宽。同时，如果遇到云层遮挡，计算机会自动判别并选择不拍照，也可以在拍摄到的图片中自动筛除有云层遮挡的照片。智加 X2 拥有每秒 32 万亿次的算力，相比智加 X1 功耗降低了50%，重量降低了 30%。

2）通信领域：氦星光联以三体计算星座为示范载体，构建 “主链 + 低链” 混合激光网络架构。主链卫星通过 100Gbps 链路实现核心节点高速互联，低链卫星以 10Gbps/100Mbps 链路覆盖边缘节点，形成 “高速骨干+灵活接入” 的立体化通信网络。在此次“三体计算星座”首发 12 颗卫星发射中，氦星光联提供了 24套激光通信终端，也是国内第一家同时完成 11 条星间链路在轨建链、在轨通信、在轨互联计算的激光终端制造企业。

星间链路：根据《中兴通讯技术》，星间链路技术主要采用微波通信和激光通信两种形式。1）微波通信：应用范围广、技术相对成熟，成为当前通信领域的主流选择。不过，其传输速率的提升会受到带宽、设备尺寸及成本等因素的制约，存在一定局限性。2）激光通信：其宽带特性能大幅提升卫星移动通信的潜在容量，同时还能缩减卫星负载的尺寸与重量。更关键的是，激光通信技术可在广域范围内实现高度单跳连接，大幅降低信号通信延迟，对于实时性要求较高的感知任务而言至关重要。

伴随着低轨卫星特别是计算卫星的发展，如何高效传输和处理海量感知数据，成为关键。根据《中兴通讯技术》发表的《通感算融合赋能的低轨卫星星座网络架构与关键技术》（窦成龙，吴远，钱丽萍，Tony Q. S. QUEK），通感算融合网络可以通过在低轨卫星星座网络有限的轨道资源内高效集成通信、感知和计算功能，可以极大地提升资源的利用效率，还为网络的综合服务能力提供了强有力的支撑；同时强化了网络的自主性和智能化水平，为未来空天地海一体化通信、多星组网遥感与在轨边缘计算等多维功能的协同演进打下了坚实基础。

卫星系统网络架构通常由空间段、地面段和用户段三部分组成。1）空间段：由多颗卫星组成，根据轨道高度可分为地球静止轨道卫星（GEO）、中地球轨道卫星（MEO）和低地球轨道卫星（LEO），负责信号的接收、放大、处理和转发。2）地面段：包括地面站、控制中心和传输链路等，是卫星系统与地面网络或其他用户之间的接口，其性能和可靠性直接影响整个卫星系统的服务质量。3）用户段：包括各种用户终端设备，如卫星电话、卫星电视接收器、卫星数据通信模块等，用户通过用户终端设备接入卫星系统，实现语音通信、数据传输、电视接收等功能。