多年来，卫星在轨AI图像处理一直是地球观测行业的追求目标，如今这一愿景终于得以实现。总部位于美国加利福尼亚州的行星实验室公司，公布了其Pelican-4多光谱卫星拍摄的澳大利亚爱丽斯泉机场影像。停机坪上散落着十余架飞机，每一架都被规整的绿色方框标注出来，由卫星搭载的人工智能模型完成识别。

Planet Labs

行星实验室的工程师历时18个月，攻克了太空可靠自主目标分类技术。该公司希望这项技术能大幅提升地球观测能力，实现卫星自主任务调度，并向地面用户实时推送研判信息。

行星实验室工程副总裁Kiruthika Devaraj表示：“整个遥感行业向来热衷于向太空部署各类精密遥感传感器。我们在太空拥有性能极强的‘天眼’，能够观测地面一切动态。但问题在于，采集到的数据量极其庞大，往往要等待6至12小时才能传回有效信息，这本质上只能回看过去的画面，无法做到实时感知。”

行星实验室目前运营着由数百颗Dove与SuperDove立方星组成的卫星星座，每颗卫星体长仅30厘米。这批低成本太空成像卫星，每天可对全球地表完成多次扫描，地面分辨率约5米。该公司同时还在组建更大规模的鹈鹕系列卫星编队，这类卫星的地表成像分辨率可达30厘米。2025年入轨部署的第四代鹈鹕卫星，正是运行飞机识别算法的那颗卫星。

行星实验室所有卫星每日合计产生30太字节数据，相当于一万小时高清视频的信息量。这些数据会通过分布在全球的数十座地面电台回传至地面，再进行处理与分析。

将下传的数据送至云端进行处理及后续AI分析需要耗时数小时，存在明显延迟。这就可能导致野火等灾情蔓延到规模过大、难以快速控制时，才被发现。

Devaraj表示：“对部分应用场景而言，分秒必争。实时智能分析能让我们在问题正在发生、持续演变的过程中，就给出应对方案。”

由Devaraj及其团队研发的AI图像识别算法，依托星载GPU，仅需半秒就能完成一张含16000像素的Pelican卫星影像分析。从卫星拍摄画面到用户拿到分析结果，全程只需数分钟。

截至目前，只有鹈鹕系列卫星搭载了具备人工智能运算能力的处理器，即自动驾驶无人机常用的英伟达Jetson Orin GPU 模组。不过Devaraj表示，行星实验室计划在SuperDove卫星星座基础上，新增一款名为Owl的新型卫星。该卫星可实现每日重访成像，最高分辨率提升至1米，同时同样搭载英伟达杰特森处理器，具备人工智能目标检测能力。

这批新卫星编队，将助力公司推进德瓦拉杰所说的行星智能愿景。Owl卫星可组成一体化智能卫星网络，持续对全球进行监测；一旦发现异常隐患，能自动标记并调度分辨率更高的鹈鹕卫星前往重点重访观测，全程无需人工介入。

Devaraj称：“我们希望把智能大脑与全部算力直接部署在传感器旁，让我们构建的卫星系统如同一套生物神经网络，能够对各类地表变化实时做出响应。”

未来，该公司计划换用性能更强大的英伟达Jetson Thor处理器，并最终实现在轨运行大语言模型（LLM）。

Devaraj表示：“再过五到十年，当人们普遍习惯直接采纳Gemini、Claude等大模型给出的结论时，我们可以基于卫星影像训练通用大语言模型，直接用文字输出卫星观测到的信息。你手机上可能只会收到一条文字消息：‘三分钟前检测到一艘未开启船舶自动识别系统（AIS）的船只，涉嫌违规航行，具体坐标如下。’”

近十年来，地球观测行业一直在探讨星载AI在轨处理技术。但直到不久前，相关技术还无法在太空环境中高速、稳定地运行人工智能算法。

Devaraj表示：“我们从早期英伟达Jetson处理器就开始使用了，但直到Orin迭代版本问世，处理器才具备足够的算力。”

想要在太空开展星载AI图像分析，其算法必须能够处理未经平滑、未经校正的原始裸数据，这与地面人工智能算法所处理的数据完全不同。

Devaraj说：“卫星在轨存在诸多不确定干扰因素。卫星一直在运动、姿态晃动且伴有振动。而在地面处理数据时，要花费数小时才能把这些干扰全部校正消除。”

Devaraj表示，行星实验室的工程师耗时18个月，才让星载AI模型达到80%的检测可靠率。研发团队希望下一代算法能将识别准确率提升至95%以上。

这款天基实时AI检测服务，预计还需六至九个月才会正式向客户开放使用。

Devaraj认为，太空人工智能的发展目前仅仅是个开端。行星实验室正与谷歌合作开展捕日者（Suncatcher）项目，计划向地球轨道部署由海量数据处理卫星组成的大型卫星星座。近期业界涌现出大量构想，希望把原本部署在地面的数据算力基础设施搬迁至太空，该项目正是其中之一。包括太空探索技术公司、亚马逊等科技巨头在内的支持者认为：在地球轨道上，高功耗计算机可直接利用免费太阳能供电，且散热冷却条件得天独厚，无需消耗地球宝贵的水资源。但也有质疑声音认为，大规模算力基础设施的发射成本难以压到足够低，根本无法与地面算力设施形成竞争。