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工信部意见:国产“太空级”操作系统投入民用市场

Viviany 发表于 2022-10-17 17:41:19 [显示全部楼层] 回帖奖励 阅读模式 关闭右栏 0 681
电脑操作系统,一直是国外品牌占据市场的主流地位。但是在我国航天领域,计算机操作系统则是百分之百的自主产权。我国航天器所载的SpaceOS操作系统,在功能、效率、安全性等方面都达到了极端的标准,决不亚于世界上最先进的同类产品。


1月23日,我国航天器第三代操作系统SpaceOS-天卓问世,性能比之前的两代更为强大,可以满足载人航天工程的网络化建设。系统具有高度精准的时效性,被率先应用于北斗卫星全球导航系统。


既然我国有如此强大的操作系统,何不利用在日常的生活和工作?


果真,1月28日,工信部发布了《关于大众消费领域北斗推广应用的若干意见》,提出将北斗系统投向民用市场,实现规模化、市场化的应用。


这意味着,一向为人们望尘莫及的“太空级”操作系统,将进入大众手中。



SpaceOS操作系统,一开机即可运行十几年


操作系统,就是对计算机的各种资源实现管理应用的基本软件,是每一台电脑的运行必备。如微软的Windows、苹果的Mac OS、谷歌的Android、各种Linnux等,都是为大家所熟悉。


但是,航天器计算机对操作系统的要求极为严格。一般电脑死机了可以重新启动,系统坏了可以重装,可是航天器在太空运行,一旦升空进入运行轨道,就要持续运行十多年。所以,航天器所载的操作系统一经启动就不能停止,必须随航天器一起运行十几年,甚至更长的时间。


并且,航天器在太空运行,无论绕行地球轨道,还是着陆月球、火星乃至其他星体,都会面临复杂多变的恶劣环境,会迎接高温、低温、辐射等严峻考验,也会遭遇撞击、震动等极端困难,在地面人员不能及时控制的情况下,航天器必须自行操作,应对各种变化。所以,航天器操作系统对灵敏度的要求极高,必须能够自行应对情况变化。


作为国家重要的航天工程,绝不可以采用从国外引进的计算机操作系统,必须由国内自主研发。“舶来品”如果用在事关国家安全的关键领域,其危害性不言而喻。
SpaceOS,就是我国航天器一直使用的操作系统。由于用途特殊,多数人对此并不熟悉。实际上,该系统已经在军队、政府、公安、金融、财务、院校等对安全有高度要求的部门投入使用,产品技术拥有多项国家专利,是中国人专为中国人提供的电脑操作系统。


SpaceOS电脑桌面系统实现了跨平台操作,可同时运行Windows和Linux应用软件,具有动态视窗、文件处理、三维桌面、三维显示效果等功能,应用方便而又快捷。


SpaceOS研发历程,几乎到了思维极限
SpaceOS操作系统是我国百分之百的自主品牌,早在上世纪70年代就开始投入研发。当时,北京控制工程研究所开始研制我国第一台星载计算机,在没有借鉴的情况下,研发团队自己摸索,独立探索上天之路。


2006年,第一代SpaceOS系统投入“东方红四号”卫星,成功实现在轨运行。当时的操作系统还是非常简单的,尚属于机械性的运算,只做到了几种资源的管理和任务调度,没有实现任务间的通信和动态内存的管理。


2009年,“嫦娥三号”探月工程立项,要求实现“玉兔号”月球车在月面行走。对于这样的任务来说,简单的SpaceOS-1无法满足任务的要求,科研人员开始着手进行第二代产品的攻关。


2013年12月,“嫦娥三号”成功着陆月球,SpaceOS-2实现了对月球车的管理,可以同时管理几十个操作。月球车在月球地面行走,会遇到不同的路况,SpaceOS-2必须迅速做出反应,以避免车体发生侧翻、陷坑等意外事故。月球车不停地拍摄月球景象,SpaceOS-2需要快速地保存和处理图像数据。在这些过程中,“嫦娥三号”配备的“三机热备份”装置,显示出我国极具特色的技术能力。


一般卫星会装有两台计算机,一台工作时,另一台冷备份。如果计算机出现故障,就会切换到另一台。切换过程中,必然会出现秒级的时间差,造成信息的误读。“嫦娥三号”首次实现了三台计算机同时工作,三机参与同样的任务,如果其中一台出现差错,那么三机容错就会给出正确的答案。



三机热备份,比双机冷备份,虽然只是多了一台计算机,但是难度却是若干倍的。在研制过程中,研发人员的工作量和承受的压力是常人难以想象的,据透露,有些思路竟然是研发人员在梦中形成的。可见,产品得以成功,几乎到了人类思维的极限。


SpaceOS-2在内存管理和调度方法上,已经到达了国际上最先进的水平。截止目前,Space-1/2两代产品已经应用于300多个航天器,在轨可靠运行时间已经超过了8000星年。



第三代“SpaceOS-天卓”问世,精准度更为强大


随着我国卫星在轨任务越来越复杂,对计算机软件管理也提出了越来越高的要求,SpaceOS迎来了第三次技术突破。


1月23日,中国航天科技集团有限公司空间技术研究院北京控制工程研究所宣布,第三代SpaceOS-天卓操作系统正式投入使用。


SpaceOS-天卓是一款空间嵌入式实时操作系统,主要应用于载人航天、通信卫星、北斗导航、深空探测等重大航天工程任务,满足载人航天网络化发展,帮助航天设备实现功能扩展。新的SpaceOS-天卓比第一代、第二代操作系统安全性更强,还具备精、快、信、智等优点。


2022年北京冬奥会期间,北斗导航信号首次被引入地下遮挡区域,通过小型基站进入“雪如意”冬奥场馆,为人员和器材的运转提供室内外无缝连续的精微定位服务,实现了室内外高精度导航的创举。


北斗信号精微入室的重大突破,见证了SpaceOS-天卓操作系统极高的精准度和时效性,对于实现国家北斗全域覆盖具有十分重要的意义。该系统还可以应用于商场、物流、交通等信息密集的区域,为人们提供广泛、细微的日常服务。



工信部指导意见:北斗系统走向大众应用


从国家视角来看,像这样一款高性能、高强度、高安全性的操作系统,除了应用于航天、卫星这样的国家重器之外,必然也会投入市场应用,引入到大众的日常生活。这也是科技民用、经济发展的必然趋势。


按照党中央、国务院的决策部署,为了提升先进系统的用户体验和市场竞争优势,工信部发布了《关于大众消费领域北斗推广应用的若干意见》,鼓励和支持将北斗系统推向民用市场。


意见提出:北斗卫星导航系统是支撑我国经济社会发展的重要空间基础设施,北斗三号系统开通后,提高北斗产业支撑能力、扩大北斗应用普及率已成为促进北斗产业发展、保障国家安全的重要任务。大众消费领域具有产品规模大、辐射作用强的特点,是扩大北斗应用规模、提高应用普及率、培育北斗发展新动能的重要领域。


提升北斗系统用户体验和竞争优势,将大众消费领域打造成为北斗规模化应用的动力引擎。“十四五”末,突破一批关键技术和产品,健全覆盖芯片、模块、终端、软件、应用等上下游各环节的北斗产业生态,培育20家以上专精特新“小巨人”企业及若干家制造业单项冠军企业,树立一批应用典型样板,建设一批融合应用示范工程,形成大众消费领域好用易用的北斗时空服务体系。


按照这份意见,北斗系统将从技术、企业、产品等层次向市场全面对接,最终推送到各行各业的普通用户面前。可以预期,不久之后,“太空级”的SpaceOS-天卓将会着落在我们日常生活中使用的很多智能设备上面。



国产操作系统崛起,合力扭转国外产品垄断局面


国内操作系统,一直受制于国外。据统计,2020—2021年,在全球桌面操作系统市场中,美国微软Windows占据88.14%的市场份额,垄断了全球的PC操作系统。在移动操作系统市场中,谷歌的Android市场占有率为75.44%,苹果的iOS,市场占有率为22.49%。在全球操作系统、基础软件领域,美国2020年业务收入0.81万亿美元,占全球该领域业务收入的80%。


而我国国产操作系统的国内市场占有率仅为4%。操作系统依赖于国外,则受制于国外,不仅每年要支付昂贵的费用,还有被“卡脖子”的风险,一旦外方卡断供应,我们将陷入极为被动的局面。


中国在操作系统上与美国产品的竞争,正在成为市场上的焦点。近年来,国产操作系统逐渐走出自己的一片天地,像华为的鸿蒙和欧拉、麒麟软件等操作系统,逐渐显现出实力,开始扭转不利的局面。


SpaceOS系统的应用,也在进入市场化、产业化、国际化发展的新阶段。同时,鸿蒙、麒麟等操作系统也在尝试进入太空领域。


国产SpaceOS系统将与其他国产操作系统一起,与长期占据统治地位的国外操作系统展开市场上的角逐,不仅要打破国外品牌的垄断,更要在国际市场上发力,逐步打开更广阔的空间。

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