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首都師范大學高精尖中心自主研發(fā)“直播地球”概念驗證載荷成功入軌

時間:2022-03-03作者: admin
  北京時間 2022 年 2 月 27 日 11 時 06 分,在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心,長征八號運載火箭實現(xiàn)“一箭 22 星”發(fā)射,將承載著首都師范大學“蛙瞳”直播地球概念驗證任務(wù)的“泰景四號 01 星”送入預定軌道,截至發(fā)稿時衛(wèi)星各項參數(shù)正常,相機成像正常,發(fā)射任務(wù)圓滿成功。該衛(wèi)星是全球首顆直接用于動目標檢測的遙感衛(wèi)星,提供全色雙條帶推掃數(shù)據(jù),以及 X 波段合成孔徑雷達(SAR,Synthetic Aperture Radar)數(shù)據(jù)。
  此次搭載的直播地球概念驗證載荷由我校北京成像理論與技術(shù)高精尖創(chuàng)新中心遙感成像技術(shù)團隊開發(fā),利用雙條帶成像數(shù)據(jù)實現(xiàn)全范圍的運動目標檢測,結(jié)合動畫遙感圖技術(shù),重建全范圍運動軌跡,實現(xiàn)直播地球的核心概念。驗證載荷由光學相機與星上處理單元組成。光學相機采用全色雙線陣推掃成像,對推掃區(qū)域進行動目標影像采集, 其硬件由我校聯(lián)合中國科學院長春光學精密機械與物理研究所共同研制。星上處理單元可自主完成 0 到 1 級預處理,在預處理的基礎(chǔ)上實現(xiàn)智能遙感影像的加速識別,以期實現(xiàn)以目標和信息傳輸取代條帶影像傳輸?shù)某上裥聶C制。相較于傳統(tǒng)的衛(wèi)星影像的處理模式,遙感影像的處理過程被分功能模塊拆解到 FPGA(可編程陣列邏輯) 和 ARM(處理器)中執(zhí)行,達到硬件加速和實時星上處理的目的,大幅度減少了因雙條帶推掃所產(chǎn)生的的冗余數(shù)據(jù)。算法功能方面,星上處理單元提供實時星上數(shù)據(jù)解碼,輻射校正,雙線陣配準,幾何校正,海陸分割,幀差、目標識別等功能,對港口等重點區(qū)域進行監(jiān)測,精準提取感興趣動目標并進行定位,精度可達百米級。
  “直播地球”的關(guān)鍵部件是“多模態(tài)超級CMOS(互補金屬氧化物半導體)”,通過多模態(tài)的設(shè)計實現(xiàn)了動目標檢測所需要的雙線陣推掃成像模式,既可以像普通衛(wèi)星一樣推掃,又可以推幀,還可以凝視獲取視頻,使衛(wèi)星擁有更多功能。雙線陣推掃成像模式可以同時獲取運動目標的速度和方向,結(jié)合地理信息數(shù)據(jù)庫,有望提高目標監(jiān)測的時間分辨率,實現(xiàn)面向?qū)崟r應用的遙感服務(wù),為應急減災、交通運輸、船舶監(jiān)測等場景提供技術(shù)支撐。這種“直播地球”系統(tǒng)能夠低成本擴展遙感衛(wèi)星星座的功能,為面向全球、服務(wù)人類命運共同體建設(shè)的大型低軌遙感星座系統(tǒng)提供新的建設(shè)思路和中國方案。
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