珠海-1遥感微纳卫星星座首批星—欧比特视频卫星-1A、1B成功发射

2017-07-03 16:11詹桓航天东方红卫星有限公司
国际太空 2017年6期
关键词:星座比特动态

詹桓 (航天东方红卫星有限公司)

珠海-1遥感微纳卫星星座首批星—欧比特视频卫星-1A、1B成功发射

詹桓 (航天东方红卫星有限公司)

The First Two Satellites OVS-1A/1B of Zhuhai-1 Remote-sensing Micro/Nano Satellites Constellation Launched Successfully

2017年6月15日,珠海-1遥感微纳卫星星座的首批两颗卫星—欧比特视频卫星-1A、1B(OVS-1A、1B)与“慧眼”(HXMT)卫星一起,由长征-4B运载火箭发射升空。“欧比特视频卫星”由中国航天科技集团公司五院所属的航天东方红卫星有限公司研制,目前卫星状态良好,正在紧锣密鼓地进行相关的在轨测试工作。

据了解,珠海-1卫星星座将由数十颗遥感微纳卫星组成,卫星类型包括视频微纳卫星、高光谱微纳卫星以及合成孔径雷达卫星,从而构成一个高时空分辨率的遥感微纳卫星星座。

揭秘“欧比特视频卫星”

“欧比特视频卫星”是一种新型对地观测卫星,与传统的对地观测卫星相比,其最大的特点是可以对某一区域进行“凝视”观测,以“视频录像”的方式获得比传统卫星更多的动态信息,特别适于观测动态目标,分析其瞬时特性。能实现对动态运动过程的连续观测和跟踪,获取观测区域的视频数据。相对于静止图像而言,视频拍摄最大的优势在于对环境的动态监视和对运动目标的跟踪。

该卫星采用航天东方红卫星有限公司自主开发的微纳卫星平台,具有小型化、轻量化、集成化的特点。这两颗卫星状态一致,单星质量约50kg,配置一台1200万像素的CMOS传感器视频相机载荷,地面像元分辨率1.98m,单幅成像地面幅宽约8km×6km。通过整星机动能力,实现视频模式、凝视拍照和滑动凝视拍照等工作模式。

技术水平先进

“欧比特视频卫星”是具有视频和拍照功能的50千克级微纳卫星,在设计中运用了多种先进的技术。

一是高自主卫星管理技术。卫星设计了基于星上自主管理的解决措施。可以实现长期自主管理,不需要地面站定期进行轨道和时间管理,减少对地面站的依赖。同时设计有地面可干预措施,确保星上故障时可以人工干预。根据卫星使用特点,设计星上事件管理功能,将星上需要执行的指令操作,可以通过预存、或在轨更改模式注入在星上,当需要执行该事件时,只需要启动该任务即可,无需地面注入大量数据指令和数据块,即可确保整星安全,又可简化地面操作,实现卫星较强的易用性设计。

二是小型化控制技术。考虑到整星重量体积的需求,控制部组件采用微小型化设计理念,实现整星零动量控制,利用百克级星敏感器实现凝视前的高精度姿态确定与陀螺标定。整个控制部组件采用纯数字信息网络拓扑结构,简化接口设计。控制方案采用模块化的设计方式,在传统型号的基础上,根据小型化部组件的精度指标的特点,在控制方法及姿态确定方案上,采取多信息融合的策略,能够实现对日巡航、对地运行、载荷成像等多种姿态间的快速稳定机动,姿态指向及控制精度高,机动能力强,满足总体指标要求。

三是动态视频H.264编码技术。“欧比特视频卫星”视频原始数据率高,为满足视频存储和下传的要求,采用高性能视频编码H.264编码技术。H.264编码采用帧内压缩和帧间压缩算法,具有很高的数据压缩比率(最高达50:1),能够大量节约视频成像数据的存储量和数传下传时间。

未来应用将大有可为

“欧比特视频卫星”可拍摄目标的一系列动态图像,组成视频,实现了低轨卫星在一定时间间隔内的持续监视能力。卫星拍摄的动态图像具有如下优点:适用于环境的动态监视和运动目标的跟踪,可将多帧影像联系起来,利用前后帧间的耦合,得到任意目标的速度、方向等瞬时特性,而这些信息是从传统推扫式相机获得的静态图像中难以获得的。

在国土领域,“欧比特视频卫星”的应用能够促进国土资源遥感技术研发,加快监管模式创新。相较于传统光学遥感影像数据,视频卫星数据实现了重大的应用突破,视频数据的高冗余性还能够应用在去除噪声和超分辨率匹配等方面,有效的提高图像质量。另外,视频影像可应用于地质灾害、矿山管理、资源开采评估、边境调查等多项工作。例如:对溃坝、滑坡等动态地质灾害进行实时监测,对矿山违规开采、乱采、盗采的动态目标(如矿车、运输车辆)进行调查取证,对国内外油田等资源开采地进行评估等,均可充分发挥视频相机“凝视”的特点。

在商业领域,个人和企业的各种行为都能够以某种方式在卫星动态图像中得到记录。通过大数据提取,可以洞察消费者行为,了解各国经济状况。如通过追踪停车场的车辆数量,预测周边零售业务绩效;通过矿区周围的井坑和矿渣规模图估算该矿区的生产力;保险公司利用卫星城乡查看受损的房屋来核实索赔并标记潜在诈骗;对飞机等大型目标进行统计,结合大数据统计与计算进行自动化的空中交通状况实时获取与预测;通过对港口或海上目标点与海面背景的动态探测,进行航船航行情况统计,判断港口能力等。

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