一种基于OpenMP多核并行机制的基带数据处理方法

针对遥感卫星地面基带处理速率低、效率不高、稳定性差等问题，提出一种基于OpenMP多核并行机制的基带数据处理方法。通过在系统平台上建立多个线程，将数据处理分解到多线程中进行并行处理。以真实的卫星数据作为测试源，在压缩比为4∶1和无损模式下，从时间、解码速度、CPU占用、内存、设备资源利用率等指标对基带处理方法性能进行评估。评估结果表明，基于OpenMP并行化处理方法的解压缩软件，在充分利用硬件平台性能的基础上，实现了4倍解压缩速率的提升，显著提升了实时性。     

一种光学遥感小卫星数传基带测试系统设计改进

随着光学遥感小卫星业务不断增长,基于刀片服务器的传统数传基带测试系统已无法满足卫星批量研制测试需求。为此,文章设计了采用机架服务器+光纤交换机的数传基带测试系统,实现小型、通用、可扩展的硬件架构,支持高效、高速的数据处理、存储和交互,与传统系统相比,体积、功耗、质量显著减小。为适应新硬件架构,将原有各数传基带测试软件进行混合并行处理和动态负载均衡设计优化,可以稳定、可靠地提供并行实时数传基带测试功能。该系统具有集成度高、通用性好、测试时效性高等特点,在多型批量化生产的光学遥感小卫星研制过程中测试应用效果良好。     

高性能遥感卫星地面预处理系统中的任务管理与调度技术研究

任务调度和管理是遥感卫星数据地面预处理系统设计中的核心技术.如何对于新型的基于并行机群平台的遥感卫星数据预处理系统进行有效的任务管理和调度,将对系统的可用性、可扩展性以及性能等产生很深的影响.文章讨论一种成功应用于通用高性能卫星地面预处理系统(GHIPS)中的、基于机群平台的任务管理与调度技术.并用于指导为高性能遥感数据处理平台提供一种通用的任务管理与调度解决方案.     

基于MPI的卫星遥感数据实时处理平台设计

针对高速率卫星遥感数据实时处理的要求,设计了一种卫星遥感数据实时处理平台。该平台采用分层设计思想,自上而下分为表现与控制层、业务处理层、基础服务层和应用支持层。结合消息传递接口(MPI)技术,构建了分布式实时并行处理平台框架。原型系统验证结果表明,该平台能处理下传码速率达450Mbit/s的双通道数据,单通道处理速率高达6Gbit/s。文章提出的平台设计应用于遥感卫星的地面检测系统,具有处理速度快、运行稳定的优点。     

基于任意长度的数据帧头搜索实现方法

为解决卫星海量数据传输多样化问题,提出一种基于任意长度帧头的数据流搜索的实现方法。首先阐述了卫星地面基带处理系统的总体设计流程,然后针对传统的搜索特点介绍了传统的数据帧头搜索方法,最后给出了一种基于任意长度帧头的数据流的实现方法,对该方法进行了详细流程介绍。结果表明,与传统的搜索机制相比较,文章提出的搜索方法具备高速率、高准确率和使用范围广的优点。     

光学遥感卫星地面图像数据测试的局限及解决方法初探

分析现有的可见光遥感卫星图像数据测试方法中存在的问题,提出一种卫星图像数据自动高效全覆盖测试技术方法,实现测试系统的实时性、正确性及可视化能力,进一步提高检测效率,完善卫星地面测试的测试覆盖性。同时,为后续光学遥感卫星研制提供高效、高可靠的地面检测支撑,并为可见光遥感卫星在轨正常、可靠、长寿命的运行,获取有效图像数据提供了重要手段和方法。     

美国军用遥感卫星地面系统的最新进展及应用效果

一、典型的军用遥感卫星地面系统遥感卫星地面应用系统完成数据的接收、处理、管理和分发,是连接数据获取和应用的重要桥梁。地面应用系统提供全天时、全天候、高分辨率的空天地一体化信息保障能力,体现武器平台的高度一体化。     

星地协同光学遥感影像目标识别技术验证研究

为了提高光学遥感卫星信息处理的时效性,文章提出了星地协同光学遥感影像在轨目标智能识别技术框架。将基于遥感大数据的深度学习、神经网络模型训练等数据量大、运算量大、计算复杂、要求较高的处理任务部署在地面服务器,将深度学习训练得到的模型进行压缩并上注至卫星,卫星在轨利用轻量化模型对影像进行推理计算,最后把目标识别结果下传至用户。为了对所提出的技术框架进行验证,在高性能服务器和嵌入式开发板上进行了验证试验,利用YOLO-v5算法和DIOR遥感数据集进行了测试,结果表明:在模拟星载计算环境下,处理100km~2范围1m分辨率遥感影像耗时17.74s,平均精确度(Mean Average Precision,mAP)为87.2%。文章提出的星地协同智能目标识别技术框架实时性和精度上能够满足应用需求,具备一定的可行性,可以进一步开展在轨验证试验。     

遥感卫星智能操控技术发展研究

随着遥感卫星信息获取能力的快速提升,传统卫星操控模式已无法满足用户快速、准确、灵活的遥感数据获取和信息产品生产需求,亟需发展智能操控技术来降低卫星操控难度和复杂度,有效提升卫星的应用效能。文章论述了遥感卫星智能操控技术的发展现状,分析了智能星地操控的关键技术,提出基于"智能卫星+一体化地面系统+智能操控平台"架构的天地一体化智能星地操控模式,从任务指控、任务进程监控、任务结果处理与多维度呈现、在轨维护以及在轨健康监测与处置等5个维度优化星地操控接口和操控流程,改善人机交互效果,可为遥感卫星操控模式设计和系统实现提供参考。     

卫星遥感数据的浏览查询技术

遥感卫星图像数据的预处理包括数据编目、存档管理、浏览查询和产品生产等部分。其中，浏览查询是向遥感数据的用户提供查询和检索卫星原始数据各级产品数据的手段，浏览查询系统的功能和性能直接影响到遥感数据的使用效率。本文介绍了新一代高码速率遥感卫星地面数据处理中浏览查询系统研制的主要技术。本文所研究的浏览查询技术已成功的运用到资源二号遥感卫星地面站的数据处理系统中。本文论述的数据处理技术将为其它遥感卫星地面数据处理系统的研制提供重要的帮助。     

卫星遥感数据浏览查询技术的研究

遥感卫星图像数据的浏览查询系统作为遥感卫星地面站数据处理系统中的一个重要环节,向遥感数据用户提供查询和检索卫星原始数据以及各级产品数据的服务。针对每天需获取上百GByte的遥感数据并进行存储管理而导致的并发用户进行浏览查询时等待时间过长的现象,从卫星遥感图像数据库的设计和管理方面,介绍了Oracle数据库技术在新一代高码速率遥感卫星地面数据处理的浏览查询系统研制中的应用。     

基于直方图修改的卫星遥感图像无损隐藏传输

针对星上低速率数据的传输问题,提出了一种基于直方图修改技术的卫星遥感图像无损隐藏传输方法。该方法通过对星上高速率遥感图像相邻像素差的直方图进行修改,将低速率数据嵌入到原始高速率遥感载体图像中,并利用卫星高速数传系统进行下传。地面接收端可以从载体图像中正确提取低速率数据,并无损恢复原始高速率遥感图像数据。该方法在不增加卫星数传系统复杂度和信息传输速率的前提下,提高了卫星数传系统的利用率,增强了数据传输的隐蔽性。实验结果表明,本文算法在保证良好的不可见性的情况下,获得了较高的纯载荷嵌入容量。与其它无损嵌入方法相比,在峰值信噪比和纯载荷嵌入容量方面都有很大的优势。     

北京三号B卫星海量数据传输处理系统设计与实现

海量数据传输与处理技术是高分辨率遥感卫星系统的关键技术,北京三号B卫星作为高分辨率光学遥感卫星其图像传输速率高达几十吉比特每秒,因此设计了一种基于万兆网接口与高速串行收发器GTX/GTH接口的数据传输与处理系统。该系统使用万兆网接口接收前端相机载荷数据,使用GTX/GTH接口实现产品内数据互联,并基于超大规模现场可编程门阵列(FPGA)作为核心处理芯片实现海量数据路由分发、编解码和处理。测试结果表明：可实现36.04 Gbit/s数据接收和60 Gbit/s数据传输处理能力,并具有可靠性高、系统延时小、通用性强的优点。与传统数传方案相比,系统数据处理能力提高了一倍以上,且显著降低了硬件成本。     

我国陆地观测卫星及其数据应用

<正>我国陆地观测卫星地面系统是首个多星、多任务地面处理系统,能够处理我国所有陆地观测卫星遥感数据,具有支持5颗卫星同时在轨运行的能力,可以处理可见光、红外、高光谱和雷达等多种类型遥感器从2.36米到250米各种分辨率的数据。     

高速率数据接收存储系统设计

在遥感系列卫星进行地面联试时,需要对大量有效载荷和平台数据进行处理及高速持续大容量记录,以达到测试卫星有效载荷和平台数据的目的。针对以上需求,提出了基于高级在轨系统(AOS)协议的高速率数据处理、存储及测试验证方案,阐述了其实现过程,并做了性能分析。该方法已经运用到某型号分系统地面测试中。     

小卫星数传基带数据处理通用集成平台设计

以传统小卫星数传分系统中对有效载荷数据进行处理的基带数据处理设备及系统管理控制单元为基础,采用高速串行数据线、高集成模块化数字电路、高速大容量存储模块集成、机电协同设计等技术,设计了一种数传基带数据处理通用集成平台。与传统小卫星数传分系统同功能设备与线缆设计相比,体积减小约82%,质量减少约75%,功耗降低约50%,能满足小卫星体积和质量小、功耗低的需求。此外,数据流优化设计可使固态存储利用率提升14.3%。文章提出的通用集成平台设计可为小卫星数传分系统的集成设计提供参考。     

高轨凝视卫星基于AIS数据的海洋图像几何精校正方法

针对高轨凝视卫星存在难以选取地面控制点从而在一定程度上影响卫星性能发挥的问题,文章将连续成像的凝视卫星与船舶自动识别系统(AIS)数据有机结合起来,充分利用AIS数据定位精度高、更新频次快、与高轨凝视卫星配准性好的特点,将船舶AIS数据作为控制点对海洋区域进行几何精校正。根据海洋较地面平坦的特点,基于多项式校正法,设计了两种针对高轨凝视卫星的遥感图像校正策略,并利用高分四号卫星和商用AIS数据进行了验证比对,给出了应用建议。分析结果表明：采用AIS数据可有效提升高轨凝视卫星海洋遥感图像定位精度,可为高轨凝视卫星影像快速几何精校正策略设计提供参考。     

卫星混编数据地面接收快视系统的设计与实现

提出了一种针对多遥感器、多数传通道的陆地观测卫星地面接收快视系统设计的新思路,即当星上有效载荷压缩数据与未压缩数据混编下传时,在地面接收站只需从混编基带数据中提取未压缩数据,进行帧同步与去格式处理后实时快视,即可达到既能实时监测数据接收质量,又简化地面接收系统设计的目的。     

敏捷遥感卫星新型姿态控制精度评估方法

针对新型敏捷遥感卫星地面测试缺乏验证手段问题,文章提出一种针对敏捷机动成像过程的新型姿态控制精度评估方法,通过设计星地模型算法,根据卫星的定轨数据和高精度姿态数据计算,可得到星载相机成像点在地固坐标系(ECF)的坐标,并引入地表高程数据以提高计算精度,进行成像点位置精度评估,即姿态指向精度评估;通过计算地表镜下点运动速度等衍生参数,进行载荷成像质量评估。与同条件下地面任务规划数据比对,算法精度误差在10米量级,远小于卫星姿态指向误差导致的成像位置偏离,满足地面分析验证精度需求。该套算法已应用于遥感公用平台、某卫星姿态敏捷机动技术地面验证工作。     

微小卫星测控数传一体化发射机数字基带设计

提出一种适用于微小卫星的测控数传一体化射频直接调制发射机方案,并基于FPGA平台设计完成发射机数字基带系统。基带系统采用测控标准调制(NRZ-DPSK-PM)和恒包络调制(GMSK、根升余弦(O)QPSK调制)方式,多种参数和滤波系数可重配置,支持不同速率的统一S波段测控和数传通信,灵活性高,可作为微小卫星测控数传系统的通用数字化模块。