欢迎来到北京揽宇方圆信息技术有限公司!

热线电话:010-83509252 4006-019-091 18610332567

手机版

当前位置: 网站首页 > 新闻资讯 > 行业动态 > 高分二号卫星影像数据的应用场景

行业动态

高分二号卫星影像数据的应用场景

来源:本站   发布时间: 2019-10-16 13:08:55   浏览:3120次  字号: [大] [中] [小]

高分二号卫星从2010年4月启动研制,经历方案设计、初样研制,于2012年6月进入正样研制阶段。2012年7月,整星正样产品齐套,开始总装;2012年8月~2013年8月,先后完成了整星总装测试、电性能测试、电磁兼容试验、微振动试验、力学试验、热平衡、热真空试验;2013年10月,完成了卫星100小时连续无故障通电考核以及与运载火箭的接口试验。2013年11月4日,卫星运抵太原卫星发射中心,完成了发射场测试和推进剂加注准备工作,后由于运载火箭原因,高分二号卫星推迟发射,在发射场长期贮存。发射场工作重启后,高分二号卫星于2014年8月19日成功发射

高分二号卫星作为我国首颗分辨率达到亚米级的宽幅民用遥感卫星,其在设计上具有诸多创新特点,在产品实现上做到完全自主可控,关键单机全部自研,是部件、单机国产化程度最高的遥感卫星,国产化率达到98%以上。



亚米级、大幅宽成像技术

高分二号卫星配置的两台相机,采用长焦距、大F数、轻小型化光学系统设计,焦距达到7.8m,F数15,均为我国在轨遥感卫星中最大值;采用全色和多光谱五谱合一的TDI  CCD器件,以推扫的方式实现对地面景物成像,以器件拼接方式实现单台相机2.1°的视场角,通过两台相机拼幅,进一步扩大视场,使星下点地面像元分辨率达到全色0.81m、多光谱3.24m,观测幅宽达到23.5km,在亚米级高分辨率卫星中幅宽达到世界最高水平。


宽覆盖、高重访率轨道优化设计

通过运行轨道、侧摆机动等参数优化设计,高分二号卫星的倾角为97.9°、回归周期为69天的运行轨道,可以保证对地球南北纬80°之间广大区域的观测覆盖,一个回归周期内运行1021圈,可完成全球无缝覆盖。在卫星侧摆±23°的情况下,即可实现全球任意地区重访周期不大于5天,在卫星侧摆±35°的情况下,重访周期还将进一步缩小。卫星宽覆盖特性及重访率均达到我国遥感卫星领先水平。


高稳定度快速姿态侧摆机动控制技术

高分二号卫星为国内首颗配置全国产化高精度APS星敏感器的卫星,执行机构采用控制力矩陀CMG和动量轮的混合配置方式,实现卫星的快速姿态侧摆机动和稳定控制。通过星敏感器单机级算法改进、系统级姿态确定算法和控制算法的优化设计,首次依靠全国产化部件实现了高精度、高稳定度的姿态控制。在轨实测数据表明,卫星姿态稳定度可以达到1.5×10-4/s,姿态确定精度达到0.0025°。通过设计精确的操控律,采用“尽量避免激励挠性振动”这一约束下的姿态快速机动、快速稳定控制方法,高分二号卫星在轨实现了150s之内侧摆机动35°并稳定,为目前国内遥感卫星的最高水平。


图像高定位精度设计

为满足用户定量化应用的要求,高分二号卫星采用了多项提高图像定位精度的措施,其中整星高精度时统方案确保了时间同步精度误差不超过50μs,使成像时相机、控制和测控GPS等工作在统一的时间基准下;国产高精度星敏感器直接定姿和星敏感器+陀螺联合定姿等多种高精度姿态测量方案,以及星敏和相机一体化安装和高精度温控,使得能精确获得卫星成像指向;专门的微振动减隔振装置抑制微振动影响,确保成像指向稳定性。多种措施使轨道测量、姿态测量等多项与图像定位精度相关的指标达到国际先进水平,其中轨道测量精度达到在轨实时10m、事后0.5m,姿态测量精度达0.003°。在轨图像测试初步评定表明,无控制点定位精度达到20~35m,优于50m设计指标,达到国际先进水平。


图像高辐射质量设计

高分二号卫星针对图像辐射质量提升采取了多项保证措施,相机光学系统和成像电路进行调制传递函数MTF优化设计,在小相对口径情况下实现了高的MTF数,奈奎斯特频率处,静态MTF全色谱段不低于0.12、多光谱不低于0.2,在轨动态MTF不低于0.1。在图像采样10bit量化的基础上,首次采用内遮光罩进一步改进杂散光抑制,采用高精度低温焦面电路和CCD控制等措施降低电子学噪声,采用格雷码编码降低系统噪声,确保图像信号噪声尽可能小,信噪比在各种太阳高角度、地面反照条件下,全色达到23~43d B、多光谱达到25~43d B,均为国内卫星领先水平。为适应地表不同区域复杂成像光照条件,设计了动态范围宽、线性度好,成像级数和增益均多档可调方案,具有5档调整功能,且各谱段可单独进行增益调整,积分级数可1~96级调整,使系统动态范围达到20~800DN值,线性度优于3%。经在轨测试直方图统计,灰度分层值分布

广、图像信息丰富,目视效果优异,达到国际同

类卫星先进水平。


轻小型相机设计技术

高分二号卫星相机光学系统设计首次采用小相对孔径(F数15)三反同轴方案,相机口径较大减小,通过主次镜间距及折镜角度的优化设计,获得了更大的焦长比(焦距与光学系统长度之比);首次采用桁架支撑+阻尼隔振的主支撑结构设计,确保相机更高的稳定性和火箭主动段抗力学环境能力,使得相机结构更紧凑、体积更小、重量更轻;相机主反射镜、镜筒等采用新型陶瓷基碳纤维复合材料,在获得极低膨胀率保证相机机构稳定的同时,进一步减轻了相机重量;与传统设计相比,相机体积和重量减小约1/2。相机采用三镜调焦方式以及五谱合一TDI  CCD器件的方案,与国外同类相机相比,还使焦面组件、三镜组件及调焦机构的尺寸及重量较大减小,轻小型状态达到国际先进水平。


高集成度、高动态低噪声成像电路设计

为适应相机轻小型设计,相机成像电路采用了先进的高动态低噪声高集成度设计技术。针对相机电子学焦平面多色CCD器件拼接而成、像元数多、行速率高、CCD工作频率达到10MHz、图像原始数据率达到2Gbps、信噪比和时统精度要求高、器件功耗大等特点,同时需要适应多模式的工作状态,相机成像电路采用了定制的高度集成的五谱合一TDI CCD器件,提高了器件光电转换效率和MTF指标。卫星上首次使用TLK2711高速串行数据接口技术,实现图像数据高速传输,并采用了高效图像压缩算法;降噪设计主要采用了低噪声焦面CCD及读出电路设计技术、焦面CCD时序控制及驱动设计技术、变速率时序信号产生与控制技术、高动态信号处理技术和自适应图像处理及传输设计技术;为解决CCD器件暗电流变化对图像像质的影响,同时可以增加系统的动态范围,提高图像质量,将CCD工作温度设置在-5~10度之间,在轨实际温度在-2~5度之间,使CCD信号中的暗信号部分得

到有效的抑制。上述措施实现了成像电路的高集成度、高动态低噪声设计,大大降低了信号噪声水平,有效保证了相机成像信号质量。


载荷多种灵活工作模式设计

为满足用户使用要求,高分二号卫星设计了成像传输、成像记录和数据回放等多种灵活载荷工作模式。在相机成像且卫星可与地面数据接收站进行数据传输作业时,卫星进行成像传输。成像传输模式又可分为准实传、全色图像实传和多光谱图像实传三种模式。其中,准实传模式为高分二号卫星在轨常规成像模式,全色图像实传模式和多光谱图像实传模式为特殊成像模式,主要用于试验或存储系统故障的应急情况。在数传无法与地面站进行数据传输作业时,卫星可工作在成像记录模式,将相机成像的图像数据、辅助数据以及服务系统数据等实时记录在固态存储器中。在卫星可与地面数据接收站进行数据传输作业时,卫星可将存储在固态存储器中的数据回放至地面站。此时卫星工作在数据回放

模式,根据回放数据类型的不同,数据回放模式又可分为图像数据回放模式和服务系统数据回放模式。对于成像传输和数据回放模式,高分二号卫星和地面数据接收站进行数据传输作业时,依据地面站情况不同,可以单站接力传输、双站接力传输和移动站接收。多种灵活的载荷工作模式方便用户使用卫星和接收数据,进一步提高了卫星使用效能。


智能化的在轨健康检测和故障处理能力

高分二号卫星具有智能化的星上自主管理能力,包括蓄电池充电自主控制、蓄电池放电深度安全控制、载荷强制关机、卫星姿态异常应急控制等多种在轨安全控制策略。同时,针对一般、紧急、致命三种不同程度故障分别建立了故障自主处理机制,提高了卫星在轨生存能力和可靠性。高分二号卫星还具备中继卫星测控能力,天地配合扩大测控覆盖率近一倍,提高了对卫星的监控能力,有效保证了卫星运行。另外,在轨工作策略的优化设计,也使蓄电池、控制系统动量轮、CMG、太阳翼驱动机构、数传天线等工作强度和应力环境得到合理平衡,避免早期失效问题的发生,确保寿命满足设计指标要求,使得我国低轨遥感卫星长寿命设计技术首次达到国际先进水平。



高分二号卫星标遥感调查与监测、地质
灾害调查与监测、城乡精细化规划管理、风景名胜区资源保护、城市园林绿化评价、城市建筑节能、交通路网规划、交通运输管理、森林资源调查、林业生态工程监测等的业务化应用,以及在环境保护与监测、农作物估产等众多领域发挥重要作用,同时还可用于国防与军事领域。随着应用的深化,相信高分二号卫星图像数据还将在国安、公安、社会商业应用、出口等方面发挥重要作用,对引领我国民用高分辨率卫星应用将起到重要示范作用。

 

<返回列表

相关链接

  • 010-83509252
    18610332567
    18610332561
    (微信同步)
    4006-019-091
    About Us   News   Product   Contact
    关于我们   新闻资讯   产品服务   联系方式

    公司简介

    领先优势

    资质荣誉

    公司新闻

    行业动态

    国外卫星

    国内卫星

    历史数据

    数据处理

    信息反馈

    人才招聘

    付款方式

     
    WeChat
    关注我们

    北京揽宇方圆信息技术有限公司 www.kosmos-imagemall.com Copyright © 2007-2021 备案号:京ICP备14058426号-2