摘要：针对北京三号A/B卫星高速数据处理和传输需求,采用全路由总线互联架构,全新设计了第五代数传基带处理设备智能处理器,给出了相关功能、指标和特点;重点介绍了智能处理器中软件定义功能的高性能异构计算单元、高性能遥感影像在轨处理技术、数传任务自主管理技术等在轨处理关键技术;最后,给出了智能处理器试验验证和应用情况,其具备硬件平台通用、软件定义功能,大幅提升了常规数传能力,创新实践了多种智能数传功能,通过北京三号A/B卫星成功在轨验证及应用,智能处理器可作为成熟产品应用于后续空间高速数传任务。

摘要：遥感卫星数据在轨智能处理已成为遥感领域的前沿技术,是实现“星数天算”的有效技术途径。本文综述了当前国内外主流的数据在轨智能处理系统发展现状,分析了行业面对的问题,提出了天地一体的智慧星座系统架构,构建了一种集固有处理、信息提取、知识生成功能于一体的卫星数据在轨智能处理系统,探索了利用人工智能AI模型及算法以及星地一体化处理系统实施在轨信息提取和知识生成的方法。为验证上述系统框架和方法,利用高光谱卫星数据进行了船舶检测和林火火点检测及预警的仿真试验。试验结果表明该系统框架的总体设计是可行的,提出的在轨信息提取和知识生成的方法是有效的。提出的系统架构为卫星在轨信息提取及知识生成并最终赋予卫星在轨思考能力,提供了一种可行的技术路线。卫星在轨思考的能力取决于在轨处理系统的架构设计、信息提取和知识生成的AI模型和算法,而算法的好坏将依赖卫星数据地面计算中心对其的不断优化和长期的迭代。无疑,卫星在轨处理系统将对卫星地面系统的架构和算力提出更加苛刻的要求,长远来看,这将助力“星数地算”的快速发展。

摘要：针对自然灾害监测、海洋目标监视等多星协同探测应用场合,首先分析了多源卫星信息在轨融合处理的必要性,其次总结了国内外卫星数据在轨处理的研究现状和存在的问题,然后在此基础上从星上探测、通信和计算资源出发,分析了适应在轨处理的在轨自主任务规划、目标信息表征、多源卫星信息目标在轨关联、多源卫星信息在轨特征融合、星地协同数据处理与动态交互等多源卫星信息在轨融合处理的相关问题和关键技术,最后,给出未来发展趋势展望。

摘要：光学测绘遥感卫星的性能不断提升,种类日益丰富,已经成为获取全球精准测绘遥感信息的重要支撑。当前光学测绘遥感卫星已具备亚米级的空间分辨能力,但测绘遥感信息服务存在严重的滞后问题,亟须发展智能测绘遥感卫星,向实时智能服务转型升级。本文首先基于光学测绘遥感卫星3种成像体制及其实现方式和应用特点,分析智能测绘遥感卫星的适用体制,进一步面向实时化、智能化和大众化的应用需求,提出通导遥(通信、导航、遥感)一体化智能遥感卫星的设计构想,重点分析智能遥感卫星的服务方式及一体化功能组成;然后,阐述新一代智能测绘遥感科学试验卫星珞珈三号01星的性能与特点;最后,对智能测绘遥感卫星的发展和使命进行总结与展望。珞珈三号01星集遥感与通信功能于一体,探索了从数据获取到应用终端的测绘遥感信息高效智能服务模式,为遥感数据基于天地互联网的在轨处理与实时传输提供了真实的服务验证平台,对我国空间信息网络的建设具有重大意义。

摘要：ICESat-2作为新一代多波束激光测高卫星采用了光子计数体制,其探测数据中存在大量噪声,造成光子数据在轨处理和传输时面临巨大挑战。为了在轨高效地对原始探测数据进行去噪处理,以降低星地传输数据量,本文设计了一种基于原始探测光子泊松分布特性的直方图去噪算法。该算法分为光子点云的垂直直方图化和倾斜直方图化。首先,根据光子传输距离将点云数据段划分为二维格网形成垂直直方图,利用直方图箱光子数的均值和标准差计算信噪分离阈值,并对信号光子赋予低、中和高置信度标签来表征信号可靠性;其次,对识别的中、高置信度光子进行线性拟合获取坡度信息,将光子传输距离投影到沿坡面垂直的方向形成倾斜直方图,进行二次信号光子识别且合并置信度标签;最后,对噪声光子进行剔除以实现原始数据的压缩下传。同时,本文对比研究了基于密度的空间聚类应用(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)算法和对点排序以识别聚类结构(Ordering Points to Identify the Clustering Structure,OPTICS)算法性能。通过8种地类的ATL02数据开展测试实验,结果表明,DBSCAN算法会导致信号光子丢失,而OPTICS算法会产生虚假信号簇,相比之下,直方图算法有效避免了这些问题的产生,并且在实验中对不同地类具有较好的稳健性和适应性。在直方图算法中,垂直直方图算法对信号光子召回率R均为1,查准率P和调和F值平均在0.90以上,相较于垂直+倾斜直方图、DBSCAN和OPTICS的运行效率分别达到12倍、3473倍和1528倍以上,平均运行时间仅0.048 s,可高效实现数据去噪。垂直直方图算法去噪结果初步满足在轨处理效率要求(<0.25 s),本文有望为未来星载光子计数激光雷达数据的在轨去噪提供技术参考。

摘要：提出一种星载微波辐射计在轨运行时,计算太阳直射及卫星太阳翼自身辐射对其亮温测量影响的定量分析方法。依据太阳翼辐射发射率数据和星载微波辐射计测量原理,对太阳直射和太阳翼自身辐射进入星载微波辐射计天线波束内对其造成的亮温测量误差进行了理论分析,分析结果可以为卫星在轨偏航策略和整星结构布局的设计提供理论依据。如果在轨偏航策略和整星结构布局设计无法保证星载微波辐射计远离太阳入射方向或者太阳翼自身辐射影响,则可以按此分析方法在轨实时计算并剔除太阳直射及卫星太阳翼自身辐射给星载微波辐射计带来的亮温测量误差。