首都師范大學高精尖中心自主研發“直播地球”概念驗證載荷成功入軌

　　北京時間 2022 年 2 月 27 日 11 時 06 分，在海南文昌衛星發射中心，長征八號運載火箭實現“一箭 22 星”發射，將承載著首都師范大學“蛙瞳”直播地球概念驗證任務的“泰景四號 01 星”送入預定軌道，截至發稿時衛星各項參數正常，相機成像正常，發射任務圓滿成功。該衛星是全球首顆直接用于動目標檢測的遙感衛星，提供全色雙條帶推掃數據，以及 X 波段合成孔徑雷達（SAR，Synthetic Aperture Radar）數據。

　　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高精尖創新中心遙感成像技術團隊開發,利用雙條帶成像數據實現全范圍的運動目標檢測，結合動畫遙感圖技術，重建全范圍運動軌跡，實現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，對推掃區域進行動目標影像采集, 其硬件由我校聯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，在預處理的基礎上實現智能遙感影像的加速識別，以期實現以目標和信息傳輸取代條帶影像傳輸的成像新機制。相較于傳統的衛星影像的處理模式，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生的的冗余數據。算法功能方面，星上處理單元提供實時星上數據解碼，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，對港口等重點區域進行監測，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”的關鍵部件是“多模態超級CMOS（互補金屬氧化物半導體）”，通過多模態的設計實現了動目標檢測所需要的雙線陣推掃成像模式，既可以像普通衛星一樣推掃，又可以推幀，還可以凝視獲取視頻，使衛星擁有更多功能。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，結合地理信息數據庫，有望提高目標監測的時間分辨率，實現面向實時應用的遙感服務，為應急減災、交通運輸、船舶監測等場景提供技術支撐。這種“直播地球”系統能夠低成本擴展遙感衛星星座的功能，為面向全球、服務人類命運共同體建設的大型低軌遙感星座系統提供新的建設思路和中國方案。