基于天地互联网的智能遥感卫星

基于天地互联网的智能遥感卫星

空天信息的实时智能服务13

天地一体化对地观测脑

珞珈三号卫星研制

2空天信息的实时智能服务1现状与问题发展目标路线图应用前景2022中国地理信息产业大会特邀报告1.1

现状与问题第一颗人造地球卫星成功发射，标志着人类进入太空时代1986法国发

射1999美国发射第一颗陆地观测卫

SPOT卫星，星LandSat-1,

开启

了

高分促进了遥感应

辨率

卫

星遥用的发展 感时代2013更高更多更小更短更稳更准空间分辨率:时间分辨率:辐射分辨率:光谱分辨率:国外遥感卫星的发展历程1957 19722014星，

开启了

开启了小卫星

全球第一颗0.3商业高分辨

和微卫星遥感

米分辨率商业遥感时代 应用时代 遥感卫星美

国

发

射

SkyBox

公

司

美

国

发

射

法

国

发

射IKONOS 卫 发射SkySat-1，WorldView-3

，Pleiades

Neo卫星,全球第二套0.3米分辨率的商业遥感卫星影像系统0.3米1天12比特8谱段或更多20212022中国地理信息产业大会特邀报告19702013发射，

吉林一号

、高景一号20151999源卫星我国第一颗

成功发射中

成

功

发

射

《中国高分人造地球卫

巴地球资源

“

海

洋

一

辨率对地观星“东方红

卫星，是我

号”

A

星，

测系统》重一号”成功

国第一代传

是中国第一

大专项首颗发射 输型地球资 颗用于海洋

星高分一号水色探测的

成功发射试验型业务卫星2002过去10年，我国遥感卫星实现了从“有”到“好”的跨越式发展逐步实现了业务化、商业化和国际出口国内遥感卫星的发展历程绘卫星201920202022商业

卫

星 发射

高分 发射高分 发射高景

七号卫星

，多模卫星

，二号01

、国内首

颗 0.5

米分辨 02

星，

高北京二号

、民

用

亚

米 率

的民用 分辨率商

级高

分

辨 光学遥感 业遥感卫

率立

体测 卫星

，

可 星灵活实现多种成像模式1.1

现状与问题2022中国地理信息产业大会特邀报告国情普查资源调查全球测图应急响应2米

0.8米30米50米 1米2013.4 2014.8 2015.12 2016.8

2018.5高分4号 高分3号

高分5号高分1号高分2号

（静止轨道）（SAR）（高光谱）高分6号高分7号2米

0.65米2018.6 2019.11高分8号

高分9号

高分11号2015.6

2015.9 2018.7 2019.10 2019.11（SAR） （SAR）

（静止轨道）2020.10

2020.12高分10号

高分12号 高分13号

高分14号民用7颗20102020军用7颗高分专项遥感卫星发展历程高分辨率对地观测系统重大专项是《国家中长期科学与技术发展规划纲要（2006-2020年）》确定的十六个重大科技专项之一，该系统将与其他观测手段结合，形成全天候、全天时、全球覆盖的对地观测能力1.1

现状与问题2022中国地理信息产业大会特邀报告我国现有的通信、导航、遥感卫星系统各成体系问题：军民系统孤立、信息分离、服务滞后导航卫星通信卫星通信、导航、遥感卫星系统各自发展无法为空天信息服务提供一体化平台通信、导航、遥感卫星系统状态固化无法支持任务更新与扩展通信、导航、遥感卫星系统孤立无法实现实时的服务模式遥感卫星热点地区处理分发中心专业用户1.1

现状与问题2022中国地理信息产业大会特邀报告创新服务模式数据获取实时传输信息提取信息服务传统服务模式数据获取地面接收过顶传输数据处理产品分发信息提取信息服务问题：传统事后服务模式需要走向实时智能1.1

现状与问题2022中国地理信息产业大会特邀报告系统联通时空融合服务畅通通导遥一体化天基信息实时服务系统(PNTRC)系统孤立信息分离服务滞后通信导航遥感卫星系统各成体系推动 发展空天信息：专业服务

→

大众服务、军民应用产业发展：国家扶持

→

市场化、国际化1.1

现状与问题一星多用，多星组网天地互联，多网融合统一基准，关联表征数据挖掘，知识发现星地协同，组网传输智能处理，按需服务亟需 建设2022中国地理信息产业大会特邀报告天基信息实时服务系统实现卫星遥感、卫星导航、卫星通信与地面互联网的集成服务，支持军民用户在任何地方、任何时候的信息获取、高精度定位授时与多媒体通信服务遥感信息精度：空间分辨率：分米级（0.5m）；实时目标定位精度：3-5米时间分辨率：分钟级（小于5分钟）实时导航定位精度：米（分米）级全球移动通信：覆盖全球的语音、视频和图像通信大众服务：快速、准确、智能化的PNTRC服务1.2

发展目标2022中国地理信息产业大会特邀报告天基信息实时服务系统

–

思路构想面临的应用问题：覆盖能力有限、响应速度慢、体系协同能力弱PNTRC的建设挑战：频谱轨位资源受限，测控限于本土，自主可控前提下的全球化服务PNTRC建设思路：天基卫星：一星多用、多星组网遥感、导航与通信功能复用高中低轨多类卫星组网（星间链路）天地网络：多网融合卫星网，互联网，移动通信网、物联网：互联互通，深度耦合信息服务：AI智能服务云计算、时空大数据和智能终端支撑下实时服务于广大军民用户1.2

发展目标2022中国地理信息产业大会特邀报告天基信息实时服务系统

–

功能设计实时导航增强(Positioning

&

Navigation)：为各种类型用户提供米（分米）级高精度实时导航定位信息精密授时(Timing)：提供时间信息和时间同步信息快速遥感

(Remote

Sensing)：全天时、全天候、实时的获取、处理遥感和视频数据，并将感兴趣的信息及时推送给用户的手机和各类移动终端（优于5米精度）天地一体移动宽带通信传输(Communication)：克服地面通信网络覆盖范围不足的局限，可为全球用户提供安全、可靠、高速的天地一体化通信和数据传输服务1.2

发展目标2022中国地理信息产业大会特邀报告STEP-1：局域服务系统（大湾区加南海、海南、珠江，长江，黄河流域，京津冀）星座组成：50颗

45度低轨遥感/导航增强卫星（光学卫星25颗、SAR25颗）1-3颗GEO高轨通信卫星核心能力：目标信息获取空间和时间分辨率：0.5m和5分钟实时导航定位精度：亚米级移动通信能力：90个波束覆盖全亚太，每个波束出向带宽最大1Gbps，入向200Mps，点对点或广播，落地后通过5G上手机1.3

线路图2022中国地理信息产业大会特邀报告STEP-2：区域服务系统（中国及一带一路）星座组成：150颗

低轨通信/导航增强卫星150

颗

低轨多角度遥感卫星（具备星间通信能力）核心能力：目标信息获取空间/时间分辨率：优于0.5m/5分钟实时导航定位精度：亚米级移动通信能力：自适应变带宽，单波束最高速率达到40Mbps低轨通信卫星可依托国内具有星间链路的低轨通信星座发展计划，如鸿雁、虹云等，增加导航增强载荷，发射具备星间通信能力的遥感卫星1.3

线路图2022中国地理信息产业大会特邀报告STEP-3：全球服务系统星座组成：在中国

6G低轨通信卫星网络中布设500-1000颗

低轨遥感卫星（具备星间通信能力）核心能力：遥感信息获取空间\时间分辨率：优于0.5m\3分钟实时导航定位精度：亚米级移动通信能力：全网通信容量不低于600Gbps，支持高速移动过程中的音视频通话能力和遥感影像的接收能力研制PNTRC系统卫星型谱，通过小型化、批量化，降低系统建设成本1.3

线路图2022中国地理信息产业大会特邀报告在兼顾传统非实时、专业用户基础上，PNTRC系统主要瞄准天基信息“增量”用户，主要包括实时专业用户和大众用户1）实时专业用户：突破以单纯定期提供数据的服务模式，按需向军民用户实时天基信息服务城市交通监控港口吞吐量监控露天矿作业管理目标持续监控实时态势感知武器精确制导效果快速评估精准农业物流监控智慧城管……石油平台管理不增加传统专业用户应用成本，拓展专业用户的实时应用1.4

应用前景2022中国地理信息产业大会特邀报告PNTRC系统有望推动形成万亿元的产业链PNTRC移动终端（手机外壳）PNTRC车载终端1.4

应用前景在兼顾传统非实时、专业用户基础上，PNTRC系统主要瞄准天基信息“增量”用户，主要包括实时专业用户和大众用户大众用户：主要以移动终端为载体，提供定制化、实时化的天基信息增值服务基于实时遥感（视频）数据的位置服务实时高精度导航（如车道级导航）服务……2022中国地理信息产业大会特邀报告PNTRC+军民融合智慧应用前景广阔军用：全球动目标实时跟踪，固定目标实时变化监测PNTRC+军民融合应用服务模式1.4

应用前景2022中国地理信息产业大会特邀报告天地一体化对地观测脑2对地观测脑的概念及内涵对地观测脑需要解决的关键问题对地观测脑初级应用实例2022中国地理信息产业大会特邀报告脑认知与空间认知从感知、认知到行动（数据驱动应用），是脑认知过程的一种模式。脑认知科学与地球空间信息科学的融合（空天信息智能），是极高挑战性的命题。遥感信息科学可以通过开发多种不同空间信息脑来实现这三个过程的自动。地球空间信息海量数据获取，智慧空间数据挖掘，地球空间数据驱动应用移动终端智能思维引擎对地观测脑城市智慧空间脑移动互联网云计算卫星上的相机和智能处理系统就好比一个‘对地观测脑’，所拍摄的所有影像将被‘对地观测脑’快速处理、提取有用的信息和驱动相应应用，实现脑认知中的感知、认知和行动这三个过程（基于互联网的天基信息实时服务）2022中国地理信息产业大会特邀报2告.1 对地观测脑的概念及内涵对地观测脑有视觉、听觉、脑分析等相应功能，能实现在轨对地感知、认知到行动2022中国地理信息产业大会特邀报2告.1 对地观测脑的概念及内涵对地观测脑实时信息服务天基空间信息网络为不同领域用户提供定位（Positioning）、导航（Navigation）、授时（Timing）、遥感（Remote

sensing）、通信（Communication），即PNTRC服务。PNTRC服务具体表现为：实时增强导航服务（Positioning

&Navigation）：为各种类型用户（包括地面手机用户）提供优于米级的高精度实时导航定位信息；精密授时服务（Timing）：提供高精度时间信息和时间同步信息；快速遥感（视频）增值服务（Remote

Sensing）：全天时、全天候、实时的获取、处理遥感和视频数据，并将感兴趣的信息及时推送给用户的手机和各类智能移动终端；天地一体移动宽带通信服务(Communication)：克服地面通信网络覆盖范围不足的局限，可为全球用户提供安全、可靠、高速的天地一体化通信和数据传输服务。2022中国地理信息产业大会特邀报2告.1 对地观测脑的概念及内涵固定接收站光学遥感卫星SAR遥感卫星光学遥感卫星SAR遥感卫星遥感卫星群高速率数据下传或任处务理指算令法或上参注数SAR遥感卫星任务需求便携式移动终端中速率数据下传特大地震船舶检测光学遥感卫星光学遥感卫星任务指令发送任务指令发送低速率数据下传高质量成像处理高精度几何定位智能分类目标/变化检测高效压缩……目标/变化检测多源信息融合辐射/几何定标目标样本训练……协同多源数据获取资源协同星地计算、存储资源协同星地传输、接收资源协同星地处理算法资源全面提升星地协同处理能力星上智能实时处理地面处理中心星地协同控制中心机动接收站任务驱动的遥感数据星地协同高效处理技术2022中国地理信息产业大2会.特2邀报告对地观测脑需要解决的关键问题在轨测试星上载荷地面验证珞珈一号01星导航信号增强珞珈一号01星测试结果表明珞珈一号卫星增强信号伪距测量精度2-3米(1σ),载波相位测量精度2-3厘米(1σ)，实时定位精度30cm2022中国地理信息产业大2会.特2邀报告对地观测脑需要解决的关键问题工作模式分辨率(m)幅宽(km)入射角(°)多角度成像110×

10-45~45聚束1(1m)0.41~0.9910×

1018~48聚束2(0.5m)0.37~0.894×

433~48条带（3m）1.9~2.912~2318~48新体制雷达卫星技术（珞珈二号01星）多角度雷达遥感视频雷达遥感低轨导航增强珞珈二号01星2017年立项论证，解决全天时全天候目标监测2022中国地理信息产业大2会.特2邀报告对地观测脑需要解决的关键问题天基信息实时服务智能卫星（珞珈三号01星）移动终端中继卫星控管中心智能遥感试验卫星场景二实现全球范围遥感数据从获取到应用终端的分钟级遥感信息高效服务研制试验卫星：视频成像、智能处理、灵巧通信打通两条链路：星地通信、星间中继通信验证两个问题：在轨处理与稀疏压缩场景一2022中国地理信息产业大2会.特2邀报告对地观测脑需要解决的关键问题智能编码：基于长程背景字典的卫星视频编码技术技术瓶颈与创新工作性能指标与效果成果、评价与意义性能指标与效果卫星地面站卫星视频数据卫星源基于长程背景字典的编码方法可在保证视频清晰度的基础上，大幅度降低卫星视频数据的压缩码率，满足无线网络传输需求无线网络带宽<1Mbps标准HEVC编码码率7.04Mbps，PSNR

42.30dB移动接收端码率106.1Kbps，PSNR

42.53dB，延时10秒2022中国地理信息产业大2会.特2邀报告对地观测脑需要解决的关键问题超大面积DOM/DSM自动化生产2022中国地理信息产业大会特邀报2告.3 对地观测脑初级应用实例大区域无控制卫星影像区域网平差方法覆盖山东全省的150景三线阵数据，时间从2012年2月19日至2014年4月5日，数据量约500GB山东序号

轨道号

条带号

采集时间

起始景ID

终止景ID

景数1 7200 10654 2013-4-26 727220 727229 102 4501 6858 2012-10-31 473021 473030 103 5331 7981 2012-12-24 549594 549604 114 244 1065 2012-1-25 67035 67045 115 7504 11058 2013-5-16 754217 754227 116 1369 2615 2012-4-8 178494 178502 97 4957 7488 2012-11-30 516122 516130 98 2342 3942 2012-6-11 271116 271123 89 2418 4086 2012-6-16 281092 281098 710 4212 6475 2012-10-12 446039 446044 611 4296 6574 2012-10-17 453000 453005 612 6972 10297 2013-4-11 701535 701545 1113 4206 6461 2012-10-11 445116 445124 914 999092 781 2012-1-15 47026 47032 715 3452 5442 2012-8-23 375500 375510 1116 7124 10545 2013-4-21 719404 719410 717 3984 6198 2012-9-27 427415 427422 818 3832 5983 2012-9-17 412904 412914 1119 6599 9798 2013-3-18 667717 667719 3合计1651090个外业GPS实测高精度检查点用于精度检查2022中国地理信息产业大会特邀报2告.3 对地观测脑初级应用实例时间：2003-2009合理光斑数：485820大区域无控制卫星影像区域网平差方法资源三号与激光测高数据联合平差ICESat/GLAS激光测高数据2003年，ICESat-1发射成功，光斑大小为直径

70m，平面精度10m、高程精度15CM2022中国地理信息产业大会特邀报2告.3 对地观测脑初级应用实例带激光数据辅助平差的高程精度明显高于不用激光数据平差的高程精度，通过联合平差可以进一步提升资源三号无控制平差的高程精度到3米以内平差方式平面精度/米高程精度/米中误差最大误差中误差最大误差平差前5.2624.34.3615.24平差后不带激光测高数据平差2.645.234.257.66带激光测高数据辅助平差2.585.162.886.74资源三号与激光测高数据联合平差联合平差精度检验与分析2022中国地理信息产大业大会区特邀报域告

无控制卫星影像区域网平差方法高分七号卫星是我国首颗亚米级分辨率光学立体测图卫星。主要用于获取高空间分辨率立体测绘遥感数据和高精度激光测高数据，实现1:1万比例尺立体测图。卫星由中国航天科技集团五院中国空间技术研究院抓总研制；运载火箭由上海航天技术研究院研制。牵头主用户为自然资源部，住房和城乡建设部、国家统计局为主用户。GF7号测绘卫星2022中国地理信息产业大会特邀报告轨道类型太阳同步回归轨道轨道高度505km轨道倾角97

回归周期59天降交点地方时10:30

am侧摆能力±32

，机动32

时间≤180sGPS定位精度≤10米(实时，1

）指向精度≤0.02

(三轴，3

）姿态稳定度≤

2×10-4

/s

(三轴，3

）卫星寿命8年平台主要设计指标全色分辨率前视≤0.8m，后视≤0.65m多光谱分辨率≤2.6m前视全色

0.45-0.9um相机全色

0.45-0.9um光谱范围后视多光谱0.45-0.52um相机0.52-0.59um0.63-0.69um0.77-0.89um幅宽≥20km观测倾角前视+26°，后视-5°基高比0.67激光波束2波束激光重复频率3Hz（检校模式下6Hz）测距精度≤0.3m（坡度小于15°）单脉冲能量≧180mJ激光器工作波长1.064um光斑大小优于30m激光发散角≤60μrad激光脉冲宽度≤7ns足印相机光谱范围0.50-0.72

um和1.06um足印相机分辨率≤3.2m足印相机视场+0.6

+0.8

-0.6

-0.8

足印相机幅宽1.6

km相机主要设计指标激光测高仪主要设计指标GF7号测绘卫星技术参数2022中国地理信息产业大会特邀报告前视前视后视后视激光激光激光足印不可见通过足印影像实现激光与光学影像的关联“双线阵相机+两波束激光测高仪”复合测绘体制通过足印相机关联“不可见”激光与“可见光”影像，实现激光光学复合测绘。GF7号测绘卫星技术特点2022中国地理信息产业大会特邀报告地形类型自由网平差精度（m）复合测绘处理精度（m）平面高程平面高程平地6.593.076.240.42丘陵3.814.673.50.66山地4.322.864.410.74高山地8.115.008.431.19GF-7卫星立体影像与激光测高点复合测绘精度2022中国地理信息产业大会特邀报告珠穆朗玛峰地区DSMGF7号测绘卫星主要产品2022中国地理信息产业大会特邀报告黑龙江第三测绘工程院对中国大陆区域验证273个检查点中误差8.01米辽宁宏图创展公司对日本地区统计100个检查点中误差为9.73米具有测绘质检资质单位检测，全球SAR影像基准图绝对几何精度优于10m中国大陆日本 台湾等台湾越南地区日本印度2022中国地理信高息产分业大会三特邀报号告

全球一张图（正射影像）几何质检全国形变（<-1cm）全国形变（<-0.5cm）形变速率(mm/year)-163 -20 20

1192022中国地理信息产业大会全特邀报国告

地表形变一张图（哨兵一号）形变速率(mm/year)-163

-20

20

1192022中国地理信息产业大会全特邀报国告

地表形变一张图（哨兵一号）从遥感影像大数据中自动搜索目标2022中国地理信息产业大会特邀报2告.3 对地观测脑初级应用实例海洋时敏目标智能检测与定位架构通讯卫星海上目标地面处理中心机动接收站

便携式接收终端地面接收资源固定接收站地面处理资源遥感卫星数据分发高质量成像目标检测几何定位①海上成像②目标实时识别与高精度定位④星地数传③星间传输⑤决策2022中国地理信息产业大会特邀报2告.3 对地观测脑初级应用实例卫星在轨智能处理与实时传输（北斗短报文）研制了卫星在轨处理系统，能实现森林火点和海面船舶的在轨自动识别、搜寻和定位，集成北斗短报文传输，具备全球任意位置的实时处理与传输能力2019年1月21日，搭载“吉林一号”光谱01/02卫星入轨业务化运行2019年3月21日，在湄公河流域进行森林火点在轨处理自主识别星地同步试验，火点信息在轨提取耗时2.02s，从相机拍摄到地面终端接收短报文消息耗时13秒用户任务规划需求卫星地面站指令吉林1号光谱01星北斗GEO卫星卫星短报文地面终端卫星中心站1、目标区域生成 2、在轨火点提取3、信息传输至终端北斗GEO卫星2022中国地理信息产业大会通特邀报导告

遥一体化的空天信息智能服务资源环境灾害人口水人气土

生2022中国地理信息产业大会特大邀报告数据驱动的定量遥感及其应用针对自然资源监测中的大棚提取应用需求，设计密集目标深度学习提取网络，构建一个大小为59.785TB的全国0.5米分辨率影像数据库，共提取全国大棚13,647,764个，在山东、新疆、上海等地验证集上取得85.78%的精度各省份大棚分布统计2018年8月，自然资源部、农业农村部联合召开动员部署会，部署在全国开展“大棚房”问题专项整治行动全国大棚分布热力图2022中国地理信息自产业大然会特资邀报告源遥感自动监测：全国大棚一张图LuojiaSET与LuojiaNET（龚健雅院士牵头）智能遥感解译开源样本库和深度学习框架的总体方案2022中国地理信息产业大会特邀报告珞珈三号卫星研制3试验卫星工程目标总体方案设计卫星系统研制与测试情况卫星发射及测控方案2022中国地理信息产业大会特邀报告控管中心移动终端中继卫星星座智能遥感卫星地面移动接收站t1t2t3地面固定接收站地面控制中心天基信息网络在轨处理与实时传输集成演示验证概念图3.1 试验卫星工程目标2022中国地理信息产业大会特邀报告测控数传站云服务中心用户①发送需求③任务上注⑦数据下传⑤获取图像手机基站基于星地网络的演示验证信息流：用户通过手机、移动网络、地面站向智能遥感卫星发送观测任务请求，并通过该链路反向通道接收在轨处理后卫星数据。④任务规划⑥智能处理智能遥感卫星②任务生成⑧数据分发地面网络⑨需求反馈地面网络3.1 试验卫星工程目标2022中国地理信息产业大会特邀报告基于天基网络的演示验证信息流：用户通过移动终端、中继站、中继卫星向智能遥感卫星发送观测任务请求，并通过该链路反向通道接收在轨处理后卫星数据，实现天地互联网卫星遥感的实时服务（B2C）中继星B智能遥感卫星③任务上注11数据下传⑦获取图像⑧智能处理⑥任务规划用户①发送需求12

数据分发13

反馈需求中继星A②地面规划中继运控中心④任务转发⑤任务上注⑨数据下传⑩数据转发通信车模测站网线③任务转发3.1 试验卫星工程目标2022中国地理信息产业大会特邀报告卫星组成及运行模式智能遥感卫星主要由视频相机、智能处理单元、X数传、Ka中继、平台综合电子（含X测控、星务、GNSS接收机）、姿轨控、供配电等组成。智能遥感卫星相智能通姿轨控分系统供配电分系统结构热机处信机控分理分构分系分系分系统系统统系统统ABCD[D,A]对日惯性定向[B,C]对日惯性定向[C,D]阴影区对地定向[A,B]对地成像区间太阳光3.2 总体方案设计2022中国地理信息产业大会特邀报告成像模式面阵推帧成像模式（静态图像）推扫成像模式（长条带）（面阵CMOS数字TDI）卫星卫星飞行方向星下点轨迹成像条带卫星飞行方向目标凝视视频成像模式（动态视频）第2帧 第3帧 第4帧卫星卫星飞行方向第1帧地面速度3.2 总体方案设计2022中国地理信息产业大会特邀报告地面云服务中心云中心是支撑智能遥感卫星系统为用户提供端到端服务的地面系统核心，功能包括：响应用户手机请求、智能调度星座任务、派送用户需求订单，接收卫星处理影像，反馈用户需求结果。支持实时遥感影像订单服务、历史影像订单服务、支持影像智能处理、支持星载APP/地面APP/终端APP管理。云服务中心用户防火墙系统管理与维护者用户用户第三方APP开发商地面站网APP管理服务用户需求订单管理服务遥感数据存储服务遥感数据接收处理分发服务星座任务规划与调度管理服务历史影像订单服务智能遥感卫星地面云中心及系统拓扑结构3.2 总体方案设计2022中国地理信息产业大会特邀报告技术创新点卫星借鉴智能手机设计模式，采用高性能硬件处理平台，在星上设计了开放的软件平台，包括基础操作系统环境、用户API函数接口、图像处理基础库、深度学习软件框架等，支持在轨扩展用户或第三方设计开发的智能处理APP（类似于智能手机安装APP）。卫星支持星上自主任务规划，用户只需要向卫星发送目标点经纬度、数传窗口等信息，卫星可自主完成成像任务规划、影像获取、在轨处理、图像下传等。卫星设计了专门用于APP在轨上注的高速上注通道，支持APP软件在轨快速上注，支持APP在轨安装、运行、卸载、更新等操作，通过丰富星载APP可以不断拓展卫星的影像信息服务能力。基于上述功能设计，卫星与地面系统配合可向个人用户手机终端提供端到端近实时影像信息服务。3.2 总体方案设计2022中国地理信息产业大会特邀报告整星发射状态包络尺寸约Φ1600mm×1628mm，太阳翼展开后整型包络尺寸约Φ4069.4mm×1628mm。项

目主要技术指标整星重量：245kg寿命：1-3年相机成像模式：支持单帧、视频、推扫成像分辨率：0.72m@500km视频帧频：2~12Hz幅宽：10km*4km智能处理处理能力：单板不低于500GFlops缓存能力：单板不低于4GB软件接口：具备开放软件API接口，支持APP动态加载、运行等数据传输X对地数传：300MbpsKa终端：前向2Kbps，返向5Mbps项

目主要技术指标轨道类型：太阳同步高度：约500km降交点地方时：10:30AM姿控成像过程最大角速度：优于0.8°/s；姿态稳定度：优于0.001°/s(3σ)指向精度：优于0.05°（3σ）星务管理处理能力：不低于50MIPS星上自主任务规划，根据目标经纬度自主规划、自动生成指令、自动执行观测任务测控通信X测控：遥控4kbps，遥测16kbps高速上行1MbpsGNSS：单频，GPS/BD双模定轨精度2m（1σ）供电母线形式：半调节母线，25-32V电池容量：30Ah末期功率：650W智能遥感试验卫星研制完成了初样星载荷电性能测试、模飞以及与恒星站、驭星站和武汉站星地测控对接试验，完成了测控、数传、测控、智能处理分系统等主结构正样产品研制，完成了平台正样产品验收2022中国地理信息产业大会特邀报3告.3 卫星系统研制与测试情况主份硬件基于低成本高性能嵌入式GPU进行设计，配备开放软件平台（Linux），支持基于APP的在轨实时图像/视频处理备份硬件基于FPGA设计，支持在轨常规压缩大容量存储模块接收及预处理格式编排及输出图像输入信息输出在轨程序加载管理APP注入GPU模块CPU模块缓存内存程序高性能处理模块N高性能处理模块1数据接口模块（FPGA）大容量存储模块（FPGA）接收及预处理格式编排及输出图像输入信息输出在轨程序加载管理APP注入FPGA缓存内存FPGA程序高性能处理模块1高性能处理模块N数据接口模块主备异构软硬件架构星上智能处理单元完成了星上自主任务规划软件测试，基于图像智能处理单元完成星上智能处理APP软件（主要包括武汉大学辐射处理、几何处理、目标检测等核心处理功能及流程集成）测试2022中国地理信息产业大会特邀报3告.3 卫星系统研制与测试情况武汉大学遥感卫星地面站星地测控对接现场智能遥感试验卫星星地测控对接试验（武汉站）测试了直接指令、遥控指令盲发、间接指令注入、高速上行数据、遥测帧格式检查、遥测数据处理格式检查、遥测误码率、星地时延、校时授时等项目，星、地设备各项技术指标满足星地接口控制文件的要求2022中国地理信息产业大会特邀报3告.3 卫星系统研制与测试情况星地一体化应用对接流程图智能遥感试验卫星星地一体化应用对接2022中国地理信息产业大会特邀报3告.3 卫星系统研制与测试情况ROI定位传感器校正影像几何纠正视频稳像云检测目标检测变化检测动目标检测图像 视频压缩 压缩语义分割场景 专题信息分类 提取控制点 时空 三维匹配 融合 重建集成验证平台星上嵌入式GPU集成验证平台->基本算法与成熟智能处理算法验证地面统用集成验证平台->创新算法验证验证处理算法需求基本模块 智能处理算法模块2022中国地理信息产业大会特邀报3告.3 卫星系统研制与测试情况智能处理APP测试情况几何校正测试结果几何校正测试结果（桌面联试）几何校正测试结果（整星测试）APP1——几何校正（含ROI切片）软件功能：对相机拍摄的图片进行实时几何校正，同时根据用户感兴趣区域贴片需求，进行ROI切片处理，将切片后的图像传递至用户。2022中国地理信息产业大会特邀报3告.3 卫星系统研制与测试情况智能处理APP测试情况APP2——云检测软件功能：实时检测相机拍摄图片的云覆盖情况，可以输出云图掩模，也可以输出云覆盖率。云检测图像云检测结果（掩模图）云检测图像云检测结果（掩模图）2022中国地理信息产业大会特邀报3告.3 卫星系统研制与测试情况智能处理APP测试情况APP3——目标检测软件功能：实时检测相机拍摄图片的目标（飞机、舰船、油罐等），可以输出标注目标的图片，也可以输出目标切片及地理位置信息。目标检测被检图像检测结果（标注目标）检测结果（目标切片）2022中国地理信息产业大会特邀报3告.3 卫星系统研制与测试情况智能处理APP测试情况APP4——变化检测软件功能：实时检测相机拍摄图片与预存图片中指定目标的变化情况，标注出目标增加或减少情况。ROI切片几何校正+变化检测ROI切片几何校正+变化检测2022中国地理信息产业大会特邀报3告.3 卫星系统研制与测试情况星上自主任务规划测试情况星上自主任务规划测试：在整星环境下，基于星上自主任务规划对视频成像任务、推帧成像任务、推扫成像任务、回放任务进行了测试，工作模式包括：实时处理X下传、实时处理Ka下传、实时处理记录、实时压缩X下传、实时压缩Ka下传、实时压缩记录、原始数据记录、X回放、Ka回放。测试结果满足要求。快视射频电缆

网线

数传地检测试计算机GNSS仿真器测控设备姿控地检2022中国地理信息产业大会特邀报3告.3 卫星系统研制与测试情况地面云服务中心建设与测试在西安（西安恒星）和武汉（诗琳通卫星地面站）构建了地面云服务中心，可以连接国内多个测控数传站，可以接收手机APP任务请求。支持实时遥感影像订单服务、历史影像订单服务、支持影像智能处理、支持星载APP/地面APP/终端APP管理。VPN设备西安站（西安）VPN设备云服务中心（西安）测控、监视信息VPN设备测控、监视信息VPN设备遥控指令遥测信息遥控指令遥测信息东方红中心（北京）卫星应用需求星地链路光纤链路地面通信网络互联网需求结果反馈任务进度反馈遥控指令遥测数据数传数据智能遥感卫星XX站 XX站基于云服务中心的应用系统拓扑数据管理与分发分系

统系统监控管系统管用理户分

理系统后台管理任务管理分系统用户需求管理应用程序管理任务规划综合管理轨道预报计算任务规划计划生成产品生成等数据处理分系统预处理应用处理图像模式处理时空变化分析

动目标跟踪视频模式处理定姿定轨处理 数据筛查 辐射定标辐射校正模块 数据去格式解压 传感器校正传感器校正处理 定姿定轨道 几何校正几何校正产品生成等 视频压制处理 视频稳像处理智能检测识别 群目标态势识别人工智能数据服务数据访问引擎/空间数据处理软件ORACLE数据库建设PostgreSQLSQL

ServerMY

SQL卫星影像数据库建设……公共组件统一认证服务地图服务引擎流程引擎消息服务……应用层平台层数据层基础设施层/私有云公有 虚拟化 资源调度 负载均衡 集群技术云测控数传站智能遥感卫星任务订单遥感影像地面云中心系统组成3.3 卫星系统研制与测试情况2022中国地理信息产业大会特邀报告移动终端APP开发情况完成了手机APP设计开发，用户可以在手机APP上通过点选方式提交观测需求，并接收查看观测结果。对每个需求订单，云服务中心向用户反馈是否可以完成任务，对可以完成的任务，云中心调度卫星开始任务执行。执行完成后反馈用户，用户可以下载影像信息。需求提交需求创建结果查看2022中国地理信息产业大会特邀报3告.3 卫星系统研制与测试情况模式序号测试模式压缩模式数传接口固存状态M0压缩实传（视频）压缩比50:1，8个压缩IP全部输出X数传不存储M1压缩记录+回放（视频）压缩比25:1，8个压缩IP全部输出存储完毕后X数传下传存储M2智能处理模式（实传）/X数传不存储M3原始数据记录+回放（8bit

视频、推帧）/存储完毕后X数传下传存储M4 原始数据记录+回放（12bit

视频，单面阵） /存储完毕后X数传下传存储M5 原始数据记录+回放（12bit

视频，双面阵） /存储完毕后X数传下传存储M6原始数据记录+回放（12bit

推扫）/存储完毕后X数传下传存储智能遥感试验卫星星地一体化应用对接卫星主要工作模式2022中国地理信息产业大会特邀报3告.3 卫星系统研制与测试情况大系统应用对接情况2021年6月，在西安完成了卫星与西安站（测控数传站、云服务中心、移动终端）应用对接试验；2021年9月，在武汉完成了卫星与武汉站（测控数传站、大数据中心、WE