網(wǎng)絡(luò)化人在回路衛(wèi)星控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空宇航技術(shù)領(lǐng)域，特別的涉及一種網(wǎng)絡(luò)化人在回路衛(wèi)星控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星遙感是一種獲取對(duì)地觀測(cè)信息的重要技術(shù)手段，廣泛運(yùn)用于國(guó)土測(cè)繪、環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)害應(yīng)急和軍事行動(dòng)中。遙感衛(wèi)星根據(jù)所搭載的遙感載荷分為光學(xué)遙感和微波遙感衛(wèi)星兩大類。現(xiàn)有的光學(xué)遙感通過獲取待觀察目標(biāo)的圖像來進(jìn)行遙感控制。
[0003]我國(guó)的現(xiàn)有天基信息獲取衛(wèi)星一般為戰(zhàn)略應(yīng)用層面，還不能很好地滿足面向區(qū)域性、突發(fā)性的應(yīng)用任務(wù)的迫切需求。已有的對(duì)地成像偵察衛(wèi)星一般只能獲取靜止圖像，并且一般需要提前較長(zhǎng)時(shí)間制定偵察計(jì)劃，而且再次觀測(cè)所需的重訪周期較長(zhǎng)，難以快速變更觀測(cè)目標(biāo)來滿足按需觀測(cè)的需求。尤其是對(duì)于自然災(zāi)害等突發(fā)情況，現(xiàn)有衛(wèi)星獲取該區(qū)域?qū)崟r(shí)情況所需觀察時(shí)間較長(zhǎng)。而災(zāi)害發(fā)生后，通過地面手段獲取災(zāi)情又受到惡劣天氣、道路破壞等客觀條件的制約。
[0004]同時(shí)，常規(guī)的對(duì)地成像偵察手段從提出信息獲取需求到獲取有效數(shù)據(jù)之間時(shí)間周期長(zhǎng)，數(shù)據(jù)應(yīng)用的時(shí)效性難以得到保障，很難滿足快速響應(yīng)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種網(wǎng)絡(luò)化人在回路衛(wèi)星控制系統(tǒng)及其控制方法，本發(fā)明主要解決了現(xiàn)有技術(shù)中衛(wèi)星系統(tǒng)在進(jìn)行遙感時(shí)，無法根據(jù)反饋信息及時(shí)作出調(diào)整，進(jìn)而導(dǎo)致遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)失效性和準(zhǔn)確性下降，以及無法多用戶同時(shí)監(jiān)控實(shí)時(shí)視頻圖像，從而降低遙感精度的技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明一方面提供一種網(wǎng)絡(luò)化人在回路衛(wèi)星控制系統(tǒng)，具備:衛(wèi)星攝像裝置，搭載于衛(wèi)星上，用于實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)地物的視頻圖像；地面接收/發(fā)送裝置，設(shè)置于地面，用于實(shí)時(shí)接收視頻圖像，并將視頻圖像傳輸至計(jì)算機(jī)裝置；計(jì)算機(jī)裝置，設(shè)置于地面，包括控制裝置和網(wǎng)絡(luò)化裝置，網(wǎng)絡(luò)化裝置與計(jì)算機(jī)裝置相連接，用于將視頻圖像傳入局域網(wǎng)中供用戶讀?。豢刂蒲b置用于根據(jù)視頻圖像控制地面接收/發(fā)送裝置向衛(wèi)星發(fā)出操作指令。
[0007]進(jìn)一步地，網(wǎng)絡(luò)化裝置還用于收集局域網(wǎng)中用戶發(fā)出的控制指令，并通過局域網(wǎng)向控制裝置傳輸控制指令。
[0008]進(jìn)一步地，還具備:視頻圖像壓縮裝置或視頻圖像存儲(chǔ)裝置，視頻圖像壓縮裝置，設(shè)置于衛(wèi)星上，用于對(duì)視頻圖像進(jìn)行在軌壓縮；視頻圖像存儲(chǔ)裝置，設(shè)置于衛(wèi)星上，用于對(duì)視頻圖像進(jìn)行在軌存儲(chǔ)。
[0009]進(jìn)一步地，衛(wèi)星攝像裝置為2?6個(gè)視頻攝像機(jī)。
[0010]進(jìn)一步地，衛(wèi)星還包括用于對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)進(jìn)行控制的控制裝置，控制裝置安裝于衛(wèi)星上，由敏感器和執(zhí)行器兩部分組成，敏感器包括I?2個(gè)星敏感器、3?4個(gè)單軸光纖陀螺和2?3個(gè)模擬太陽敏感器；執(zhí)行器包括I?3個(gè)磁力矩器和3?4個(gè)反作用飛輪。
[0011]進(jìn)一步地，局域網(wǎng)包括無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)；控制裝置具有可移動(dòng)性。
[0012]進(jìn)一步地，衛(wèi)星還包括用于為衛(wèi)星提供工作溫度環(huán)境的熱控裝置，熱控裝置為涂設(shè)于衛(wèi)星外表面上的黑鎳鍍層。
[0013]本發(fā)明另一方面還提供了一種如前述系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:步驟SI:衛(wèi)星攝像裝置獲取目標(biāo)地物的實(shí)時(shí)視頻圖像；步驟S2:將所獲取視頻圖像傳輸回地面；步驟S3:在局域網(wǎng)內(nèi)共享視頻圖像；步驟S4:各用戶根據(jù)視頻圖像判斷是否需要調(diào)整衛(wèi)星，如果需要調(diào)整衛(wèi)星，則由地面接收/發(fā)送裝置向衛(wèi)星發(fā)出操作指令；如果不需要調(diào)整衛(wèi)星，則繼續(xù)獲取實(shí)時(shí)視頻圖像。
[0014]進(jìn)一步地，步驟S4中的各用戶發(fā)出的控制指令通過局域網(wǎng)傳輸。
[0015]進(jìn)一步地，步驟S2中還包括將衛(wèi)星的遙測(cè)參數(shù)傳輸給地面接收/發(fā)送裝置的步驟。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0017]本發(fā)明提供的系統(tǒng)能根據(jù)實(shí)時(shí)視頻圖像對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星的人在回路控制。使得用戶可實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星的靈活控制，從而快速改變觀測(cè)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)敏感地區(qū)目標(biāo)按需觀測(cè)，利用實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)，用戶可以實(shí)時(shí)判定是否有重要目標(biāo)的出現(xiàn)，當(dāng)實(shí)時(shí)視頻圖像中出現(xiàn)重要目標(biāo)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)操作衛(wèi)星，對(duì)重要目標(biāo)的連續(xù)跟蹤監(jiān)視，也可以控制衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)地物進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的凝視成像。從而提高了實(shí)時(shí)監(jiān)控的準(zhǔn)確性和有效性。同時(shí)所得視頻圖像還可在局域網(wǎng)內(nèi)共享，從而降低檢測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0018]本發(fā)明提供的衛(wèi)星控制方法可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)整衛(wèi)星，從而提高所獲取視頻圖像的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)地物的追蹤和長(zhǎng)時(shí)間的凝視成像。其中的調(diào)整對(duì)象包括對(duì)衛(wèi)星的姿態(tài)和/或衛(wèi)星攝像裝置。
[0019]參考根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)化人在回路衛(wèi)星控制系統(tǒng)的各種實(shí)施例的如下描述將使得本發(fā)明的上述和其他方面顯而易見。
【附圖說明】
[0020]現(xiàn)在將參考附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中:
[0021]圖1是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例一的網(wǎng)絡(luò)化人在回路衛(wèi)星控制系統(tǒng)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例二的網(wǎng)絡(luò)化人在回路衛(wèi)星控制系統(tǒng)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的網(wǎng)絡(luò)化人在回路衛(wèi)星控制系統(tǒng)衛(wèi)星控制方法步驟示意圖；
[0024]圖例說明:
[0025]110、衛(wèi)星攝像裝置；120、數(shù)據(jù)傳輸裝置；130、測(cè)控裝置；200、地面接收/發(fā)送裝置；300、目標(biāo)地物；400、計(jì)算機(jī)裝置；410、第一用戶；420、第二用戶；500、網(wǎng)絡(luò)化裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0026]參加圖1，本發(fā)明提供了一種網(wǎng)絡(luò)化人在回路衛(wèi)星控制系統(tǒng)，具備:衛(wèi)星攝像裝置110，搭載于衛(wèi)星上，用于實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)地物300的視頻圖像；地面接收/發(fā)送裝置200，設(shè)置于地面，用于實(shí)時(shí)接收視頻圖像，并將視頻圖像傳輸至計(jì)算機(jī)裝置400 ;計(jì)算機(jī)裝置400，設(shè)置于地面，包括控制裝置和網(wǎng)絡(luò)化裝置500，網(wǎng)絡(luò)化裝置500與計(jì)算機(jī)裝置400相連接，用于將視頻圖像傳入局域網(wǎng)中供用戶讀?。豢刂蒲b置用于根據(jù)視頻圖像控制地面接收/發(fā)送裝置200向衛(wèi)星發(fā)出操作指令。
[0027]本發(fā)明提供的控制系統(tǒng)，通過在地面設(shè)置能處理實(shí)時(shí)視頻圖像的計(jì)算機(jī)裝置400，分析衛(wèi)星遙測(cè)得到的視頻圖像，通過計(jì)算機(jī)裝置400發(fā)出控制指令控制地面接收/發(fā)送裝置200向衛(wèi)星發(fā)出調(diào)整衛(wèi)星的操作指令，從而實(shí)現(xiàn)人在回路地實(shí)時(shí)控制衛(wèi)星，獲取目標(biāo)地物300的所需視頻圖像。避免操作指令根據(jù)較早期獲得的視頻圖像作出，影響衛(wèi)星調(diào)整的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。通過獲得的動(dòng)態(tài)視頻可以基于此視頻圖像中的序列圖像進(jìn)行圖像重構(gòu)獲得更高分辨率的圖像，該系統(tǒng)非常適合對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的探測(cè)與識(shí)別，利用獲取的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的快速探測(cè)識(shí)別。本發(fā)明中遙感衛(wèi)星系統(tǒng)可以但不限于微衛(wèi)星中。此處視頻圖像的傳輸可以根據(jù)現(xiàn)有方法進(jìn)行傳輸，例如可以通過在衛(wèi)星上搭載具有數(shù)據(jù)傳輸功能的裝置實(shí)現(xiàn)。
[0028]通過網(wǎng)絡(luò)化裝置500可在多個(gè)用戶之間形成數(shù)據(jù)傳輸和控制指令的傳輸。提高多用戶協(xié)調(diào)操作?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)視頻圖像的共享，提高工作效率。多個(gè)用戶之間的控制指令可彼此傳輸，從而易于協(xié)調(diào)獲取最優(yōu)的控制指令。提高對(duì)衛(wèi)星控制的準(zhǔn)確性。此處的網(wǎng)絡(luò)化裝置500可以為但不限于可以為網(wǎng)絡(luò)路由裝置，也可以根據(jù)需要專門設(shè)計(jì)的專用通信設(shè)備。參見圖1，多個(gè)用戶可以為第一用戶410和第二用戶420之間組成的局域網(wǎng)絡(luò)。將衛(wèi)星獲取的實(shí)時(shí)視頻圖像在該局域網(wǎng)內(nèi)共享。從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶同時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0029]當(dāng)然該衛(wèi)星為了實(shí)現(xiàn)對(duì)各部件的搭載和發(fā)射以及在軌運(yùn)行需要也具有常規(guī)的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)。如結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)具有承受載荷、安裝設(shè)備、提供構(gòu)型、與火箭接口對(duì)接等功能的部件。這些部件按常規(guī)衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)設(shè)置即可。
[0030]顯然本發(fā)明提供的控制系統(tǒng)，可以用于其他遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，并不限于獲取視頻圖像的衛(wèi)星系統(tǒng)。
[0031]優(yōu)選的，該系統(tǒng)還具備視頻圖像壓縮裝置或視頻圖像存儲(chǔ)裝置，視頻圖像壓縮裝置，設(shè)置于衛(wèi)星上，用于對(duì)視頻圖像進(jìn)行在軌壓縮；視頻圖像存儲(chǔ)裝置，設(shè)置于衛(wèi)星上，用于對(duì)視頻圖像進(jìn)行在軌存儲(chǔ)。這些在軌處理視頻圖像的裝置能提高衛(wèi)星的在軌處理能力，擴(kuò)展了衛(wèi)星的境外成像和在軌自主目標(biāo)跟蹤能力。具體裝置可以為現(xiàn)有常用的各類在軌處理
目.ο
[0032]優(yōu)選的，所形成的局域網(wǎng)包括無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)。減少視頻圖像共享的障礙?？刂蒲b置具有可移動(dòng)性。提高視頻圖像獲取的機(jī)動(dòng)性，例如可以為可移動(dòng)地面接收站。
[0033]優(yōu)選的，衛(wèi)星結(jié)構(gòu)采用由6塊結(jié)構(gòu)板和I塊中間結(jié)構(gòu)板組成的方形結(jié)構(gòu)，采用1mm鋁合金結(jié)構(gòu)板，結(jié)構(gòu)外表面黑鎳鍍層、內(nèi)部彩虹色導(dǎo)電氧化，衛(wèi)星采用300型分離裝置。可以具有較好的在軌拍攝視頻效果，保證實(shí)時(shí)傳輸視頻的清晰度要求。所用鋁合金結(jié)構(gòu)板為實(shí)心結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)能夠簡(jiǎn)化衛(wèi)星對(duì)熱控的要求，并且能夠提高對(duì)內(nèi)部設(shè)備的粒子防護(hù)。
[0034]參見圖2，優(yōu)選的，該系統(tǒng)還具備:測(cè)控裝置130，搭載于衛(wèi)星上，用于向地面接收/發(fā)送裝置200發(fā)送衛(wèi)星的遙測(cè)參數(shù)，并接收地面接收/發(fā)送裝置200發(fā)出的操作指令。測(cè)控裝置130 —方面可以向地面接收/發(fā)送裝置200發(fā)送衛(wèi)星的遙測(cè)參數(shù)，從而為計(jì)算機(jī)裝置400發(fā)出控制指令提供更多的分析信息，提高衛(wèi)星調(diào)整的準(zhǔn)確性。另一方面測(cè)控裝置130接收地面接收/發(fā)送裝置200發(fā)出的操作指令，使得對(duì)衛(wèi)星的遙控成為可能。測(cè)控裝置130需與發(fā)送操作指令的地面接收/回發(fā)送裝置200分開，以保證對(duì)衛(wèi)星的管理和用戶能夠分開操作。此實(shí)施例中也同樣包含前述網(wǎng)絡(luò)化裝置500。使用方法與前相同，在此不累述。
[0035]優(yōu)選的，該系統(tǒng)還具備:數(shù)據(jù)傳輸裝置120，數(shù)據(jù)傳輸裝置120搭載于衛(wèi)星上，用于將視頻圖像傳輸至地面接收/發(fā)送裝置200。數(shù)據(jù)傳輸裝置120主要用于傳輸視頻圖像。數(shù)據(jù)傳輸裝置120的傳輸帶寬可以滿足視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸能力要求。數(shù)據(jù)傳輸裝置120可以當(dāng)然并不限于此地實(shí)現(xiàn)對(duì)所獲取的圖像資料進(jìn)行壓縮、后處理等功能，以滿足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)膸捯?。通過該衛(wèi)星系統(tǒng)獲取的視頻圖像數(shù)據(jù)能夠通過數(shù)傳單元實(shí)時(shí)傳輸給用戶或其它接收單元，可實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星視頻圖像數(shù)據(jù)的快速獲取和應(yīng)用。
[0036]優(yōu)選的，計(jì)算機(jī)裝置400還包括分析裝置，用于實(shí)時(shí)分析視頻圖像。分析裝置可以為抓取視頻圖像中多個(gè)保護(hù)關(guān)鍵點(diǎn)的圖片的裝置，也可以為可對(duì)視頻圖像中地形進(jìn)行分析裝置。該分析裝置的具體功能可跟就需