“珞珈三号01星”顺利完成在轨智能处理等关键技术科学试验
1月15日11时14分49秒，首颗互联网智能遥感科学实验卫星“珞珈三号01星”承载着“多模”“智能”“互联”“开放”等多重实验验证使命，在中国太原航天发射场搭载长征二号丁（Y71）运载火箭升空。为验证卫星互联网智能遥感科学功能，在李德仁院士指导下，武汉大学王密教授团队和航天东方红卫星有限公司杨芳团队产学研通力合作，春节期间开展了珞珈三号01星亚米级多模式光学成像、在轨智能处理等关键技术在轨科学实验，多种模式智能遥感服务能力均达到预期目标。
“珞珈三号01星”作为首颗互联网智能遥感卫星，具备以下几大核心特点：
一是多模。轻小型遥感相机具有高清视频、多角度立体、连续区域成像多种模式成像的特点，可以满足不同应用场景的观测需求。
二是智能。突破性地实现了卫星在轨实时处理技术，通过星上搭载的智能处理单元，结合轻量化智能处理算法，首次将传统星下处理分析任务转换到星上，可有效提升卫星服务的智能化和实效性。
三是互联。创新性地将星地链路与5G移动通信集成在一起，打通了卫星与手机的双向链路，可实现全球范围遥感数据到手机的分钟级智能服务，支持向普通大众提供数据获取端到移动终端的遥感信息实时智能服务。
四是开放。首次提供了开放式的卫星算法平台，在轨预装了目标检测、变化检测、图像压缩等9款APP，用户可根据不同的任务需求对星上智能APP算法进行灵活的上注、更新与卸载。
卫星视频凝视成像与传输是珞珈三号01星多模、智能技术的关键问题。视频凝视成效要求卫星在高速运动过程中相机精准指向目标区域。同时，视频凝视成像数据量大、星地传输耗时长，为智能传输提出了挑战。珞珈三号01星采用武汉大学自主研发的在轨高倍率压缩与传输技术，有效解决了带宽受限导致的传输延迟问题，卫星视频凝视成像数据可服务于时敏性要求高的目标监测任务，例如港口船舶、高速公路车流量、空中运动目标跟踪监测任务等。
图1 视频凝视成像数据
珞珈三号01星突破性地实现了主动发现和识别感兴趣目标，卫星可在轨进行云检测、目标检测、动目标跟踪、场景分类、变化检测等，相比于现有遥感卫星“先传输再分析”的传统模式，卫星在轨目标检测精度和动目标跟踪精度能够满足大部分实时智能分析应用需求。同时，珞珈三号01星搭载的智能处理单元，也为深度学习模型的推理提供了重要的计算平台，结合深度学习算法，让卫星更加智能化，为遥感信息实时智能服务提供了重要保障。
图2-1 动目标跟踪结果
图2-2 地表变化检测结果
此外，珞珈三号01星获取的多角度成像数据，经过传感器校正、立体影像匹配、密集匹配重建等处理，可得到高质量三维地形数据，并构建建筑物或特定目标的三维模型，将在城市规划管理、自然灾害评估等多领域发挥重要作用。
图3 实景三维重建结果
春节期间，珞珈三号01星团队还完成了任务智能规划、数据接收与解码、在轨处理APP测试等在轨实验工作，成功打通了卫星与手机的双向链路，创新性地实现了与地面5G互联网集成。目前，珞珈三号01星可根据目标经纬度自主规划任务、自动生成指令、自动执行观测任务，为实现全球范围遥感数据的分钟级智能服务，探索和示范卫星遥感信息“快”“准”“灵”实时服务智能终端能力的科学目标提供技术依据。
未来，珞珈三号01星还将作为国家自然科学基金委“双清一号”科学实验卫星平台向全国科研单位提供开放式卫星在轨实验验证环境，同时面向大众用户提供基于手机APP的智能遥感服务，推动卫星遥感从传统的专业数据服务向大众化、智能化和实时化遥感信息服务的技术跨越式发展。
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