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地觀測信息的重要技術(shù)手段，廣泛運(yùn)用于國土測繪、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害應(yīng)急和軍事行動中。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時間制定偵察計劃，而且再次觀測所需的重訪周期較長，難以快速變更觀測目標(biāo)來滿足按需觀測的需求。尤其是對于自然災(zāi)害等突發(fā)情況，現(xiàn)有衛(wèi)星獲取該區(qū)域?qū)崟r情況所需觀察時間較長。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，常規(guī)的對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)之間時間周期長，數(shù)據(jù)應(yīng)用的時效性難以得到保障，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，無法根據(jù)反饋信息及時作出調(diào)整，進(jìn)而導(dǎo)致遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)失效性和準(zhǔn)確性下降的技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明一方面提供一種人在回路衛(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)時接收視頻圖像，并將視頻圖像傳輸至計算機(jī)裝置；計算機(jī)裝置，設(shè)置于地面，包括控制裝置，控制裝置用于根據(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)一步的，還具備:測控裝置，搭載于衛(wèi)星上，用于向地面接收/發(fā)送裝置發(fā)送衛(wèi)星的遙測參數(shù)，并接收地面接收/發(fā)送裝置發(fā)出的操作指令。
[0008]進(jìn)一步的，還具備:數(shù)據(jù)傳輸裝置，數(shù)據(jù)傳輸裝置搭載于衛(wèi)星上，用于將視頻圖像傳輸至地面接收/發(fā)送裝置。
[0009]進(jìn)一步的，計算機(jī)裝置還包括分析裝置，用于實(shí)時分析視頻圖像。
[0010]進(jìn)一步的，計算機(jī)裝置還包括存儲裝置，用于存儲視頻圖像。
[0011]進(jìn)一步的，衛(wèi)星攝像裝置為2?6個視頻攝像機(jī)。
[0012]進(jìn)一步的，衛(wèi)星還包括用于對衛(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個星敏感器、3?4個單軸光纖陀螺和2?3個模擬太陽敏感器；執(zhí)行器包括I?3個磁力矩器和3?4個反作用飛輪。
[0013]進(jìn)一步的，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。
[0014]本發(fā)明一方面還提供了一種如上述的系統(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)時視頻圖像；步驟S2:將所獲取視頻圖像傳輸至地面；步驟S3: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)時視頻圖像。
[0015]進(jìn)一步的，步驟S2中還包括將衛(wèi)星的遙測參數(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)明提供系統(tǒng)可根據(jù)衛(wèi)星獲取的實(shí)時視頻圖像對衛(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)對衛(wèi)星的靈活控制，從而快速改變觀測區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對敏感地區(qū)目標(biāo)按需觀測，利用實(shí)時圖像數(shù)據(jù)，用戶可以實(shí)時判定是否有重要目標(biāo)的出現(xiàn)，當(dāng)實(shí)時視頻圖像中出現(xiàn)重要目標(biāo)時，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時操作衛(wèi)星，對重要目標(biāo)的連續(xù)跟蹤監(jiān)視，也可以控制衛(wèi)星對目標(biāo)地物進(jìn)行長時間的凝視成像。從而提高了實(shí)時監(jiān)控的準(zhǔn)確性和有效性。
[0018]本發(fā)明提供的衛(wèi)星控制方法可實(shí)現(xiàn)實(shí)時調(diào)整衛(wèi)星，從而提高所獲取視頻圖像的準(zhǔn)確性和時效性，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)地物的追蹤和長時間的凝視成像。其中的調(diào)整對象包括對衛(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、測控裝置；200、地面接收/發(fā)送裝置；300、目標(biāo)地物；400、計算機(jī)裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0026]參加圖1，本發(fā)明提供了一種人在回路衛(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)時接收視頻圖像，并將視頻圖像傳輸至計算機(jī)裝置400 ;計算機(jī)裝置400，設(shè)置于地面，包括控制裝置，控制裝置用于根據(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。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)時視頻圖像的計算機(jī)裝置400，分析衛(wèi)星遙測得到的視頻圖像，通過計算機(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)整的時效性和準(zhǔn)確性。通過獲得的動態(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)非常適合對動態(tài)目標(biāo)的探測與識別，利用獲取的實(shí)時視頻數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)對動態(tài)目標(biāo)的快速探測識別。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)。
[0027]當(dāng)然該衛(wèi)星為了實(shí)現(xiàn)對各部件的搭載和發(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。
[0028]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)。
[0029]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)時傳輸視頻的清晰度要求。
[0030]參見圖2，優(yōu)選的，該系統(tǒng)還具備:測控裝置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)星的遙測參數(shù)，從而為計算機(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，使得對衛(wèi)星的遙控成為可能。
[0031]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)時傳輸給用戶或其它接收單元，可實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星視頻圖像數(shù)據(jù)的快速獲取和應(yīng)用。
[0032]優(yōu)選的，計算機(jī)裝置400還包括分析裝置，用于實(shí)時分析視頻圖像。分析裝置可以為抓取視頻圖像中多個保護(hù)關(guān)鍵點(diǎn)的圖片的裝置，也可以為可對視頻圖像中地形進(jìn)行分析裝置。該分析裝置的具體功能可跟就需要進(jìn)行設(shè)置。從而提高對所獲取的實(shí)時視頻圖像的分析效率。
[0033]優(yōu)選的，計算機(jī)裝置400還包括存儲裝置，用于存儲視頻圖像。以實(shí)現(xiàn)對實(shí)時視頻圖像的保存。以便日后查找比對。
[0034]優(yōu)選的，衛(wèi)星攝像裝置110為