本申请提供了一种天临空地协同遥感原型装置，包括：天基域，包括一颗低分辨遥感卫星、一颗高分辨遥感卫星、一颗中继通信卫星，所述高分辨遥感卫星与所述低分辨遥感卫星协同组网，所述高分辨遥感卫星根据所述低分辨遥感卫星的观测结果进行精细观测，并将精细观测结果上传至所述低分辨遥感卫星，并在所述低分辨遥感卫星上进行星上多源数据融合；临基域，包括一艘飞艇；空域，包括一架无人机；地面域，包括地面系统，所述地面系统包括测控地面站、地面测控中心、移动地面站、地面运控与遥感中心、网络分发云、用户部门。络分发云、用户部门。络分发云、用户部门。
【技术实现步骤摘要】
一种天临空地协同遥感原型装置及其信息交互方法
[0001]本申请属于天临空地协同遥感系统最小原型装置构建与方法设计领域，尤其涉及由天基卫星、临近空间飞艇、航空遥感飞机、小型无人机及地面系统构成的一体化协同遥感体系最小原型装置的构建与信息交互方法。
技术介绍
[0002]随着遥感技术的发展，人们对遥感体系的研究重点逐渐从单一的卫星遥感手段向多星组网协同遥感以及天临空地一体协同遥感领域转变。天临空地协同遥感系统综合利用天基卫星星座、临近空间飞艇集群、航空遥感飞机集群、低空小型无人机集群等多种手段协同遥感获取多源异构数据，实现精准应急服务与指挥决策。
[0003]考虑研究、验证与建设的复杂度与综合效费比，在体系设计、验证与建设之前急需构建最小原型装置(或称等效缩比模型)，通过对最小原型装置的研究、试验与评估达到对天临空地一体协同遥感体系关键技术、核心能力、业务流程和综合效能的分析、验证与评估，进而为体系优化设计与建设实施提供技术支撑和有效建议。邵芸等人围绕四种应急服务需求，以遥感技术为核心，协同多种空间信息技术，完成了“天空地协同遥感监测精准应急服务体系构建与示范”，该示范相关研究成果是目前国内天空地协同遥感监测领域核心技术和应用系统的典型成功案例，但该示范主要基于现有卫星针对四种应急场景展开应用研究与系统建设，未发现有相关系统最小原型装置方面的研究。我国安排了某专项，对天临空地协同遥感体系架构与核心技术进行了关键技术攻关与原理样机研制，并组织开展了外场验证试验，为系统工程建设与论证优化奠定了基础，但是该专项场景专用，针对性强，研究成果需要经过军民融合等一系列措施方能在民用领域得到应用。目前，尚没有针对天临空地协同遥感系统最小原型装置方面的研究。
技术实现思路
[0004]原型装置的构建对于天临空地协同遥感系统的研究、设计、发展、建设都具有非常重要的意义。本申请在对天临空地协同遥感系统典型构型、业务流程以及应用模式研究分析的基础上，提出一种天临空地协同遥感最小原型装置及其信息交互流程。通过对最小原型装置的建模分析、试验验证以及效能评估，能够实现对天临空地协同遥感系统的研究与验证。
[0005]本申请提供了一种天临空地协同遥感原型装置，包括：
[0006]天基域，包括一颗低分辨遥感卫星、一颗高分辨遥感卫星、一颗中继通信卫星，所述高分辨遥感卫星与所述低分辨遥感卫星协同组网，所述高分辨遥感卫星根据所述低分辨遥感卫星的观测结果进行精细观测，并将精细观测结果上传至所述低分辨遥感卫星，并在所述低分辨遥感卫星上进行星上多源数据融合；
[0007]临基域，包括一艘飞艇；
[0008]空基域，包括一架无人机；
[0009]地面域，包括地面系统，所述地面系统包括测控地面站、地面测控中心、移动地面站、地面运控与遥感中心、网络分发云、用户部门；
[0010]所述低分辨遥感卫星、所述高分辨遥感卫星、所述飞艇、所述无人机以及所述地面系统形成天临空地跨域组网通信网络，
[0011]其中，所述低分辨遥感卫星，用于完成对观测区域的广域搜索；所述低分辨遥感卫星搭载有任务规划系统，用于进行在轨二次任务规划，以生成详查指令，并将详查指令发送至所述高分辨遥感卫星；所述低分辨遥感卫星搭载有在线智能处理载荷，并作为天基域的中心节点，用于完成在轨星上多源数据融合，得到星上多源数据融合图像，星上多源数据融合图像一方面能够被下传至所述飞艇用于艇上多源数据融合，一方面能够被直接下发至前方用户用于应急决策；
[0012]其中，所述中继通信卫星作为中继节点，用于完成所述低分辨遥感卫星、所述高分辨遥感卫星、所述飞艇、所述无人机以及所述地面系统之间的信息转发，
[0013]其中，所述飞艇用于对观测区域凝视观测，并作为天临空地协同遥感原型装置的中心节点接收来自所述低分辨遥感卫星、所述高分辨遥感卫星、以及所述无人机的图像数据，完成艇上多源数据融合，得到艇上多源数据融合图像，艇上多源数据融合图像能够被直接下传至前方用户用于应急决策，
[0014]其中，所述无人机用于对重点观测区域进行抵近多维确认，生成观测图像，并将观测图像经过处理后上传至飞艇。
[0015]根据本申请的一个实施例，其中，所述低分辨遥感卫星搭载有低分辨相机、数据处理载荷以及通信载荷。
[0016]根据本申请的一个实施例，其中，所述高分辨遥感卫星搭载有高分辨率相机、数据处理载荷以及通信载荷。
[0017]根据本申请的一个实施例，其中，所述飞艇上搭载有可见光相机、数据处理载荷以及通信载荷。
[0018]根据本申请的一个实施例，其中，所述无人机上搭载有可见光相机，用于对观测区域进行抵近精确确认观测，并获得分辨率比所述低分辨遥感卫星、所述高分辨遥感卫星、以及所述无人机所获得的图像数据的分辨率更高的遥感图像，所述无人机上还搭载有数据处理载荷以及通信载荷。
[0019]根据本申请的一个实施例，其中，测控地面站、地面测控中心、移动地面站、地面运控与遥感中心、网络分发云、用户部门的数量均为一个。
[0020]本申请还提供了一种上述天临空地协同遥感原型装置的信息交互方法，包括：
[0021]S1:由用户部门发起观测需求，经网络分发云上传至地面运控与遥感中心，地面运控与遥感中心的任务规划系统生成各个平台的观测任务，并将各个平台的观测任务下发给地面测控中心；
[0022]S2:所述地面测控中心根据观测任务，通过测控链路将遥感卫星平台的观测任务上注至低分辨遥感卫星，将飞艇平台的观测任务通过所述中继通信卫星转发上注至所述飞艇，将无人机平台的观测任务通过所述中继通信卫星转发上注至所述无人机；
[0023]S3:所述低分辨遥感卫星接收到地面任务指令后，对观测区域进行广域成像观测以获得低分辨卫星图像，并根据所获得的低分辨卫星图像进行在轨二次任务规划，生成详
查指令，并将详查指令发送至所述高分辨遥感卫星；
[0024]S4:高分辨率遥感卫星接到详查指令后，对目标位置进行精细观测以获得高分辨卫星图像，并通过星间链路将高分辨卫星图像上传至所述低分辨遥感卫星；
[0025]S5:在所述低分辨遥感卫星上，将所述低分辨遥感卫星获得的低分辨卫星图像与所述高分辨遥感卫星获得的高分辨卫星图像进行在轨多源数据融合以获得星上多源数据融合图像，以确定目标的位置，当低分辨遥感卫星到达与飞艇的可视范围后，将星上多源数据融合图像通过无线链路下传至飞艇，用于后续在飞艇上进行多源数据融合；
[0026]S6:飞艇接收到地面任务指令后，对目标区域进行凝视观测；
[0027]S7:无人机接收到地面任务指令后，对目标区域进行多维确认，生成多维观测图像切片，并通过无线通信链路将所述多维观测图像切片上传至飞艇，用于后续在飞艇上进行多源数据融合；
[0028]S8:在飞艇上，将飞艇凝视观测所获得的图像与星上多源数据融合图像、无人机获得的多维观测图像切片进行多源数据融合，以获得艇上多源数据融合图像。
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种天临空地协同遥感原型装置，包括：天基域，包括一颗低分辨遥感卫星、一颗高分辨遥感卫星、一颗中继通信卫星，所述高分辨遥感卫星与所述低分辨遥感卫星协同组网，所述高分辨遥感卫星根据所述低分辨遥感卫星的观测结果进行精细观测，并将精细观测结果上传至所述低分辨遥感卫星，并在所述低分辨遥感卫星上进行星上多源数据融合；临基域，包括一艘飞艇；空基域，包括一架无人机；地面域，包括地面系统，所述地面系统包括测控地面站、地面测控中心、移动地面站、地面运控与遥感中心、网络分发云、用户部门；所述低分辨遥感卫星、所述高分辨遥感卫星、所述飞艇、所述无人机以及所述地面系统形成天临空地跨域组网通信网络，其中，所述低分辨遥感卫星，用于完成对观测区域的广域搜索；所述低分辨遥感卫星搭载有任务规划系统，用于进行在轨二次任务规划，以生成详查指令，并将详查指令发送至所述高分辨遥感卫星；所述低分辨遥感卫星搭载有在线智能处理载荷，并作为天基域的中心节点，用于完成在轨星上多源数据融合，得到星上多源数据融合图像，星上多源数据融合图像一方面能够被下传至所述飞艇用于艇上多源数据融合，一方面能够被直接下发至前方用户用于应急决策；其中，所述中继通信卫星作为中继节点，用于完成所述低分辨遥感卫星、所述高分辨遥感卫星、所述飞艇、所述无人机以及所述地面系统之间的信息转发，其中，所述飞艇用于对观测区域凝视观测，并作为天临空地协同遥感原型装置的中心节点接收来自所述低分辨遥感卫星、所述高分辨遥感卫星、以及所述无人机的图像数据，完成艇上多源数据融合，得到艇上多源数据融合图像，艇上多源数据融合图像能够被直接下传至前方用户用于应急决策，其中，所述无人机用于对重点观测区域进行抵近多维确认，生成观测图像，并将观测图像经过处理后上传至飞艇。2.根据权利要求1所述的天临空地协同遥感原型装置，其中，所述低分辨遥感卫星搭载有低分辨相机、数据处理载荷以及通信载荷。3.根据权利要求1所述的天临空地协同遥感原型装置，其中，所述高分辨遥感卫星搭载有高分辨率相机、数据处理载荷以及通信载荷。4.根据权利要求1所述的天临空地协同遥感原型装置，其中，所述飞艇上搭载有可见光相机、数据处理载荷以及通信载荷。5.根据权利要求1所述的天临空地协同遥感原型装置，其中，所述无人机上搭载有可见光相机，用于对观测区域进行抵近精确确认观测，并获得分辨率比所述低分辨遥感卫星、所述高分辨遥感卫星、以及所述无人机所获得的图像数据的分辨率更高的遥感图像，所述无人机上还搭载有数据处理载荷以及通信载荷。6.根据权利要求1所述的天临空地协同遥感原型装置，其中，测控地面站、地面测控中心、移动地面站、地面运控与遥感中心、网络分发云、用...
【专利技术属性】
技术研发人员：安丽丽，夏天，王田，李振，武新波，
申请(专利权)人：北京东方计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：
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