福爾摩沙衛星五號 │ 影像處理

光學遙測酬載儀器自主發展能力,發展關鍵元件與技術

太空中心影像處理系統發展歷程

太空中心建置衛星影像處理系統(IPS),包括資料擷取次系統、資料處理次系統、資料管理次系統、規劃排程次系統與影像品質次系統,以進行福衛二號遙測取像任務排程與影像處理,福衛二號影像處理系統發展策略為引進國外關鍵性技術,如影像擷取次系統,並與國內產學界共同發展資料處理次系統,而資料處理次系統與規劃排程次系統則是由太空中心負責研製。第一套國人參與自主研發的高解析度衛星影像處理系統於2003年11月順利發展完成。2004年6月4日,福衛二號首度傳回衛星影像資料,影像處理系統順利處理並產出清晰的高解度影像,如下圖所示。

與福衛二號影像處理系統相比較,福衛五號影像處理系統的發展有幾項特色。首先福衛五號影像處理系統採取全面自主發展的策略。過去福衛二號資料擷取次系統,由於衛星外購,關鍵技術-衛星空中壓縮程式無法取得,所以必須採取外購方式。而如今福衛五號是台灣自製衛星且太空中心也快速掌握解壓縮、解密、解封包等相關技術,因此福衛五號資料擷取次系統決定採取國內自主發展的策略。其次,福衛五號衛星影像處理系統需同時兼顧福衛五號與福衛二號的操作,系統設計上為一多衛星操作的整合環境。最後考量福衛五號衛星具備非同步取像能力,規劃排程次系統需能夠對衛星沿非地面軌跡方向計算衛星姿態變化。

系統架構


遙測衛星影像處理系統架構

  1. 取像排程次系統 (Planning and Scheduling Subsystem, PSS) :主要功能為依據排程訂單,產生取像操作參數,如姿態角與轉動時間,再經由地面站轉成指令上傳至衛星。
  2. 資料擷取次系統 (Data Ingestion Subsystem, DIS):主要功能為進行即時衛星影像接收工作,將訊號還原為原始衛星影像資料,以供後續影像處理使用。
  3. 資料管理次系統 (Data Management Subsystem, DMS):主要功能為管理遙測衛星影像處理系統內所有資訊與資料的儲存與流動,並提供衛星影像查詢、快覽、下單與產品包裝等功能。
  4. 資料處理次系統 (Data Processing Subsystem, DPS):主要功能為影像資料運算與產品成像處理,將原始衛星影像資料進行輻射修正與幾何修正運算,並依影像應用需求區分處理等級為Level 1A、Level 1C 與Level 2 等三種標準產品。
  5. 影像品質次系統 (Image Quality Subsystem, IQS): 主要功能是衛星影像品質的監測與追蹤,包括絕對與相對輻射校正、幾何校正等。

福衛五號影像處理發展里程碑

福衛五號影像處理系統預計今年(2014年)年底完成全系統測試,明年開始進行系統調校與精進工作。福衛五號影像處理發展里程如下列:

  1. 2013/11/01完成 IPS 第二次系統驗收審查
  2. 2012/11/17 完成 IPS 第一次系統驗收審查
  3. 2011/11/16 完成IPS (包含DMS) 細部設計審查
  4. 2011/03/03 完成DMS初步設計審查
  5. 2010/10/26 完成DMS系統設計審查
  6. >2010/09/07 完成 IPS 初步設計審查
  7. 2009/10/30 完成 IPS 系統設計審查