CN114696887B - 基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理***及方法 - Google Patents
基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理***及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114696887B CN114696887B CN202210241336.1A CN202210241336A CN114696887B CN 114696887 B CN114696887 B CN 114696887B CN 202210241336 A CN202210241336 A CN 202210241336A CN 114696887 B CN114696887 B CN 114696887B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- space
- orbit
- data processing
- task
- observation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 94
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 230000006855 networking Effects 0.000 claims description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 7
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 5
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
- H04B7/18519—Operations control, administration or maintenance
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
- H04L67/01—Protocols
- H04L67/10—Protocols in which an application is distributed across nodes in the network
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Information Transfer Between Computers (AREA)
Abstract
本发明提出了一种基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理***及方法，属于在轨遥感数据处理领域。基于天基边缘节点+天基端节点的两层处理架构，完成在轨处理任务的调度、数据处理和多源信息融合，完成在轨初级产品生产和在轨定制产品的生产。在轨遥感数据处理方法，每次的在轨数据处理任务均由天基边缘节点发起，调度网内的各天基端节点执行数据采集和数据处理任务，并通过检查天基端节点数据处理结果是否满足任务要求决定是否继续执行该任务。本发明能够通过加载不同的算法完成不同的数据处理任务，相比于定制化的单星数据处理有极大的优势。可以实现天基***资源整合，通过多星协同完成复杂的在轨数据处理任务，满足多样的应用需求。
Description
技术领域
本发明属于在轨遥感数据处理领域，提出了基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理***及方法。
背景技术
近年来，提升遥感应用的时效性需求越来越迫切，遥感卫星在轨数据处理和分发技术能够减少遥感数据下传的等待时间，极大地提升遥感应用的时效性，因此，遥感数据在轨处理和产品生产方法成为行业关注的重点。然而，由于卫星能源、重量等约束，单星的数据处理、存储和分发能力有限，可通过多颗星协同构建天基云，进行多颗资源的虚拟化组织管理和调度，实现遥感数据的在轨分布式处理和分发，从而提升遥感数据处理的精度和应用服务的时效性。
近年来，遥感卫星在轨数据处理技术得到了一定的发展，基本解决了单星单载荷的在轨数据处理问题，然而在基于空间云服务的多星协同在轨协同处理和应用方面还存在以下不足：
1.目前的在轨数据处理仅针对单星单载荷，***定制化、专用化，难以灵活适配不同传感器、不同数据处理任务；
2.目前的在轨数据处理只利用了单颗卫星的计算、存储和数据资源，没有考虑到基于空间云的多星资源协同；
3.目前的在轨数据处理还没有形成标准的数据产品体系，在轨数据处理结果没法完成标准化封装，难以适应不同的地面应用***；
发明内容
本发明所要解决的技术问题主要是围绕对地观测空间云服务模式下的遥感卫星协同处理场景，设计了分布式处理架构和数据处理方法，为后续开展基于空间云服务环境的在轨综合应用奠定基础。
本发明提出基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理***与方法，通过对组网的遥感卫星计算、存储、数据、载荷资源的统一管理和调度，面向不同应用完成多星协同数据处理流程的组织调度，在轨完成多源数据综合处理，生成定制服务产品，向各类应用终端完成信息分发。
本发明采用的技术方案为：
一种基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理***，包括天基边缘节点和天基端节点，天基边缘之间通过激光链路互联，天基边缘节点与天基端节点之间通过激光和微波链路连接；天基边缘节点通过云服务技术对所有组网内的天基边缘节点统一组织管理，实现计算资源、网络资源以及存储资源的统一管理和调度；
天基边缘节点用于在收到在轨遥感观测任务后，根据在网内的天基端节点的工作状态进行任务规划，生成各天基端节点的观测任务和对应的数据处理任务，通过空间云服务网络的微波链路发送给各天基端节点；还用于接收到天基端节点发送的在轨初级产品后，按照初始规划的数据处理任务，完成各天基端节点在轨初级产品的目标检测和目标识别，以及不同来源的数据时空匹配和多源数据融合目标识别确认，生成在轨定制产品，将在轨定制产品通过空间云服务网络在轨推送给用户；
天基端节点用于接收到观测任务和对应的数据处理任务后，根据自身任务时序约束，开启遥感观测和数据处理，并按照天基边缘节点规划的数据处理流程进行单载荷的初级数据处理任务，包括辐射校正、几何校正、感兴趣区域提取和云区域去除，生成在轨初级产品，将在轨初级产品通过空间云服务网络激光链路发送给天基边缘节点。
一种基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理方法，包括以下过程：
(1)天基边缘节点收到在轨遥感观测任务后，根据在网内的天基边缘节点以及天基端节点的工作状态开展任务规划，生成天基边缘节点的计算任务以及各天基端节点的观测和数据处理任务，并通过空间云服务网络实时发送给对应组网内的天基边缘节点，对应组网内的天基边缘节点将观测和数据处理任务发送给各天基端节点；
(2)天基端节点接收到观测任务和数据处理任务后，根据自身任务时序约束，开启遥感观测和数据处理，并按照天基边缘节点规划的数据处理流程进行单载荷的初级数据处理任务，包括辐射校正、几何校正、感兴趣区域提取和云区域去除，生成在轨初级产品，将在轨初级产品通过空间云服务网络激光链路发送给对应组网内的天基边缘节点；
(3)对应组网内的天基边缘节点接收到天基端节点发送的在轨初级产品后，按照初始规划的数据处理任务，完成各天基端节点在轨初级产品的目标检测和目标识别，以及不同来源的数据时空匹配和多源数据融合目标识别确认，生成在轨定制产品，将在轨定制产品通过空间云服务网络在轨推送给用户。
其中，在任务执行过程中，如果出现某一任务分支执行失败的情况，则天基边缘节点在完成本轮任务后，将根据用户的即时反馈确定是否继续执行该任务。
本发明相比背景技术具有如下优点：
1、本发明提出的基于空间云服务的遥感数据在轨处理方法具有较强的灵活性和扩展性，能够通过加载不同的算法完成不同的数据处理任务，相比于定制化的单星数据处理有极大的优势。
2、本发明提出的天基边缘节点、天基端节点两层处理架构，可以实现天基***资源整合，通过多星协同完成复杂的在轨数据处理任务，满足多样的应用需求。
附图说明
图1是本发明基于空间云服务的遥感数据在轨分布式处理***架构。
图2是本发明基于空间云服务的遥感数据在轨分布式处理方法流程图。
具体实施方式
下面以光学遥感卫星为例说明基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理的实施方式。
1.基于空间云服务的遥感数据在轨处理***架构
基于空间云服务的在遥感数据在轨处理***由两部分构成，一类是天基边缘节点，利用激光链路进行组网，同时具备通用计算和数据处理能力，计算能力较强；另一类是天基端节点，具备遥感数据观测能力和专用数据处理能力，计算能力较弱。天基边缘节点与天基端节点通过激光和微波链路连接，如图1所示。
天基边缘节点通过云服务技术实现所有组网内天基边缘节点统一组织管理和任务调度，完成面向跨域遥感应用的跨域卫星的任务规划、数据融合处理和面向用户终端的信息分发。且基于云服务架构技术实现天基边缘节点之间计算资源、网络资源以及存储资源的共享，具备任务状态的高效同步能力。
天基边缘节点用于在收到在轨遥感观测任务后，根据在网内的天基端节点的工作状态进行任务规划，生成各天基端节点的观测任务和对应的数据处理任务，通过空间云服务网络的微波链路发送给各天基端节点；还用于接收到天基端节点发送的在轨初级产品后，按照初始规划的数据处理任务，完成各天基端节点在轨初级产品的目标检测和目标识别，以及不同来源的数据时空匹配和多源数据融合目标识别确认，生成在轨定制产品，将在轨定制产品通过空间云服务网络在轨推送给用户。
天基端节点作为基础的感知和计算节点，用于接收到观测任务和对应的数据处理任务后，根据自身任务时序约束，开启遥感观测和数据处理，并按照天基边缘节点规划的数据处理流程进行单载荷的初级数据处理任务，包括辐射校正、几何校正、感兴趣区域提取和云区域去除，生成在轨初级产品，将在轨初级产品通过空间云服务网络激光链路发送给天基边缘节点。
2、基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理方法
如图2所示，基于空间云服务的在轨遥感数据处理方法采用“天基边缘节点+天基端节点”的分布式数据处理架构，每次的在轨数据处理任务均由天基边缘节点发起，驱动网内各天基端节点卫星执行数据采集和数据处理任务，并接收天基端节点发送的数据处理结果进行进一步数据处理。在这种情况下，天基端节点就是指光学遥感卫星，主要流程如下：
(1)天基边缘节点收到在轨遥感观测任务后，根据在网内的天基边缘节点以及天基端节点的工作状态开展任务规划，生成天基边缘节点的计算任务以及各天基端节点的观测和数据处理任务，并通过空间云服务网络实时发送给对应组网内的天基边缘节点，对应组网内的天基边缘节点将观测和数据处理任务发送给各天基端节点；
(2)天基端节点接收到观测任务和数据处理任务后，根据自身任务时序约束，开启遥感观测和数据处理，并按照天基边缘节点规划的数据处理流程进行单载荷的初级数据处理任务，包括辐射校正、几何校正、感兴趣区域提取和云区域去除，生成在轨初级产品，将在轨初级产品通过空间云服务网络激光链路发送给对应组网内的天基边缘节点；
(3)对应组网内的天基边缘节点接收到天基端节点发送的在轨初级产品后，按照初始规划的数据处理任务，完成各天基端节点在轨初级产品的目标检测和目标识别，以及不同来源的数据时空匹配和多源数据融合目标识别确认，生成在轨定制产品，将在轨定制产品通过空间云服务网络在轨推送给用户。
其中，在任务执行过程中，如果出现某一任务分支执行失败的情况，则天基边缘节点在完成本轮任务后，将根据用户的即时反馈确定是否继续执行该任务。
Claims (3)
1.一种基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理***，其特征在于，包括天基边缘节点和天基端节点，天基边缘之间通过激光链路互联，天基边缘节点与天基端节点之间通过激光和微波链路连接；天基边缘节点通过云服务技术对所有组网内的天基边缘节点统一组织管理，实现计算资源、网络资源以及存储资源的统一管理和调度；
天基边缘节点用于在收到在轨遥感观测任务后，根据在网内的天基端节点的工作状态进行任务规划，生成各天基端节点的观测任务和对应的数据处理任务，通过空间云服务网络的微波链路发送给各天基端节点；还用于接收到天基端节点发送的在轨初级产品后，按照初始规划的数据处理任务，完成各天基端节点在轨初级产品的目标检测和目标识别，以及不同来源的数据时空匹配和多源数据融合目标识别确认，生成在轨定制产品，将在轨定制产品通过空间云服务网络在轨推送给用户；
天基端节点用于接收到观测任务和对应的数据处理任务后，根据自身任务时序约束，开启遥感观测和数据处理，并按照天基边缘节点规划的数据处理流程进行单载荷的初级数据处理任务，包括辐射校正、几何校正、感兴趣区域提取和云区域去除，生成在轨初级产品，将在轨初级产品通过空间云服务网络激光链路发送给天基边缘节点。
2.一种基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理方法，其特征在于，包括以下过程：
(1)天基边缘节点收到在轨遥感观测任务后，根据在网内的天基边缘节点以及天基端节点的工作状态开展任务规划，生成天基边缘节点的计算任务以及各天基端节点的观测和数据处理任务，并通过空间云服务网络实时发送给对应组网内的天基边缘节点，对应组网内的天基边缘节点将观测和数据处理任务发送给各天基端节点；
(2)天基端节点接收到观测任务和数据处理任务后，根据自身任务时序约束，开启遥感观测和数据处理，并按照天基边缘节点规划的数据处理流程进行单载荷的初级数据处理任务，包括辐射校正、几何校正、感兴趣区域提取和云区域去除，生成在轨初级产品，将在轨初级产品通过空间云服务网络激光链路发送给对应组网内的天基边缘节点；
(3)对应组网内的天基边缘节点接收到天基端节点发送的在轨初级产品后，按照初始规划的数据处理任务，完成各天基端节点在轨初级产品的目标检测和目标识别，以及不同来源的数据时空匹配和多源数据融合目标识别确认，生成在轨定制产品，将在轨定制产品通过空间云服务网络在轨推送给用户。
3.根据权利要求2所述的基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理方法，其特征在于，在任务执行过程中，如果出现某一任务分支执行失败的情况，则天基边缘节点在完成本轮任务后，将根据用户的即时反馈确定是否继续执行该任务。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210241336.1A CN114696887B (zh) | 2022-03-11 | 2022-03-11 | 基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理***及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210241336.1A CN114696887B (zh) | 2022-03-11 | 2022-03-11 | 基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理***及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114696887A CN114696887A (zh) | 2022-07-01 |
| CN114696887B true CN114696887B (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=82139761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210241336.1A Active CN114696887B (zh) | 2022-03-11 | 2022-03-11 | 基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理***及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114696887B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115580334B (zh) * | 2022-09-28 | 2024-07-02 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种面向对地观测空间云的网络资源调度与管理方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105654220A (zh) * | 2014-11-27 | 2016-06-08 | 航天恒星科技有限公司 | 一种多卫星联合观测方法及*** |
| CN110647391A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-01-03 | 北京邮电大学 | 面向星地协同网络的边缘计算方法及*** |
| CN112288212A (zh) * | 2020-07-31 | 2021-01-29 | 上海卫星工程研究所 | 一种多星自主协同***及方法 |
| CN113608844A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-11-05 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种基于可解约合同网的多星在轨观测任务规划方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3254529A4 (en) * | 2015-02-03 | 2018-10-17 | Cloud Constellation Corporation | Space-based electronic data storage and transfer network system |
-
2022
- 2022-03-11 CN CN202210241336.1A patent/CN114696887B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105654220A (zh) * | 2014-11-27 | 2016-06-08 | 航天恒星科技有限公司 | 一种多卫星联合观测方法及*** |
| CN110647391A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-01-03 | 北京邮电大学 | 面向星地协同网络的边缘计算方法及*** |
| CN112288212A (zh) * | 2020-07-31 | 2021-01-29 | 上海卫星工程研究所 | 一种多星自主协同***及方法 |
| CN113608844A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-11-05 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种基于可解约合同网的多星在轨观测任务规划方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114696887A (zh) | 2022-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112288212B (zh) | 一种多星自主协同***及方法 | |
| CN111427685B (zh) | 一种基于任务需求的天基网络智能卫星开发***及方法 | |
| CN109088667B (zh) | 一种面向简单任务的同构多星在线协同方法 | |
| CN112328215B (zh) | 航天测控数传综合设备一体化综合运行管理*** | |
| CN102904746A (zh) | 基于消息机制的集群任务自调度***与方法 | |
| CN114696887B (zh) | 基于对地观测空间云服务的遥感数据在轨处理***及方法 | |
| CN110825510A (zh) | 任务驱动的多星协同任务分配方法及*** | |
| CN105096231A (zh) | 联合机场的智能管控***及异地在线托管*** | |
| CN108832993A (zh) | 面向混合任务的在线中继卫星***通信资源分配方法 | |
| CN104484187A (zh) | 一种信息集成方法和*** | |
| CN113993214A (zh) | 一种任务驱动空间信息网络资源管理***及方法 | |
| CN115577923A (zh) | 一种面向对地观测空间云服务的星地协同任务管控方法 | |
| CN103544564A (zh) | 一种松耦合的遥感卫星地面接收*** | |
| Zhang et al. | Mission planning issues of imaging satellites: Summary, discussion, and prospects | |
| CN115276753A (zh) | 一种低轨宽带卫星星座兼容仿真*** | |
| Yang et al. | Onboard coordination and scheduling of multiple autonomous satellites in an uncertain environment | |
| CN111478839B (zh) | 一种物理总线及操作***解耦的分布式航空通信*** | |
| CN116245243A (zh) | 一种格网驱动的卫星观测与数传任务解耦规划方法 | |
| CN117914389A (zh) | 复杂约束下的星地数传任务启发式调度方法 | |
| CN113362037A (zh) | 一种基于边缘云的煤矿智能管理***及方法 | |
| CN115339656B (zh) | 一种面向多卫星应用的运行控制*** | |
| Kliushnikov et al. | UAV Fleet with Battery Recharging for NPP Monitoring: Queuing System and Routing Based Reliability Models | |
| Ren et al. | An integrated edge and cloud computing platform for multi-industrial applications | |
| CN108377163B (zh) | 一种基于异步通信的多星在线协同方法 | |
| CN114819702A (zh) | 一种基于多智能体的遥感星座任务管控*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |