本文轉(zhuǎn)自武漢大學(xué)官微

4月24日，是“中國(guó)航天日”，“東方慧眼”智能遙感星座項(xiàng)目在武漢大學(xué)宣布正式啟動(dòng)。

針對(duì)當(dāng)前我國(guó)衛(wèi)星遙感存在“成本高、效率低、不穩(wěn)定、應(yīng)用少”等諸多問(wèn)題，“東方慧眼”智能遙感衛(wèi)星星座計(jì)劃通過(guò)衛(wèi)星星座組網(wǎng)觀測(cè)、全球穩(wěn)定覆蓋+超高空間分辨率組合、智能規(guī)劃與觀測(cè)、場(chǎng)景需求分析等措施，提高衛(wèi)星觀測(cè)效率、時(shí)效性和準(zhǔn)確度，拓展產(chǎn)業(yè)應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)“看得快、看得清、看得準(zhǔn)、看得全、看得懂”的目標(biāo)?！皷|方慧眼”智能遙感星座建設(shè)規(guī)模大，可有力推動(dòng)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展，全面構(gòu)建重大配套、星箭制造、海上發(fā)射和空間信息服務(wù)的航天全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈。

啟動(dòng)儀式上，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)工程院院士李德仁，為“東方慧眼”星座的首顆遙感科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星——“珞珈三號(hào)01星”的試驗(yàn)成果展開(kāi)介紹，帶領(lǐng)在場(chǎng)嘉賓暢想今后全民“玩”智能衛(wèi)星的生活。

8分鐘幫你開(kāi)啟“上帝視角”

在武漢大學(xué)，李德仁院士團(tuán)隊(duì)向記者展示了“珞珈三號(hào)01星”傳回的圖片和視頻。

李德仁院士（前排左）介紹“珞珈三號(hào)01星”成果

其中一段4月16日拍攝的視頻畫面展示，汽車在武漢長(zhǎng)江大橋行駛，長(zhǎng)江上船只來(lái)來(lái)往往。長(zhǎng)江兩岸的龜山電視塔、黃鶴樓、蓮花湖公園都清晰可見(jiàn)。

2月26日拍攝的武漢大學(xué)的影像中，東湖、珞珈山、卓爾體育館等建筑清晰可見(jiàn)。武漢大學(xué)的樓棟分布和學(xué)校綠化同樣十分清晰?！斑@是目前我們所在的星湖樓，你們看，學(xué)校附近的光谷大橋上，車輛還在行駛?！崩畹氯试菏空f(shuō)。

這些動(dòng)態(tài)影像，都是凝視視頻數(shù)據(jù)。李德仁院士介紹，“珞珈三號(hào)01星”的一大特點(diǎn)就是“多?！薄状未钶d了具有面陣推掃、面陣推幀、視頻凝視等多種成像模式的輕小型遙感相機(jī)，打破現(xiàn)有單一成像模式，可依據(jù)用戶不同需求提供單張圖像數(shù)據(jù)、凝視視頻數(shù)據(jù)、三維立體數(shù)據(jù)等多種類型的觀測(cè)數(shù)據(jù)。

凝視視頻數(shù)據(jù)有什么作用？“我們把相關(guān)信息提交給衛(wèi)星，它就可以實(shí)時(shí)分析捕捉出超速的汽車，跟蹤機(jī)場(chǎng)的飛機(jī)運(yùn)行情況?！崩畹氯试菏空f(shuō)，該技術(shù)已經(jīng)分析了尼日利亞卡洛市的車流量監(jiān)控，昆明機(jī)場(chǎng)的靜態(tài)動(dòng)態(tài)飛機(jī)數(shù)量監(jiān)測(cè)，“如果將來(lái)發(fā)射200到300顆衛(wèi)星，就可以用于城市智能交通管理，或是機(jī)場(chǎng)的自動(dòng)化管理?！?/p>

蘭州三維實(shí)景展示

提供三維立體數(shù)據(jù)也是“珞珈三號(hào)01星”凝視視頻的“絕活”。李德仁院士展示了一張2月14日拍攝并制作的我國(guó)西藏日喀則實(shí)景三維地圖。畫面右上角是綿延的土黃色的山，山腳下則是城市，每一棟建筑都是立體的，不仔細(xì)分辨會(huì)認(rèn)為是航拍照片。

大勢(shì)智慧通過(guò)衛(wèi)星影像三維建模技術(shù)，基于珞珈三號(hào)01星獲取的多角度成像數(shù)據(jù)，大勢(shì)智慧重建大師通過(guò)“傳感器校正、立體影像匹配、密集匹配重建”等高質(zhì)量三維重建技術(shù)，得到了珞珈三號(hào)01星首個(gè)衛(wèi)星影像三維模型。

“珞珈三號(hào)”01星在軌穩(wěn)定運(yùn)行三個(gè)月來(lái)，已經(jīng)為土耳其敘利亞地震災(zāi)區(qū)評(píng)估、我國(guó)內(nèi)蒙古阿拉善煤礦坍塌災(zāi)情評(píng)估等救災(zāi)行動(dòng)提供了及時(shí)的數(shù)據(jù)服務(wù)。

“珞珈三號(hào)01星”

“珞珈三號(hào)01星”的成功研制、發(fā)射、驗(yàn)證是武漢大學(xué)團(tuán)隊(duì)20多年圍繞獨(dú)立、自主、安全、可用的空天信息智能服務(wù)研究的成果體現(xiàn)。

李德仁院士介紹，作為首顆互聯(lián)網(wǎng)智能遙感科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在航天東方紅衛(wèi)星有限公司的實(shí)驗(yàn)支持下，它已順利完成亞米級(jí)多模式光學(xué)成像、智能化在軌數(shù)據(jù)處理、高效率數(shù)據(jù)壓縮傳輸、分鐘級(jí)全流程信息服務(wù)的在軌科學(xué)實(shí)驗(yàn)，成功驗(yàn)證了從用戶任務(wù)請(qǐng)求到用戶移動(dòng)終端獲取服務(wù)僅8分鐘的遙感信息實(shí)時(shí)智能服務(wù)能力。

衛(wèi)星經(jīng)歷智能手機(jī)式革命

發(fā)出指令8分鐘后，手機(jī)就能收到衛(wèi)星拍攝的視頻，這是如何做到的？

跟隨“珞珈三號(hào)01星”技術(shù)總師王密教授，來(lái)到位于武漢大學(xué)信息學(xué)部教學(xué)實(shí)驗(yàn)大樓天臺(tái)上，見(jiàn)到了一個(gè)小型衛(wèi)星地面站。

武漢大學(xué)衛(wèi)星地面站的衛(wèi)星天線

王密教授指著衛(wèi)星天線介紹，“我們就是通過(guò)它和‘珞珈三號(hào)01星’聯(lián)系的，目前由于只有一顆實(shí)驗(yàn)星，每天只有3-5次聯(lián)系的時(shí)間窗口，將來(lái)衛(wèi)星多了可以做到5分鐘內(nèi)就有衛(wèi)星經(jīng)過(guò)‘頭頂’，為我所用?！?/p>

武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士生趙泉，打開(kāi)手機(jī)上安裝的一款名為“SpaceApp2”軟件演示，只要選擇衛(wèi)星觀測(cè)位置、觀測(cè)時(shí)間和成像模式，任務(wù)請(qǐng)求便會(huì)推送到云服務(wù)中心。云服務(wù)中心自動(dòng)生成任務(wù)指令，通過(guò)地面測(cè)控站網(wǎng)在哈爾濱站進(jìn)行指令上注。

衛(wèi)星接到指令就開(kāi)始執(zhí)行任務(wù)，一邊采集視頻，一邊進(jìn)行在軌智能處理、星上壓縮，并通過(guò)星地通信鏈路將數(shù)據(jù)傳回武漢地面站。隨后，星湖樓大數(shù)據(jù)中心接收數(shù)據(jù)，解析并轉(zhuǎn)發(fā)至手機(jī)終端，整個(gè)過(guò)程8分鐘可完成。

示意圖

為何能做到如此響應(yīng)速度？趙泉博士形象地形容，這是因?yàn)椤扮箸烊?hào)01星”相比傳統(tǒng)衛(wèi)星，就好比經(jīng)過(guò)了“智能手機(jī)革命”式的升級(jí)。

“以前的衛(wèi)星要么‘拍照’功能強(qiáng)大，要么可以導(dǎo)航，要么用于通訊，而我們的衛(wèi)星將這些功能集合在一起，就像智能手機(jī)一樣十分全能?！壁w泉博士說(shuō)，它甚至能上傳安裝新的“APP”，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用功能更新。這便是李德仁院士多年前就提出了智能衛(wèi)星“通、導(dǎo)、遙”一體化。

為此，“珞珈三號(hào)01星”在硬件軟件方面，都進(jìn)行了技術(shù)突破。比如，以前的遙感數(shù)據(jù)是從衛(wèi)星傳回地面后再進(jìn)行專業(yè)處理，現(xiàn)在突破性地實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星在軌實(shí)時(shí)處理技術(shù)；以前的星地傳輸速度較慢，現(xiàn)在依靠團(tuán)隊(duì)世界領(lǐng)先的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，極大地提升了星地傳輸速度；同時(shí)，通過(guò)打通衛(wèi)星與手機(jī)的雙向鏈路，實(shí)現(xiàn)全球范圍遙感數(shù)據(jù)到手機(jī)的分鐘級(jí)智能服務(wù)。

200顆衛(wèi)星組成彗眼星座

“三個(gè)月的在軌試驗(yàn)，我覺(jué)得可以給它打95分！”李德仁院士表示，“珞珈三號(hào)01星”取得的系列成果，將推動(dòng)衛(wèi)星遙感從傳統(tǒng)的專業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)向大眾化、智能化和實(shí)時(shí)化遙感信息服務(wù)的跨越式發(fā)展。這是武漢大學(xué)團(tuán)隊(duì)20多年圍繞獨(dú)立、自主、安全、可用的空天信息智能服務(wù)研究的成果體現(xiàn)。

武漢大學(xué)校長(zhǎng)張平文院士與李德仁院士一同啟動(dòng)?xùn)|方慧眼星座工程項(xiàng)目

李德仁院士說(shuō)：“當(dāng)然，一顆衛(wèi)星能做的是有限的，我們主要用它來(lái)進(jìn)行理論和應(yīng)用驗(yàn)證。2022年10月，武漢大學(xué)與煙臺(tái)市人民政府簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同建設(shè)‘東方慧眼’星座項(xiàng)目。目前該項(xiàng)目已經(jīng)正式啟動(dòng)，計(jì)劃在2027年到2030年建成全球服務(wù)系統(tǒng)，到時(shí)候整個(gè)星座預(yù)計(jì)有200顆衛(wèi)星在軌?！?/p>

這200顆衛(wèi)星的組成，除了“珞珈三號(hào)01星”這樣的光學(xué)遙感衛(wèi)星，還需要一定數(shù)量的雷達(dá)衛(wèi)星。今年5月，武漢大學(xué)團(tuán)隊(duì)研制的雷達(dá)衛(wèi)星“珞珈二號(hào)”01星，就將在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。

珞珈三號(hào)01星研制團(tuán)隊(duì)合影

“舊時(shí)王謝堂前燕”即將“飛入尋常百姓家”，實(shí)現(xiàn)大眾“玩微信”向大眾“玩衛(wèi)星”的時(shí)代轉(zhuǎn)變。李德仁院士暢想，將來(lái)幾乎每個(gè)人的頭頂上可能就有一顆“東方慧眼”星座的衛(wèi)星，普通人就可以用手機(jī)“調(diào)用”頭頂?shù)男l(wèi)星，3到5分鐘內(nèi)就可以看到自己想看到的圖片或者視頻內(nèi)容?！啊畺|方慧眼’星座將來(lái)會(huì)以非常低的價(jià)格來(lái)為全社會(huì)服務(wù)，比如向市民推出普通會(huì)員，向?qū)I(yè)用戶推出黃金會(huì)員。

2022年10月，武漢大學(xué)與煙臺(tái)市人民政府簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同建設(shè)“東方慧眼”星座項(xiàng)目；2023年1月，全球首顆天地互聯(lián)網(wǎng)智能遙感衛(wèi)星“珞珈三號(hào)”01星成功發(fā)射，為“東方慧眼”星座智能服務(wù)奠定了基礎(chǔ)；隨著東方慧眼星座一期工程項(xiàng)目啟動(dòng)，武漢大學(xué)在空天信息領(lǐng)域的科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用將被進(jìn)一步推動(dòng)。