基于空间云服务的对地观测运行体系架构的制作方法

1.本发明属于空间对地观测领域，具体涉及一种基于空间云服务的对地观测运行体系架构。


背景技术：

2.我国遥感卫星数量众多，数据资源日益丰富，应用领域也越来越广。经过十几年的发展建设，我国的遥感卫星技术与遥感信息获取能力已位于世界先进水平。然而，在遥感卫星数据接收能力、数据质量、多站接收数据拼接处理的时效性、遥感信息智能提取等方面还存在如下不足：
3.(1)不具备在轨任务规划能力，业务测控指令不能实时上注。当前遥感卫星不具备在轨任务规划能力，不能完成时敏目标的连续跟踪监视任务。目前商业卫星主要通过自有地面站网进行业务测控，部分租用商业测控资源和中科院全国接收站网进行业务测控，民用卫星依托地面站进行业务测控，其指令上注只能在卫星过境且有测控资源时才能完成，在紧急情况下，测控指令不能实时上注。
4.(2)数据不能及时回传，有效数据占比低。常规模式下，遥感卫星主要通过自有地面站网完成数据接收，其时效性受制于卫星过境和地面站网资源，尤其是当卫星对境外进行侦照后，不能在第一时间将数据回传；在数据处理时候，利用民商卫星应用系统进行产品生产，大量的数据为海洋、云或者背景地物等无效数据，有效数据占比低，但这些数据在传输、处理环节中占用大量资源，限制了数据获取的时效性。
5.(3)数据共享分发链条长，时效性低。遥感卫星数据需要经过地面站接收处理后生成产品信息向用户分发，分发链条长，共享效率较低。


技术实现要素：

6.针对在轨遥感卫星任务管理与控制、数据交互、遥感信息快速处理、目标特征智能提取以及信息高效共享服务的需求，本发明提出一种基于空间云服务的对地观测运行体系架构，该架构通过构建天地联通的云服务构架，实现卫星指令的实时上注、卫星数据的在轨处理和卫星数据的快速回传。
7.本发明采用的技术方案为：
8.一种基于空间云服务的对地观测运行体系架构，包括地基核心节点、天基边缘节点以及感知节点；地基核心节点为若干个地面节点，天基边缘节点为若干颗卫星，感知节点为各类遥感卫星；地基核心节点之间通过光纤互联，天基边缘节点之间通过激光链路或微波链路互接，地基核心节点与天基边缘节点通过微波链路连接，天基边缘节点与感知节点通过激光链路或微波链路连接；
9.卫星指令生成后，地基核心节点将卫星指令直接上注到天基边缘节点上，天基边缘节点根据遥感卫星的位置情况，通过星间链路将卫星指令发送至感知节点；
10.感知节点获取数据后，将数据发送至设定距离范围内满足要求的天基边缘节点，
天基边缘节点开展分布式在轨数据计算，进行在轨预处理，以及去除无效数据，然后将数据进行裁切和在轨目标分析，获取目标信息，并通过在轨分发手段，直接将目标信息分发至地面终端；其中地面终端包括地基核心节点、机动终端和手持终端。
11.进一步的，地基核心节点可根据需要进行扩展，具有对天基边缘节点的实时通信能力。
12.进一步的，天基边缘节点的载荷为通信载荷和计算载荷，距离地面高度不低于1100km；卫星的轨道和数量根据卫星的高度设定。
13.进一步的，天基边缘节点与地基核心节点之间的计算、存储和网络资源通过云服务技术实现共享，构成天地一体的空间云服务平台。
14.本发明相比现有技术的优点为：
15.本发明提出基于空间云服务的对地观测运行体系架构可实现遥感卫星的指令实时上注，卫星数据在轨处理以及信息产品的在轨分发，可大幅提高遥感卫星数据的时效性。
附图说明
16.图1为本发明实施例基于空间云服务的对地观测运行体系架构图。
17.图2为本发明实施例基于空间云服务的对地观测运行体系网络架构图。
具体实施方式
18.如图1和图2所示，本发明提出的基于空间云服务的对地观测运行体系架构分为地面和天上两大部分，其中地面部分为地基核心节点，天上为天基边缘节点和感知节点。天基边缘节点搭载高性能计算平台，具备遥感数据处理能力，载荷为通信载荷和计算载荷，距离地面高度不低于1100km；天基边缘节点卫星的轨道和数量根据卫星的高度有所不同，通过星间链路组网的方式实现对地面500km以下的空域全时覆盖。地基核心节点具备与天基边缘节点的实时通信能力，与天基边缘节点之间计算、存储、网络资源通过云服务技术实现共享，构成天地一体的空间云服务平台，实现天地资源的共享共用。地基核心节点的数量可根据需求进行扩展，具有对天基边缘节点的实时通信能力。
19.具体为：地基核心节点为若干个地面节点，天基边缘节点为若干颗卫星，感知节点为各类遥感卫星；地基核心节点之间通过光纤互联，天基边缘节点之间通过激光链路或微波链路互接，构成动态组网系统，地基核心节点与天基边缘节点通过微波链路连接，天基边缘节点与感知节点通过激光链路或微波链路连接；
20.在本发明架构下，卫星指令上注的时效性大。卫星指令生成后，通过地基核心节点直接上注到天基边缘节点上，天基边缘节点根据遥感卫星的位置情况，通过星间链路将卫星指令发送至感知节点。当前遥感卫星指令上注时效性从1小时-20小时不等，通过本发明，可实现1分钟的指令上注时效性。
21.在本发明架构下，数据处理及分发过程如下。感知节点获数据后，将数据发送至临近的天基边缘节点，天基边缘节点开展分布式在轨数据计算，进行在轨预处理，以及去除无效数据，并将数据进行裁切和在轨目标分析，获取目标信息，并通过在轨分发手段，直接将数据分发至地面终端。数据处理分发的时效性可由传统的20小时左右提高到30分钟以内。


技术特征：
1.一种基于空间云服务的对地观测运行体系架构，其特征在于，包括地基核心节点、天基边缘节点以及感知节点；地基核心节点为若干个地面节点，天基边缘节点为若干颗卫星，感知节点为各类遥感卫星；地基核心节点之间通过光纤互联，天基边缘节点之间通过激光链路或微波链路互接，地基核心节点与天基边缘节点通过微波链路连接，天基边缘节点与感知节点通过激光链路或微波链路连接；卫星指令生成后，地基核心节点将卫星指令直接上注到天基边缘节点上，天基边缘节点根据遥感卫星的位置情况，通过星间链路将卫星指令发送至感知节点；感知节点获取数据后，将数据发送至设定距离范围内满足要求的天基边缘节点，天基边缘节点开展分布式在轨数据计算，进行在轨预处理，以及去除无效数据，然后将数据进行裁切和在轨目标分析，获取目标信息，并通过在轨分发手段，直接将目标信息分发至地面终端；其中地面终端包括地基核心节点、机动终端和手持终端。2.根据权利要求1所述的基于空间云服务的对地观测运行体系架构，其特征在于，地基核心节点可根据需要进行扩展，具有对天基边缘节点的实时通信能力。3.根据权利要求1所述的基于空间云服务的对地观测运行体系架构，其特征在于，天基边缘节点的载荷为通信载荷和计算载荷，距离地面高度不低于1100km；卫星的轨道和数量根据卫星的高度设定。4.根据权利要求1所述的基于空间云服务的对地观测运行体系架构，其特征在于，天基边缘节点与地基核心节点之间的计算、存储和网络资源通过云服务技术实现共享，构成天地一体的空间云服务平台。

技术总结
本发明属于空间对地观测领域，具体涉及一种基于空间云服务的对地观测运行体系架构。分为地面和天上两大部分，其中地面部分为地基核心节点，天上为天基边缘节点和感知节点。天基边缘节点通过星间链路组网的方式实现对地面500km以下的空域全时覆盖。地基核心节点具备与天基边缘节点的实时通信能力，可通过云平台系统，实现天地资源的共享共用。地基核心节点的数量可根据需求进行扩展。本发明提出基于空间云服务的对地观测运行体系架构可实现遥感卫星的指令实时上注，卫星数据在轨处理以及信息产品的在轨分发，可大幅提高遥感卫星数据的时效性。时效性。时效性。


技术研发人员：王守斌 朱皓俊 孙康 王士成
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十四研究所
技术研发日：2022.03.01
技术公布日：2022/6/3