【摘要】：隨著我國空間信息技術(shù)的進步,遙感光學衛(wèi)星在空間分標率、光譜成像、輻射分辨率等各個方面都取得了長足的進步。隨著我國對高分辨率衛(wèi)星、微納衛(wèi)星、皮納衛(wèi)星的研發(fā),“蜂群模式”、“星座組網(wǎng)”等遙感模型算法的逐漸完善,如何在提高成像質(zhì)量和追求衛(wèi)星遙感器的最佳占空比和輕小型化一直是相關(guān)研究人員們鉆研的課題。然而受現(xiàn)實情況的影響,單純?yōu)榱讼鄳芯窟M行衛(wèi)星發(fā)射和數(shù)據(jù)傳輸在研究成本和效率上都是不可取的。那么利用實驗室的計算機環(huán)境,對光學遙感仿真環(huán)節(jié)的地面場景、大氣傳輸、外太空輻射、衛(wèi)星平臺、傳感器成像進行數(shù)字化建模,利用計算機的計算能力,在較低的經(jīng)濟成本中更高效的獲取和現(xiàn)實遙感物理條件下衛(wèi)星成像的接近的圖像信息。這種低本高效的光學遙感仿真技術(shù)在傳感器設(shè)計、衛(wèi)星軌道成像預測、遙感器圖像質(zhì)量評價、遙感環(huán)節(jié)模型算法等方向都有無可比擬的優(yōu)勢和價值,目前已經(jīng)逐漸成為國內(nèi)外遙感相關(guān)性研究的熱門課題。本人在研二、研三期間加入中科院遙感所高分專項應用中心,進行科研方面的學習和工作。本論文在參與光學遙感仿真驗證平臺科研項目的研究與開發(fā)過程中,通過對相應的計算機與遙感理論知識的設(shè)計與改進,解決實際衛(wèi)星仿真需求,最終交付航天*院***衛(wèi)星公司,使其用于相應的衛(wèi)星傳感器研發(fā)工作。本文通過對光學遙感仿真平臺關(guān)鍵技術(shù)的研究,用以解決相應問題并提升仿真運算效率,相關(guān)研究工作具體介紹如下所示:(1)參與設(shè)計了系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和功能。完成了光學遙感仿真驗證平臺科研項目的集成與開發(fā),并交付航天*院***衛(wèi)星公司進行使用,并根據(jù)用戶需求進行后期維護和功能拓展。(2)設(shè)計了基于模塊化插件技術(shù)的系統(tǒng)框架�？紤]到平臺前期高效率的并行開發(fā),后期隨著我國空間技術(shù)的發(fā)展和用戶需求的變化進行維護培訓和技術(shù)更新,采用了模塊化插件技術(shù)對整個系統(tǒng)進行開發(fā)與集成。對各個模塊之間的交叉關(guān)聯(lián)性進行解耦,每個模塊可單獨運行也可根據(jù)用戶需要進行不同的仿真鏈路組合,這樣也可以更加清晰的看出各個模塊在遙感仿真中所起到的作用方便研究。(3)根據(jù)遙感所現(xiàn)有技術(shù)支持,設(shè)計了一種系統(tǒng)并行計算方式。東方紅方面把本平臺應用于XX-6號衛(wèi)星傳感器仿真調(diào)試,XX-6號衛(wèi)星設(shè)計中單景數(shù)據(jù)量高達40GB,面對海量遙感圖像數(shù)據(jù)信息的仿真處理和提取,單一的機器計算能力已不能滿足需求。自主設(shè)計了一種分布式集群并行運算框架模型,以任務并行、數(shù)據(jù)并行、算法并行的方式對海量遙感數(shù)據(jù)進行高效處理。(4)改進了圖像緩存置換算法,用以提高仿真運算效率。由于XX-6號衛(wèi)星超大視場成像、高時空分標率、單景數(shù)據(jù)量巨大的特點,用戶需進行長時間、大范圍、多條CCD拼接等情況的遙感仿真。高頻度的進行此種仿真,這在以往的光學仿真中是不常見的,為了提升仿真運算效率效率,根據(jù)相應需求和改進了圖像緩存置換算法,設(shè)計了一種瓦片動態(tài)加載策略。
【圖文】：

輻射場仿真辨率影像數(shù)據(jù)近紅外大氣輻射傳輸外大氣輻射傳輸量隊成像質(zhì)量的影響（抖動）對成像質(zhì)量的影響（指向定位）覆蓋特性仿真探元指向（內(nèi)方位）傳遞函數(shù)仿真（MTF）器噪音仿真據(jù)壓縮仿真級輻射成像仿真分析MTFC數(shù)據(jù)幾何仿真分析型產(chǎn)品仿真圖像客觀成像質(zhì)量評價圖像幾何質(zhì)量評價上預處理用戶操作與數(shù)據(jù)顯示圖 2-2軟件整體結(jié)構(gòu)圖本系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境為航天五院東方紅衛(wèi)星公司提供：1. 硬件環(huán)境：Dell PowerEdgeM6348 刀片服務器（八個刀片及外圍設(shè)備，中央處理器雙核、intelXeon E5），以及戴爾 Precision T7810 工作站（即用戶客戶端）。其中硬件之間的連接和邏輯關(guān)系，由以下硬件拓撲結(jié)構(gòu)圖 2-3所示：

平臺運用了鏈路模塊化系統(tǒng)插件化的思路，以解決以上傳統(tǒng)問題。.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分層與各插件解析據(jù)高內(nèi)聚、低耦合的開發(fā)設(shè)計理念，，對整個平臺系統(tǒng)進行解耦分層。戶端、信息傳遞層、平臺應用層和數(shù)據(jù)存儲層，其中每一層負責的系組成系統(tǒng)的不同插件，而在平臺應用層仿真鏈路通過仿真過程和模型塊化，相互間進行模塊解耦不形成交叉依賴都可獨立運行，其邏輯結(jié) 3-1所示：客戶端
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP751

【參考文獻】

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本文編號：2674044