[发明专利]一种基于数字化焦平面的星载视频电子学系统

说明书

本发明公开了一种基于数字化焦平面的星载视频电子学系统，包括：通过串行总线级联的管理控制模块、数字化焦平面模块和图像处理模块；管理控制模块，用于将整星指令解译成相机状态数据；将卫星数据、导航数据和相机状态数据合并后发送给各数字化焦平面模块；数字化焦平面模块，用于产生图像数据；将卫星数据、导航数据、相机状态数据、图像数据和焦面测试数据合并后发送给图像处理模块；图像处理模块，用于根据相机状态数据对图像数据进行更新，得到更新图像数据；将卫星数据、导航数据、相机状态数据、焦面测试数据、更新图像数据和算法测试数据合并后发送给数传系统。通过本发明实现了高分辨率相机视频电子学的轻、小型化和低功耗。

技术领域

本发明属于遥感相机技术领域，尤其涉及一种基于数字化焦平面的星载视频电子学系统。

背景技术

一般情况下，高分辨率遥感相机主要分为指令控制模块、积分管理模块、焦平面模块和信号处理模块。四个模块互相作用，互有通讯接口。管理控制组件接收卫星平台的卫星数据和导航数据以及指令信息，将指令信息解译后将控制指令转发给积分管理模块。积分管理模块发送时钟、级数、增益信号等分别发送给焦平面模块和信号处理模块。焦平面模块发送CCD(Charge Coupled Device，CCD，电荷耦合元件)模拟信号给信号处理模块，信号处理模块进行AD(Analog/Digital，模拟/数字信号)量化后进行相应算法更新。该方式在郑亮亮发表的《一种TDICCD成像的高速视频电路的设计与实现》和韩志学发表的《一种高速高分辨率遥感相机全色多光谱焦平面电路设计》文章中进行了详细的说明。CCD模块与前置放大器放在焦平面处，通过同轴电缆实现模拟信号的长距离传输。因此整个视频电子学数据流过程呈三角形互联，接口冗余，不易于模块的灵活配置和有用信息的可靠性传输。

目前国内遥感相机，尤其在可见光高分领域，分辨率早已经达到亚米级水平，且仍旧使用了传统电子学架构。该类相机由于对应的CCD模块通道数量增多，模拟信号频率大幅提高，因此其功耗和体积变得十分庞大。上述方式下的焦平面模拟信号采用铜轴电缆方式传输，电缆长度限制了模拟信号的传输质量，引入了多余噪声。过多的数据接口和复杂的电缆连接无法满足遥感相机小型化、低功耗的需求。因此迫切需要一种能够减少接口、提高传输效率和成像质量的新型电子学系统。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于数字化焦平面的星载视频电子学系统，以实现高分辨率相机视频电子学的轻、小型化和低功耗。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于数字化焦平面的星载视频电子学系统，包括：通过串行总线级联的管理控制模块、数字化焦平面模块和图像处理模块；

管理控制模块，用于接收卫星平台下传的卫星数据、导航数据和整星指令；以及，将整星指令解译成相机状态数据；以及，将卫星数据、导航数据和相机状态数据合并后发送给各数字化焦平面模块；

数字化焦平面模块，用于接收管理控制模块发送的卫星数据、导航数据和相机状态数据；以及，获取焦面测试数据；以及，生成电荷转移信号，根据电荷转移信号产生图像数据；以及，将卫星数据、导航数据、相机状态数据、图像数据和焦面测试数据合并后发送给图像处理模块；

图像处理模块，用于接收数字化焦平面模块发送的卫星数据、导航数据、相机状态数据、图像数据和焦面测试数据；以及，根据相机状态数据对图像数据进行更新，得到更新图像数据；以及，获取算法测试数据；以及，将卫星数据、导航数据、相机状态数据、焦面测试数据、更新图像数据和算法测试数据合并后发送给数传系统。

在基于数字化焦平面的星载视频电子学系统中，

图像处理模块，还用于将算法遥测发送给数字化焦平面模块；

数字化焦平面模块，还用于确定电源遥测；以及，接收图像处理模块发送的算法遥测；以及，将算法遥测和电源遥测合并后发送给管理控制模块；