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ICEYE公司利用“软件定义卫星”实现在轨多点目标成像能力

ICEYE公司利用“软件定义卫星”实现在轨多点目标成像能力
     ICEYE公司9月23日在其官网上发表一篇文章,详细阐述了如何用“软件定义卫星”实现在轨卫星功能升级。
文章指出,以往传统卫星星载软件系统在卫星发射后通常被视为相对固定不变。ICEYE则采用一种迭代式开发方法,包括:
 1.每日自动化测试
 2.每周部署卫星进行测试
 3.整个星座月度生产计划排布
     在某些情况下,仅通过软件系统更新,就能在数月后实现发射时尚未完全具备的功能,软件系统更新显著提高卫星敏捷性。软件系统更新的作用不仅仅是优化性能,它们还会从根本上改变卫星的功能。
      近期ICEYE公司帮助其客户将其所运营的卫星升级到了最新版本的操作系统。此前,每颗卫星每天只能获取三张图像。升级后,由于新增了多点成像模式,他们现在可以在同样的三个过境周期内获取约 100 张图像。同样的设备。同样的卫星。同样的硬件。只是软件更新了。
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图 1.软件更新可以从根本上改变卫星的功能,例如,使其能够进行多点成像模式。动画展示了多点成像模式的运行过程,其中沿一条部分弯曲的边界线拍摄了 72 张图像。
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图 2 中的动画以橙色展示了机械指向或扫描(机身旋转),以绿色展示了电子控制偏移,同时呈现多点成像模式。天线以恒定速率机械旋转。与此同时,雷达波束通过电子方式进行控制,始终锁定目标。这意味着成像可以在天线实际指向目标位置之前开始。成像完成后,雷达会在微秒级内平滑切换到下一个目标。机械扫描和电子控制的结合实现了多点成像模式,从而为图像采集提供了极大的灵活性。
      软件系统虽然无法改变物理定律,但它可以重新定义什么是可能的。尽管车载软件取得了进步,但一些限制因素本质上仍然是物理性的。功率和散热管理是目前影响合成孔径雷达(SAR)成像能力的两大限制因素。
      与光学卫星不同,SAR卫星使用主动式传感器,这些传感器非常耗电(在遥测数据中,可以看到每次采集后电池电量都会显著下降)。长时间成像还会导致雷达天线内部发热,并可能因太阳辐射而升高其他关键部件的温度。
      目前ICEYE推出了一种动态姿态控制技术,能够自主优化卫星姿态,以实现热管理、发电或两者兼顾。这项技术无需任何硬件改动,即可延长每颗卫星在90分钟轨道周期内的可用成像时间,使每颗卫星每天的可用成像时间增加50%。

     当前ICEYE卫星的运行仍主要按照预先设定的时间表进行。未来,他们希望提升卫星的自主运行能力,使其能够更智能地应对突发事件。
     假设一颗卫星未能捕获到一张高优先级图像。在完全预先规划的系统中,即使没有可用的图像,软件也会继续执行预定的下行链路传输。然而,自主软件可以识别出捕获失败,并选择下行传输另一张图像,从而帮助清除星载积压图像,并更有效地利用地面站的过境时间。 增加这种程度的运营自主性可以提高整体响应能力,并有助于减少因意外中断造成的延误。

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