美公司提實時衞星圖像技術，中科院已經運行多年_風聞
躲在卫星上的键盘侠-躲在卫星上的键盘侠官方账号-最爱90度视角窥探别人隐私2019-01-07 13:49
2018年12月，亞馬遜網絡服務公司（AWS）宣佈將與國防工業巨頭洛克希德·馬丁公司（Lockheed Martin）合作，提供名為“AWS地面站”（AWS Ground Station）的衞星連接服務，引起了國內外航天業的震動。該服務通過分佈在全球的12個地面站天線組成的全託管的地面接收網絡提供衞星數據服務，政府和企業用户等不需要建立或管理地面基礎設施，按照需求付費，即可快速獲取、下載、處理、存儲和分析衞星數據。該模式將在很大程度上顛覆和改變傳統航天遙感的服務流程和模式，撼動目前民用或商業航天的格局。
傳統情況下，地面基站從接收衞星數據到衞星上線分發、交付用户使用有嚴格的時間表和相當長時間的延遲。而自2018年10月以來，美國衞星公司DigitalGlobe公司利用自身的衞星，在參與測試AWS地面站服務過程中，將數據處理的時間從一小時縮短到不到一分鐘，準確的説是55秒。這對於衞星數據服務是一個重大突破和飛躍。
其實，在我國，依託於中科院遙感衞星地面接收站（包括密雲站、喀什站、三亞站、昆明站和北極站），中科院空天研究院劉建波團隊早在幾年前就已經提出相似的觀點和理念，並構建了虛擬地面站系統（軟件名稱“SATSEE”），初步實現了中國遙感地面站接收的衞星遙感數據實時處理和推送服務。該系統採用主動推送的模式，當真實地面站接收數據後，在2~3分鐘內就能將衞星遙感數據推送到用户客户端，用户可以近實時看到衞星過境時地表的狀況。該系統在2015年獲得海南省科技進步一等獎。
“互聯網”+衞星地面站=虛擬地面站
遙感虛擬地面站主要利用現有地面站基礎設施條件，藉助於大數據實時處理能力和先進的互聯網傳輸技術提供服務。由於該系統主動推送衞星遙感數據的近實時性，從用户的角度，就好像擁有一個不需要硬件投資的虛擬地面接收站，就能夠快速獲得遙感數據，這和亞馬遜目前推出的衞星服務具有極強的相似性。
虛擬地面站系統軟件主要包括了兩個部分，一部分部署在地面站總部的系統中，另一部分部署在客户端。部署在地面總部系統中的軟件主要包括：數據接收、實時處理、快速分發等軟件處理模塊。這些模塊將衞星下行數據實時處理轉換成易於用户識別解譯的圖像，在圖像上疊加地理位置信息，並按照用户定製區域進行數據推送。部署在客户端的軟件主要包括：數據獲取、人機交互管理、影像顯示以及數據導出等處理模塊。這些模塊向用户近實時生動展示衞星數據，主動推送近實時衞星數據。
圖1展示的是本文撰寫時（2018年12月5日），從系統中截取的剛剛收到的高分2號（GF-2，1m）過境蒙古國首都烏蘭巴托蘇赫巴託廣場的衞星數據。目前該系統可以通過電腦、手機、平板等多客户端進行數據不同層次的查閲、定製和接收。
目前虛擬遙感衞星地面站系統已在國內的國土、海洋、環境、水利、農業、林業、減災應急等領域的科研院所以及相關遙感應用單位成功安裝部署，並穩定運行了數年，為用户提供近實時的遙感快速數據服務。同時得益於我國遙感衞星地面站的覆蓋優勢，該系統已經在蒙古、肯尼亞、斯里蘭卡、柬埔寨、吉爾吉斯斯坦、哈薩克斯坦、尼泊爾、泰國以及委內瑞拉、比利時等國，安裝與部署，使得“一帶一路”沿線的這些大多數發展中國家在無需實際建設衞星接收天線的情況下，就能夠近實時地獲取多顆中外衞星的快視數據，解決當地實際應用中的困難，服務當地經濟社會發展。圖3展示的是目前我國遙感衞星地面接收站的分佈以及在國際上已經部署虛擬地面站的國家(紅色區域是已安裝虛擬地面站的國家)。
“AI”+ 虛擬地面站
未來，隨着中國遙感衞星家族的不斷壯大以及中國遙感衞星地面站全球建站計劃的推進與實施，虛擬地面站系統所提供的衞星數據的種類和覆蓋面積也將極大的豐富與提供，能夠為更多更廣泛的用户提供快速的遙感數據服務。此外，中科院空天信息研究院，也將在虛擬地面站提供近實時遙感衞星數據的基礎上，利用深度學習、人工智能等技術，結合遙感數據本身的特徵和特性，對近實時遙感數據進行快速的地物變動以及相關應用信息的提取與識別，以便為用户提供更好更有價值的信息資源。
激烈的競爭
隨着亞馬遜“AWS地面站”服務的宣佈與實施，一場全球顛覆傳統衞星航天業服務模式的變革正在來拉開，這次對於航天業來説，所謂的“狼”是真正來了。我國如何應對？筆者認為無論是我們航天業的政府管理部門、亦或是相關科研機構還是商業航天的公司，都應該認清形勢和發展趨勢，轉變服務理念，打破現有體制機制的困境，加大資金人員等方面的投入與建設，在現有研究基礎上，結合先進技術手段，以用户為核心，朝着提供更快、更高、更準的衞星數據與應用服務目標前進，實現由衞星數據與應用的“提供者”向衞星數據與應用的“服務者”轉變，最終成為這場變革浪潮的“領跑者”。