|
“天问一号”地面应用系统有效载荷数据预处理系统总体设计与关键技术
|
Abstract:
“天问一号”为我国首次火星探测任务,该任务是我国空间探测由近地走向深空的关键转折,决定着我国是否能够跻身具备深空探测能力的国家行列。“天问一号”地面应用系统有效载荷数据预处理系统(下文简称“数据预处理系统”)为该任务中的重要一环。本文从系统设计角度,详细介绍了数据预处理系统的任务、架构、业务流程及系统组成等内容,并讨论了该系统采用的关键技术,包括火星地球超远距离传输造成信噪比较低情况下的数据解析技术、多接收站大数据量激增情况下的高效数据处理技术、多载荷多模式的数据自动化处理技术等,并针对在轨运行情况,在效率、资源利用、数据正确性等方面对系统进行了综合评估。
“Tianwen-1” is China’s first Mars exploration mission. This mission is a key turning point for China’s space exploration from near earth to deep space, and determines whether China can become one of the countries with deep space exploration capabilities. The data preprocessing system for “Tianwen-1” ground application system is an important part of this task. From the perspective of system design, this paper introduces the system architecture, business process and system compo-sition of the data preprocessing system in detail, and discusses the key technologies adopted by the system, including data processing technology in the case of low signal-to-noise ratio caused by Mars Earth ultra long distance transmission, efficient data processing technology in the case of large data surge in multiple receiving stations, multi-payloads multi-modes data automatic processing technology, etc. According to the operating conditions, the system is comprehensively evaluated in terms of efficiency, resource utilization and data correctness.
[1] | 张荣桥, 耿言, 孙泽洲, 李东, 等. 天问一号任务的技术创新[J]. 航空学报, 2022, 43(3): 626-689. |
[2] | 于登云, 孙泽洲, 孟林智, 石东. 火星探测发展历程与未来展望[J]. 深空探测学报, 2016, 3(2): 108-113. |
[3] | 刘建军, 苏彦, 左维, 等. 中国首次火星探测任务地面应用系统[J]. 深空探测学报, 2018, 5(5): 414-425. |
[4] | 李春来, 刘建军, 耿言, 等. 中国首次火星探测任务科学目标与有效载荷配置[J]. 深空探测学报, 2018, 5(5): 406-413. |
[5] | 包钢, 钟珊珊, 赵宇鴳. 天问一号-奔火逐梦[J]. 矿物岩石地球化学通报, 2021, 40(2): 510-514. |
[6] | Wan, W.X., Wang, C., Li, C.L., et al. (2020) The Payloads of Planetary Physics Research Onboard China’s First Mars Nission (Tianwen-1). Earth and Planetary Physics, 4, 331-332. https://doi.org/10.26464/epp2020052 |
[7] | 赫轩. 遥感卫星地面系统数据接收分系统设计优化与实现[D]: [硕士学位论文]. 西安: 西安电子科技大学, 2019. |
[8] | 杨晓博. 高分辨率遥感图像数据接收与处理系统设计与实现[D]: [硕士学位论文]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2017. |
[9] | 吕博文, 杨怀洲. 工作流技术综述[J]. 智能计算机与应用, 2018, 8(1): 159-161. |
[10] | 李波. 基于SOA架构的气象数据处理与共享平台研究[D]: [硕士学位论文]. 南京: 南京信息工程大学, 2016. |
[11] | 岳莎莎. 遥感数据快速处理编程支撑工具研究[D]: [博士学位论文]. 北京: 中国科学院大学, 2017. |
[12] | 欧阳自远, 肖福根. 火星探测的主要科学问题[J]. 航天器环境工程, 2011, 28(3): 205-217. |
[13] | Meng, Q.Y., Wang, D., Wang, X.D., et al. (2021) High Resolution Imaging Camera (HiRIC) on China’s First Mars Exploration Tianwen-1 Mission. Space Science Reviews, 217, Article No. 42.
https://doi.org/10.1007/s11214-021-00823-w |
[14] | 王冰冰, 喻文勇, 龙小祥, 等. 高分辨率卫星地面处理系统研制[J]. 遥感学报, 2021, 25(9): 1946-1963. |
[15] | 天文一号第二十批科学探测数据发布[EB/OL]. 月球与行星数据发布系统.
https://moon.bao.ac.cn/web/zhmanager/noticelist?detailId=915055, 2023-04-03. |