“高分二号”卫星遥感相机图像采集与功能验证系统设计

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1、第36卷第4期航天返回与遥感2015年8月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING41“高分二号”卫星遥感相机图像采集与功能验证系统设计黄伟姜海滨于双江林悦陈原（北京空间机电研究所，北京100094）摘要“高分二号”卫星遥感相机是国家高分专项重点项目，其视频电子学设备采用了Gbit高速串行数传接口，同时应用了图像预处理算法，传统的快视设备无法满足其测试要求。文章设计了一种高速图像采集与算法验证系统，以Virtex-5现场可编程门阵列为处理核心、Gbit串行/解串芯片为图像输入接口，集成JPEG2000协议芯片

2、、DDR2缓存以及CameraLink图像显示接口。介绍了硬件实现的关键技术，并描述了系统对相机成像功能、高速数传以及图像压缩的验证。该验证系统保障了相机研制，为图像采集和处理提供了参考。关键词图像采集串行接口高速缓存图像压缩“高分二号”卫星航天遥感中图分类号:TN401文献标志码:A文章编号:1009-8518(2015)04-0041-07DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2015.04.006DesignofImageAcquisitionandFunctionVerificationSystemfor

3、GF-2Sarializer/DeserializerRemoteSensingCameraHUANGWeiJIANGHaibinYUShuangjiangLINYueCHENYuan（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractGF-2remotesensingcameraisoneofthekeyprojectsoftheNationalHighResolutionEarthObservationSystem.Itsvideop

4、rocessingelectronicequipmenthasadoptedSerDes(Serializer/Deserializer)datatransmissioninterfaceandon-boardimagepreprocessalgorithm,whichleadstothetraditionalimageac-quisitionsystemnotsatisfyingitstestrequirement.Onetestsystemhasbeendevelopedtosolvethisproblem.ItusestheV

5、irtex-5fieldprogrammablegatearrayastheprocessingcore,thegigabitSerDeschipasimagedatainputinterface,andintegratesaJPEG2000protocolchip,twoDDR2cachesandstandardCameraLinkimagedisplayinterface.Thispaperintroducesthehardwaredesignanditskeytechnologiesrealization,followedby

6、rerifyingthecamerafunctions,namelytheimagingfunction,highspeedserialdatatransmissionandimagecompression.Thissystemhasmadegreatcontributiontothedevelopmentofthecameraandhascertainrefer-encevalueforimageacquisitionsystem.Keywordsimageacquisition;Serializer/Deserializerin

7、terface;highspeedcaches;imagecompression;GF-2satellite;spaceremotesensing0引言近年来，高分遥感卫星的研制发展迅猛，体现出高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率以及[1-3]高辐射分辨率的特点。我国十分重视高分遥感卫星的发展，高分辨率对地观测专项已列为国家重大科收稿日期：2014-05-21基金项目：国家重大科技专项工程42航天返回与遥感2015年第36卷[4]技专项之一，已发射和在研的高分遥感卫星近十颗。相机的高分辨率和宽覆盖使得图像数据量成倍增[5]长，推

8、动相机数据传输方式由低速并行向高速串行发展。为了提高数传接口传输效率，有效利用下行[6][7]链路带宽，星上图像都需要经过压缩处理，先进的精细化压缩算法已经在星上应用。各种改善图像[8][9-10]品质的处理技术也在星上得到应用，如探