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深空通信压缩与传输技术及应用
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  • 公布年份:
    2013
  • 中图分类:
    TN919.3
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目属于通信传输技术以及航天测控系统领域。在传输距离远、带宽受限、误码率高以及载荷资源约束条件下实时可靠地获取高分辨率图像数据是深空探测和卫星遥感中亟需解决的瓶颈问题。该项目在国家自然科学基金重点项目“深空通信中的若干关键技术研究”和探月工程项目“CE-2大容量存贮器CCD图像压缩单元原理样机研制”、“探月卫星图像数据压缩单元研制”、“嫦娥二号卫星测控数传分系统数传子系统”等的支持下,深入研究了深空通信中的图像压缩和传输技术,解决了中国探月工程和测绘卫星等重大工程中图像压缩和高速数据传输的关键技术问题。主要技术内容:1.提出了高可靠实时立体图像压缩方法及硬件结构,显著提高了立体图像的PSNR、DEM精度和主观图像质量,在国际深空探测领域首次实现了压缩比在线可调、码率精确可控的高可靠抗误码的实时图像压缩硬件系统。2.提出了低复杂度、高可靠和码率可控的光谱图像压缩方法及硬件结构,显著提高了多光谱图像压缩系统的性能和抗误码能力,降低了复杂度,并提高了深空通信系统的传输效率。3.提出了低复杂度相位调制方法及硬件结构,在国际深空探测领域首次实现了S波段12Mbps的高速数据传输系统。4.提出了低复杂度信道编译码方法和峰平功率比小的调制方法,解决了传统信道编解码和调制方法性能差,复杂度高的问题,提高了深空通信系统的数据纠错能力和功率频谱利用率,为中国深空通信的发展提供了技术支撑。授权专利及论文检索情况:相关成果获得授权国家发明专利18项;相关研究论文分别被SCI检索31篇,EI检索78篇。获奖情况:2011年度教育部科学技术进步奖一等奖、2010年度国防科学技术进步奖二等奖、2008年度陕西省科学技术奖二等奖。技术经济指标:该项目研究的图像压缩系统支持单幅和立体图像压缩,支持光谱图像压缩,分辨率可达6144像素/行;图像压缩编码器的处理速度可达256Mbps,压缩比为2倍、4倍、8倍在线可调,并支持无损压缩,实现12Mbps数据率压缩数据的实时解码。数据传输系统的码速率对“嫦娥二号”可达12Mbps。应用推广及效益情况:研究成果已成功应用于“嫦娥一号”、“嫦娥二号”、“神舟七号”、“天官一号”和“天绘一号”等重大工程,满足了科学和工程应用的需求,创造经济效益达372亿元,并取得了重大的社会效益。鉴定意见:教育部于2011年7月31日在北京组织并主持召开了由西安电子科技大学和中国空间技术研究院西安分院共同完成的“深空通信压缩与传输技术”项目成果鉴定会。以张履谦院士为主任、欧阳自远院士为副主任的鉴定委员会一致认为“该项目研制难度大、成果创新性强”,“解决了中国探月工程和测绘卫星等重大工程中图像压缩和高速数据传输的关键技术问题”,“满足了科学和工程应用的需求,取得了重大的社会和经济效益,为中国天基信息系统的未来发展打下了坚实基础并提供了重要技术支撑”,“在深空探测图像压缩编码和深空数据传输技术领域处于国际领先水平”。
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