【摘 要】
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我国于2008年发射的环境与灾害监测预报小卫星HJ-1A搭载了自主研制的干涉型成像光谱仪(HSI)。该星载高光谱传感器数据具有下行码速率高、成像处理算法复杂以及谱段多等技术特
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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我国于2008年发射的环境与灾害监测预报小卫星HJ-1A搭载了自主研制的干涉型成像光谱仪(HSI)。该星载高光谱传感器数据具有下行码速率高、成像处理算法复杂以及谱段多等技术特点，无疑对地面应用系统的能力提出了新的技术需求。
本文依托于遥感卫星应用国家工程实验室建设项目中的遥感卫星数据接收系统项目，以我国HJ-1A卫星的HSI数据为试验对象，围绕实时高光谱复原处理与移动窗显示系统中的干涉型高光谱数据的光谱复原处理、高速网络数据传输以及移动窗显示处理等关键技术进行了深入研究。
本文对目前高光谱复原处理系统采用的DSP等三类系统结构进行分析，对Mertz等三种相位校正算法进行比较，以及对基于GPU核心处理单元的系统结构与算法实现进行了分析与设计。文中针对高光谱数据码速率高、算法复杂等处理技术的难点，将干涉型高光谱复原处理算法与新兴的CUDA技术结合，开展了算法应用研究与软件设计，实现了基于CUDA的实时光谱复原处理的功能。针对系统扩展性和易升级的要求，采取动态链接库(DLL)与面向对象编程相结合的办法，实现了光谱复原处理模块与管理程序之间的调度与衔接。针对设备异地放置的需求，基于TCP/IP协议，采用循环缓冲区、多线程处理和套接字编程等技术手段，开展了高速网络数据传输技术研究。针对高光谱传感器谱段多的特点，设计了高光谱移动窗显示格式，基于C++语言编写了控制软件，为高光谱数据实时定性检测实现了移动窗显示的功能。
本文研究完成了预期目标。在实验室环境下进行测试，基于CUDA的干涉型高光谱数据光谱复原处理试验系统的处理速度达到HJ-1A卫星中高光谱数据下行速率的3倍以上，并满足系统易扩展升级的技术需求；基于干兆网络环境下数传速度达800Mbps以上，满足设备之间高速数据传输速度指标的要求；移动窗显示性能满足HJ-1A的HSI传感器数据下行码速率实时处理的要求。
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