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遙測衛星

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福衛二號影像處理系統研發之回顧與展望

福衛二號於2004年發射，是當今世上唯一能夠每日對全球任何地方取像的遙測衛星。影像處理系統自力發展，此對任務操作快速反應極有幫助。幾次世界大型災害，例如南亞海嘯、四川地震、八八水災、日本海嘯，福衛二號每次都以第一時間取像，並提供衛星影像支援救災。本文介紹福衛二號計畫影像處理系統（Image Processing System, IPS）自力研發之背景、目標、系統、操作，及自衛星發射後九年多之遙測任務成果與重大事件取像。影像處理系統包括五個次系統：取像排程次系統（Planning and Scheduling Subsystem, PSS）、資料擷取次系統（Data Ingestion Subsystem, DIS）、資料處理次系統（Data Processing Subsystem, DPS）、資料管理次系統（Data Management Subsystem, DMS）、影像品質次系統（Image Quality Subsystem, IQS）。福衛五號計畫在建立衛星本體與遙測酬載之自主技術能力，接續福衛二號任務。提供更高解析度之彩色影像，以及沿經線或海岸線之取像能力。為因應未來需求與挑戰，IPS研發須利用網路技術，提供下一代衛星影像產品，並與GIS緊密結合。

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福衛二號排程與災防雲端應用服務

福爾摩沙衛星二號（簡稱福衛二號）於2004年發射，主要任務為獲取遙測影像以支援國內外遙測研發與應用。當災害發生後，於最短時間取得即時衛星影像將有助於災情快速研判提供緊急勘救災所需資訊。依前述考量，國家太空中心近年來除建置分散作業能量外亦發展即時排程雲端系統，依國際公認標準規範進行系統建置以期未來能結合不同衛星支援災情研判所需資料。此外，國家實驗研究院亦積極推動近即時高解析三維環境應用平台與災防平台，整合院內不同中心科技能量發展以台灣為主體之三維地球觀測災防應用平台，透過此平台福衛二號資料可望更有效應用於災防相關作業。

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福衛五號遙測酬載系統工程經驗

福爾摩沙衛星五號（以下簡稱福衛五號）是我國第一顆完全自主發展的高解析度遙測衛星，福衛五號搭載之主要酬載為一個提供黑白2米，彩色4米影像的遙測影像儀（Remote Sensing Instrument, RSI）。RSI之影像感測器採用CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）而非傳統之CCD（Charge-CoupledDevice），為世界首例商用遙測衛星CMOS感測器，在製造與性能上皆面臨很大的挑戰。根據系統工程的基本程序（process），如需求分配（requirement allocation），系統分析（system analysis）與驗證（verification），與福衛五號發展的經驗並融合國內外專家學者經驗，將RSI系統工程之必要流程與技術性探討過程記錄下來，是提供系統工程落實於遙測酬載之一實例，亦期能對後續遙測酬載的發展，建立一個足以傳承之依據。本文主要技術性探究部分著重在系統品質參數如對比轉換函數（CTF）、訊噪比（SNR）之探討。

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福衛五號遙測酬載於軌道上的熱變形與光學表現分析

福衛五號計劃是第一個由國家實驗研究院國家太空中心自主研發的太空計劃，其中包括完整的衛星系統工程與光學遙測酬載的設計與製造。本研究進行太空環境與光學遙測酬載的模型建立與分析，並指出光學遙測酬載的結構與鏡面熱變形會進一步影響其光學性能表現。亦進行了一些初步的熱學與光機分析，探討光學遙測酬載於軌道上的行為，諸如溫度分佈、熱變形與成像品質劣化之間的關係。由於軌道上不同位置的熱負荷，光學遙測酬載在不同的取像位置其光學表現也將不同。本文詳細研究與探討熱變形的來源及其對成像品質的影響。

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遙測衛星可靠度預估

遙測衛星因為可靠度要求相當高，設計時應具有複雜的備援功能。當進行可靠度預估時，首要了解系統的電路運作模式與關係，依其電路特性推導其對應的可靠度方塊圖。對於可靠度方塊圖中具有備援關係的方塊圖區塊，一般都可以找到對應的可靠度預估數學公式，若無適當的公式，則須自行推導公式。可靠度方塊圖中的每一個方塊圖單元，其內的零件大都是串接關係，故其失效率只須相加零件失效率即可得，再由方塊圖計算得到系統可靠度預估值。本文將描述遙測衛星的可靠度預估過程，作為未來執行衛星或複雜系統的可靠度預估參考。

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福衛五號非同步取像及其影像模擬

福爾摩沙衛星五號（以下簡稱福衛五號）搭載一個黑白2米，彩色4米的遙測影像儀，是我國第一顆完全自主發展的高解析度遙測衛星。為了提升福衛五號取像的效率，增加一個所謂「靈活取像」（Smart Agility Imaging Mode）的非同步取像模式，使得福衛五號能沿地面特定方向以「邊轉邊照」方式取像。為了驗證「靈活取像」的可行性，太空中心依據遙測衛星取像程序完成系統的驗證，首先是非同步取像衛星姿態演算法的發展，接著是非同步取像衛星姿控演算法的開發，最後則是非同步取像模擬影像的展示。本文主要目的是介紹太空中心在非同步取像衛星姿態計算及其衛星影像模擬製作的發展。