航空電視

航天電視是一種原與廣播電視設備相似並用於監視太空飛行器工作狀況、航天員活動情況、觀測地球和探測深空的電視設備。

航天電視向地面接收站傳送活動的電視圖像。並要求它在太空飛行器外部使用時要能經受惡劣的高低溫條件和巨大溫差，能在低亮度下工作，並直視太陽而不致損壞。

基本介紹

• 中文名：航空電視
• 外文名：Cosmonautical TV
• 本質：一種電視設備，相似廣播電視設備
• 採用技術：數位化技術體制
• 套用：監視太空飛行器（員）工作狀況等

目的

監視太空飛行器工作狀況、

監視航天員活動情況、

觀測地球、

探測深空

發射信息/信號

通信交流

操作顯示

優點

監視太空飛行器工作的電視設備向地面接收站傳送活動的電視圖像，其工作原理與廣播電視設備相似，但它在太空飛行器外部使用時要能經受惡劣的高低溫條件，能在低亮度下工作，並直視太陽而不致損壞。

能為航天員營造家的感覺。其中色彩、光線、降低噪音等都做了人性化的環境布置；航天員可在空間實驗室收到地面電視信號，能跟家人進行天地通話和私人通信。

歷史

觀測地球的電視設備早期採用光電傳真的原理，即先用照相底片拍照，然後用光電變換器件掃描底片獲得圖像的電信號，再把電信號發回地球。這種方法的缺點是衛星攜帶的膠捲數量有限,不能長期工作,可靠性差，觀察不及時。

現代在衛星上裝設電視攝像機，把攝取的圖像變換為數據記錄下來，並在衛星飛到地面接收站上空時發回地球，或通過中繼衛星轉發到地面接收站。接收站將收到的圖像信息或者送給計算中心加以處理，從中獲取有用的信息；或者送給具有高解析度的雷射圖像重顯儀等設備，將圖像數據還原為照片備用。空間探測器的電視設備利用攝像機攝取星球和空間圖像，並將圖像信號發回地球。這種電視設備能經受行星上和行星際空間的惡劣環境條件，在無人照看的情況下長期可靠地工作。

信息獲取

信息處理

行星際空間距地球十分遙遠，地球上收到的圖像信號極其微弱，因此需要採取例如糾錯編碼和圖像積累等特殊技術，以便獲取清晰的圖像。

套用基於人眼視覺系統的高動態範圍實時渲染技術處理交會對接仿真場景， 可以為航天員手控交會對接訓練提供高逼真度的電視圖像.，結合交會對接電視圖像的特點,，《計算機輔助設計與圖形學學報》2015年 第2期分析交會對接航天員訓練電視圖像高動態範圍實時渲染的關鍵技術； 根據兩太空飛行器相對距離，將交會對接過程分為遠、中和近3 個距離段， 採用S-curve 算法、自適應對數算法和Reinhard 算法分別對每個距離段進行調和映射處理； 改進了自適應對數算法和Reinhard 算法,，並基於GPU 處理技術實現仿真電視圖像的實時顯示。實驗結果表明,，採用基於距離變化調整調和映射算法的方法處理交會對接仿真電視圖像可以高逼真地模擬實錄視頻場景,，為航天員手控交會對接訓練提供了視景支持。

就近地空間複雜光環境下電視攝像機曝光成像特性和人的視覺成像感知特性，提出了一種基於GPU延遲著色模式下的空間圖像浮點紋理著色、光飽和特效、調光和高動態映射顯示的電視圖像實時渲染方法。採用浮點紋理、高斯模糊等方法實現了逼真源成像和特效渲染；基於降採樣的圖像平均亮度統計，採用光源亮度和像素亮度兩種調節模式實現了實時調光仿真，套用色調映射實現了目標圖像的視覺感知高動態渲染顯示。經工程驗證，仿真圖像與實飛圖像一致，可以滿足航天員訓練，具有很好的工程套用價值。

信息獲取設備（參數舉例）

航天電視因使用目的的不同，參數變化較大，普適參數較少。

以美航空和航天局(NASA)伽利略(Galileo)木星軌道宇宙飛船製作的慢掃描電視攝象機為例，進行參數分析：

1.一個1500毫米焦距的望遠鏡

2.一個攝象機頭

3.機頭裝有一個新研製的800×800像元的虛相CCD探測器（其靈敏度要比與之相匹敵的光導攝象管高100倍,且解析度、線性度、幾何精度和光譜回響範圍更佳）

4.選擇目標的視界內,解析度高達20米

5.返回的圖象提供了木星四大伽利略衛星大部分表面高解析度(約1公里)的測繪有效區（飛船將對木星的大氣結構和動力學、雷電和極光等微光現象和木星環進行研究）

設備要求

航天電視設備要求體積和重量小，功耗低，能經受火箭發射、級間分離的振動和衝擊、真空環境下溫度的劇烈變化以及空間粒子的輻射、基本抗撞擊性、抗干擾能力。

連線的系統

航天測控網實況電視系統

主要承擔太空飛行器、航天電視發射任務時圖像信息攝取、傳輸、處理和記錄任務，是航天測控網實驗任務主要信息來源之一，2008年使用的是模擬電視體制。隨著電視技術的發展，已經由模擬體制過度到數字型制。數字標清電視系統它與現有模擬標清電視系統可以很好的兼容,可有效保護現有投資；,數字標清電視系統可選設備多、技術成熟,有相關設備和建設標準。建設標清實況電視系統不僅可節約投資,而且建設質量可以保證。

航天局情報檢索系統

是對情報資料進行收集、編輯、管理和檢索的系統。現代情報檢索系統是由電子計算機、通信網路和終端設備等組成的自動化系統，可進行情報資料的收集、標引、分析、組織、存儲、檢索和傳播等工作。計算機情報檢索可分為數據檢索、文獻檢索、圖譜檢索、事件檢索等類型。

“3D-NLS”非線性分析系統

是融合光譜共振分析、量子共振分析及音頻共振分析的核磁共振細胞能量比對健康評量系統。此系統乃是以諾貝爾獎“核磁共振”的Ô­理論為基礎所研發出來的。

作業程式
一、測量後能夠反映出相關熵能量位階。
二、將所得的結果轉換成矩形頻率分布圖（範圍由1.8到8.2Hz）。
三、在計算機螢幕上以圖像顯示。
四、檢測完成後，測量值可以儲存於記憶體中，便於後續分析與比對。
非線性分析系統3D-NLS如同探聽身體之音，而預防隱患之疾病。現有的診斷方式如抽血、照胃、照X光等侵入性健檢，不但具副作用，還會讓人產生高度焦慮。只需三十分鐘“3D-NLS共振細胞能量比對健康評量系統”能簡單又有效地掌握我們的身體狀況、病情走勢、與健康走向。
當航天員在身處外層空間時，地面控管人員是可以透過“音”來得知他的健康狀況是如何的。前蘇聯政府曾以它作為航天員身處太空時，身體功能檢測的儀器，已被科學家把它普及到一般民眾的皆有機會享受的健康檢查，讓一般人也可以享受這項尖端科技，隨時掌握自己的健康狀況。

民用延伸

航天數位電視網路

2005年，航天通信專網有線數位電視平台已經搭建完畢，2005年底前，航天京區系統所屬部分地區的職工家屬將成為北京市第一批享受到數位電視服務的用戶。數位電視的優越性不僅僅體現在電視節目的數位化、多樣化和傳輸質量的提高，同時，用戶也由原來的被動接收轉變為一定條件下的自主選擇。

研製

在充分利用現有網路資源的基礎上，按照“共同投資、共擔風險、共同受益”的原則，航天通信中心、二院、三院聯合開展了航天數位電視網路建設工程。這種聯合建設和運營的方式，不但擴大了網路規模，降低了建設運營成本，避免了重複建設，發揮了各自優勢，而且有效地加快了京區航天電視網路的數位化進程。

現狀

航天數字傳媒發布了基於衛星傳輸的4K整體解決方案。它能利用衛星傳輸技術的優勢，從前端、運營平台、數據傳輸、內容片源、終端等幾大方面整合形成一套較為完善的整體解決方案，可以做到全天以64M/秒的速度向用戶自動推送4K視頻節目。

航天電視與數位電視網路的結合

美國國家航空航天局電視台（簡稱NASA TV）是美國國家航空航天局的電視播報部門，通過衛星在網路上直播飛船及空間站的情況，當地有線電視提供商可以通過美國電視和中繼器進行轉播。

美國國家航空航天局電視台的工作被認為是美國政府在公共領域的工作。1980年代早期電視台建立了自己的官網，目前主要提供載人航天任務的直播，包括航天飛船、國際空間站、機器人任務等。