[科普中国]-航空电视

目的

监视航天器工作状况、

监视航天员活动情况、

观测地球、

探测深空

发射信息/信号

通信交流

操作显示2

优点监视航天器工作的电视设备向地面接收站传送活动的电视图像，其工作原理与广播电视设备相似，但它在航天器外部使用时要能经受恶劣的高低温条件，能在低亮度下工作，并直视太阳而不致损坏。

能为航天员营造家的感觉。其中色彩、光线、降低噪音等都做了人性化的环境布置；航天员可在空间实验室收到地面电视信号，能跟家人进行天地通话和私人通信。3

历史观测地球的电视设备早期采用光电传真的原理，即先用照相底片拍照，然后用光电变换器件扫描底片获得图像的电信号，再把电信号发回地球。这种方法的缺点是卫星携带的胶卷数量有限,不能长期工作,可靠性差，观察不及时。

现代在卫星上装设电视摄像机，把摄取的图像变换为数据记录下来，并在卫星飞到地面接收站上空时发回地球，或通过中继卫星转发到地面接收站。接收站将收到的图像信息或者送给计算中心加以处理，从中获取有用的信息；或者送给具有高分辨率的激光图像重显仪等设备，将图像数据还原为照片备用。空间探测器的电视设备利用摄像机摄取星球和空间图像，并将图像信号发回地球。这种电视设备能经受行星上和行星际空间的恶劣环境条件，在无人照看的情况下长期可靠地工作。

信息获取信息处理行星际空间距地球十分遥远，地球上收到的图像信号极其微弱，因此需要采取例如纠错编码和图像积累等特殊技术，以便获取清晰的图像。

应用基于人眼视觉系统的高动态范围实时渲染技术处理交会对接仿真场景， 可以为航天员手控交会对接训练提供高逼真度的电视图像.，结合交会对接电视图像的特点,，《计算机辅助设计与图形学学报》2015年 第2期分析交会对接航天员训练电视图像高动态范围实时渲染的关键技术； 根据两航天器相对距离，将交会对接过程分为远、中和近3 个距离段， 采用S-curve 算法、自适应对数算法和Reinhard 算法分别对每个距离段进行调和映射处理； 改进了自适应对数算法和Reinhard 算法,，并基于GPU 处理技术实现仿真电视图像的实时显示。实验结果表明,，采用基于距离变化调整调和映射算法的方法处理交会对接仿真电视图像可以高逼真地模拟实录视频场景,，为航天员手控交会对接训练提供了视景支持。4

就近地空间复杂光环境下电视摄像机曝光成像特性和人的视觉成像感知特性，提出了一种基于GPU延迟着色模式下的空间图像浮点纹理着色、光饱和特效、调光和高动态映射显示的电视图像实时渲染方法。采用浮点纹理、高斯模糊等方法实现了逼真源成像和特效渲染；基于降采样的图像平均亮度统计，采用光源亮度和像素亮度两种调节模式实现了实时调光仿真，应用色调映射实现了目标图像的视觉感知高动态渲染显示。经工程验证，仿真图像与实飞图像一致，可以满足航天员训练，具有很好的工程应用价值。5

信息获取设备（参数举例）航天电视因使用目的的不同，参数变化较大，普适参数较少。

以美航空和航天局(NASA)伽利略(Galileo)木星轨道宇宙飞船制作的慢扫描电视摄象机为例，进行参数分析：

1.一个1500毫米焦距的望远镜

2.一个摄象机头

3.机头装有一个新研制的800×800像元的虚相CCD探测器（其灵敏度要比与之相匹敌的光导摄象管高100倍,且分辨率、线性度、几何精度和光谱响应范围更佳）

4.选择目标的视界内,分辨率高达20米

5.返回的图象提供了木星四大伽利略卫星大部分表面高分辨率(约1公里)的测绘有效区（飞船将对木星的大气结构和动力学、雷电和极光等微光现象和木星环进行研究）

设备要求航天电视设备要求体积和重量小，功耗低，能经受火箭发射、级间分离的振动和冲击、真空环境下温度的剧烈变化以及空间粒子的辐射、基本抗撞击性、抗干扰能力。

连接的系统航天测控网实况电视系统主要承担航天器、航天电视发射任务时图像信息摄取、传输、处理和记录任务，是航天测控网实验任务主要信息来源之一，2008年使用的是模拟电视体制。随着电视技术的发展，已经由模拟体制过度到数字体制。数字标清电视系统它与现有模拟标清电视系统可以很好的兼容,可有效保护现有投资；,数字标清电视系统可选设备多、技术成熟,有相关设备和建设标准。建设标清实况电视系统不仅可节约投资,而且建设质量可以保证。1

航天局情报检索系统是对情报资料进行收集、编辑、管理和检索的系统。现代情报检索系统是由电子计算机、通信网络和终端设备等组成的自动化系统，可进行情报资料的收集、标引、分析、组织、存储、检索和传播等工作。计算机情报检索可分为数据检索、文献检索、图谱检索、事件检索等类型。

“3D-NLS”非线性分析系统是融合光谱共振分析、量子共振分析及音频共振分析的核磁共振细胞能量比对健康评量系统。此系统乃是以诺贝尔奖“核磁共振”的Ô­理论为基础所研发出来的。

作业程序
一、测量后能够反映出相关熵能量位阶。
二、将所得的结果转换成矩形频率分布图（范围由1.8到8.2Hz）。
三、在计算机屏幕上以图像显示。
四、检测完成后，测量值可以储存于内存中，便于后续分析与比对。
非线性分析系统3D-NLS如同探听身体之音，而预防隐患之疾病。现有的诊断方式如抽血、照胃、照X光等侵入性健检，不但具副作用，还会让人产生高度焦虑。只需三十分钟“3D-NLS共振细胞能量比对健康评量系统”能简单又有效地掌握我们的身体状况、病情走势、与健康走向。
当航天员在身处外层空间时，地面控管人员是可以透过“音”来得知他的健康状况是如何的。前苏联政府曾以它作为航天员身处太空时，身体功能检测的仪器，已被科学家把它普及到一般民众的皆有机会享受的健康检查，让一般人也可以享受这项尖端科技，随时掌握自己的健康状况。6

民用延伸航天数字电视网络2005年，航天通信专网有线数字电视平台已经搭建完毕，2005年底前，航天京区系统所属部分地区的职工家属将成为北京市第一批享受到数字电视服务的用户。数字电视的优越性不仅仅体现在电视节目的数字化、多样化和传输质量的提高，同时，用户也由原来的被动接收转变为一定条件下的自主选择。

研制在充分利用现有网络资源的基础上，按照“共同投资、共担风险、共同受益”的原则，航天通信中心、二院、三院联合开展了航天数字电视网络建设工程。这种联合建设和运营的方式，不但扩大了网络规模，降低了建设运营成本，避免了重复建设，发挥了各自优势，而且有效地加快了京区航天电视网络的数字化进程。2

现状航天数字传媒发布了基于卫星传输的4K整体解决方案。它能利用卫星传输技术的优势，从前端、运营平台、数据传输、内容片源、终端等几大方面整合形成一套较为完善的整体解决方案，可以做到全天以64M/秒的速度向用户自动推送4K视频节目。7

航天电视与数字电视网络的结合美国国家航空航天局电视台（简称NASA TV）是美国国家航空航天局的电视播报部门，通过卫星在网络上直播飞船及空间站的情况，当地有线电视提供商可以通过美国电视和中继器进行转播。

美国国家航空航天局电视台的工作被认为是美国政府在公共领域的工作。1980年代早期电视台建立了自己的官网，目前主要提供载人航天任务的直播，包括航天飞船、国际空间站、机器人任务等。