[科普中国]-航天电视

航天电视目的

用于监视航天器工作状况、航天员活动情况、观测地球和探测深空的电视设备。

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。

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。2

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。

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。3

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。4

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。

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

相关延伸产品——航天数字电视网络航天数字电视网络建设中央平台已经完成安装调试工作，进入试运行阶段。至2005，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。

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。5

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。6