福衛五號和CMOS的功能 太空中心說分明

新頭殼newtalk | 陳奕 綜合報導
2320-11-13T07:00:49Z
福衛五號光學遙測酬載完成多層絕熱膜包覆。外表包覆著特殊的多層絕熱膜,以抵擋太空中極端的溫度變化;內部配備著多達51顆溫度感測器及39片加熱片,用以調控內部溫度於20±2℃的最佳操作溫度,確保光學成像品質與電子電路系統的安全運作。   圖:取自國研院
福衛五號光學遙測酬載完成多層絕熱膜包覆。外表包覆著特殊的多層絕熱膜,以抵擋太空中極端的溫度變化;內部配備著多達51顆溫度感測器及39片加熱片,用以調控內部溫度於20±2℃的最佳操作溫度,確保光學成像品質與電子電路系統的安全運作。   圖:取自國研院

這顆歷時六年50多個產官學研發團隊的福衛五號,是首枚100%台灣製造的光學遙測酬載,福衛五號光學遙測酬載的研發完成,顯示國研院太空中心,已掌握了太空級光學系統與CMOS影像感測器等多項關鍵衛星技術,奠定了我國自主發展光學遙測酬載的技術能量,至於國研院太空中心為何要採用CMOS,取代傳統用於遙測酬載的電荷耦合元件(Charge-coupled Device, CCD)?國研院官網的資料顯示,因為隨著半導體技術的發展,商用CMOS市場逐年擴大。CMOS具有成本低、省電、訊號傳輸快速的優點,缺點則是雜訊較高,未來除了極少數特殊需求外,CMOS將取代CCD成為主流。

福衛五號是福衛二號的後續機,擁有比它更優秀的解析度、全球覆蓋率,還是世界第一顆採CMOS感光元件的遙測太空衛星。

据國家實驗研究院太空中心說明,所謂解析度2公尺的定義是:在遙測影像中,一個數位影像的像素,對應地表上2公尺x 2公尺大小的面積。至於國研院太空中心為何要採用CMOS,取代傳統用於遙測酬載的電荷耦合元件(Charge-coupled Device, CCD)?國研院太空中心指出,太空遙測用的CCD技術完全掌握在外國企業手上,不僅採購單價高,還有輸出許可的限制,這對國研院太空中心自主發展遙測技術而言,是必須從根本上打破的藩籬。太空中心的目標不只是要突破外購的困境,更要積極掌握技術自主權,在這前提下,與其跟隨在外國技術腳步之後,不如結合台灣半導體優勢,採取不同策略。

以福衛五號黑白2公尺、彩色4公尺的解析度而言,CMOS的效果,已幾乎不遜於CCD,未來在太空市場具有相當高的競爭力。整體而言,太空中心採用CMOS技術是在策略、技術、未來性與競爭性各方面綜合考量的結果。

福衛五號未來每兩天會繞行過台灣上空,進行為期5年的國土監測計畫,所拍攝影像可廣泛應用於政府施政、防災勘災、國土安全、環境監控、科技外交、學術研究及國際人道救援協助等用途,例如福衛二號於國內莫拉克颱風及日本311大地震等國內外重大事件的救災與重建工作均發揮相當大的幫助。另搭載先進電離層探測儀(AIP)科學酬載,可用來建置太空天氣模式、觀測電漿擾動變化與研究電離層在地震前的可能異常現象。

福衛五號是福衛二號的後續機,擁有比它更優秀的解析度、全球覆蓋率,還是世界第一顆採CMOS感光元件的遙測太空衛星。   圖:翻攝自國家太空中心
福衛五號是福衛二號的後續機,擁有比它更優秀的解析度、全球覆蓋率,還是世界第一顆採CMOS感光元件的遙測太空衛星。   圖:翻攝自國家太空中心
福衛五號計畫之系統可分太空、地面系統與發射載具等三部分。太空系統包括衛星本體、光學遙測酬載儀器、及科學酬載儀器;發射載具為美國的Falcon-9;地面系統包含遙傳追蹤指令(S-Band TT&C)地面站、X頻段天線系統(X-Band Antenna System, XAS)遙測影像資料接收站、海外支援追蹤站(Remote TT&C Station, RTS)、衛星操控中心(Satellite Operations and Control Center, SOCC),與影像處理中心(Image Processing Center, IPC),福衛五號衛星計畫系統架構如圖所示。   圖:翻攝自國家太空中心
福衛五號計畫之系統可分太空、地面系統與發射載具等三部分。太空系統包括衛星本體、光學遙測酬載儀器、及科學酬載儀器;發射載具為美國的Falcon-9;地面系統包含遙傳追蹤指令(S-Band TT&C)地面站、X頻段天線系統(X-Band Antenna System, XAS)遙測影像資料接收站、海外支援追蹤站(Remote TT&C Station, RTS)、衛星操控中心(Satellite Operations and Control Center, SOCC),與影像處理中心(Image Processing Center, IPC),福衛五號衛星計畫系統架構如圖所示。   圖:翻攝自國家太空中心

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