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福衛五號影像大幅改善 太空中心:明下半年可投入商用
福衛五號影像大幅改善 太空中心:明下半年可投入商用

匯流新聞網記者黃有容 / 台北報導

福爾摩沙衛星五號在9月傳出取像結果略模糊及有光斑現象後,國家實驗研究院太空中心今(28)日公布福衛五號影像解析度改善結果。太空中心表示,經過溫度調控和「回溯修正」方式,福衛五號的影像解析度已經可達黑白3米、彩色5米。太空中心專案小組將繼續嘗試提升解析度,預計明年下半年即可將福衛五號取得影像投入商用。

福衛五號在今年8月25日發射,台灣時間9月8日(美西時間9月7日)光學遙測酬載開始進行取像後,發現影像略有模糊及光斑現象產生,研判可能是遙測取像儀焦距偏移所造成。國研院隨即成立遙測取像專案小組,邀請9位專家學者參與,確認焦距偏移原因,並進一步提升影像品質。

太空中心副主任余憲政表示,調整福衛五號影像解析度有3種方式:溫度調控方式是改變衛星內部溫度,以熱漲冷縮原理調整遙測取像儀的焦距;另外是調整衛星高度,去配合目前焦距;以及在取得影像後,用軟體進行「回溯修正」(deconvolution),改善解析度。

其中,改變衛星軌道高度的模擬結果,對影像品質幫助不大,因此專案小組不建議執行。

太空中心及專案小組選擇以溫度調控和回溯修正兩種方案,調整部分區域溫度,將固定主鏡的結構體升至35℃,次鏡支撐環升至30℃,可將光斑直徑縮小約15%。而「回溯修正」則是以數值方法找出代表福衛五號影像光斑之點擴散函數(Point Spread Function, PSF),再對該影像進行回溯修正運算,將失真的影像還原。

目前福衛五號已成功取像累積超過1000組黑白、彩色影像,經過前述兩種方式處理過的影像,已可達到黑白3米、彩色5米解析度,已經很接近原先設計時設定的黑白2米、彩色4米(2M全色態解析度、4M多光譜態解析度)。比起前一代福衛2號,影像品質也明顯較優。

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▲福衛二號美國加州影像

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▲福衛五號美國加州影像

余憲政說明,現在溫度調控方式調校焦距的部分,已經做到最好的狀況;而專案小組成員、清華大學電機系助理教授黃朝宗也解釋,福衛五號的影像解析度還有補救的進步空間,接下來將研議採用更新的回溯修正技術,目標是回到設計規格黑白2米、彩色4米的程度。

至於遙測取像儀產生焦距偏移現象的原因,太空中心和專案小組經由不同溫度的衛星影像分析研判,取像儀焦點向後偏移(即CMOS感測器位置較實際成像面近)約1毫米。中央大學光電科學與工程學系副教授梁肇文指出,造成這個情況有可能出在設計、組裝與檢測、發射3個環節,而設計部分已經確定沒有問題。高雄第一科技大學光電工程研究所所長方怡欽進一步說明,由於福衛五號已經發射出去,因此後續原因都只能經過實驗,接下來還會請美國相關檢測人員來台提供協助。

福衛五號計畫主持人張和本說,太空中心一定會盡力找到原因,了解是否在程序上發生沒有預期到的變數,並在往後的相關計畫中改進,不會隱瞞,但也希望大眾別因此責怪優秀、努力的計劃成員。福衛五號影像解析度問題的處理耗時耗工,不過張和本認為,目前為止都還在太空中心的能負擔範圍,暫不會有超出計畫預算的疑慮。

在福衛五號影像利用方面,余憲政表示,福衛五號影像的除光斑程序已從人工處理改為自動化處理,每次需增加作業時間2小時;影像處理程序與方法完全確認後,明年將增加配置GPU電腦,將作業時間縮短為1小時。

余憲政說,現階段的影像經處理後,已經可以達成大部分應用,包括防災、農林漁牧相關管理,並且能做得比過去福衛二號更好。而要到可以安心提供商業使用,余憲政預估,最快在明年下半年,福衛五號的影像就能提供給國際相關單位採購。

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▲福衛五號拍攝出的台北影像

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新聞照來源:國研院太空中心