空間信息技術(shù)研究中心簡介- 空間信息技術(shù)研究中心

1、空間信息技術(shù)研究中心GIT Geo-spatial Information Technology Center一、中心概況上海交通大學(xué)空間信息技術(shù)研究中心（GIT），致力于地理空間事件認(rèn)知理論與技術(shù)的發(fā)展，為地球觀測與導(dǎo)航領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供關(guān)鍵技術(shù)與智力支持。GIT中心中近期的發(fā)展目標(biāo)是在微波圖像解譯、多模導(dǎo)航應(yīng)用技術(shù)、超高速光采樣與高精度光處理等研究領(lǐng)域達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，在微波圖像智能計算、地理空間目標(biāo)事件認(rèn)知等方向在國內(nèi)外產(chǎn)生學(xué)術(shù)影響；GIT的長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)是在SMART微波成像認(rèn)知、SMART多模自主導(dǎo)航應(yīng)用服務(wù)等方向保持國際先進(jìn)水平。GIT中心主要研究方向：l 智能微波成像l

2、遙感圖像理解l 多模導(dǎo)航l 空間光信號處理l 信號處理SoCGIT中心現(xiàn)有專職和兼職教師、博士后與專職研究人員共30多人，碩士生和博士生70多人。其中教授、副教授15人，中國科學(xué)院/中國工程院兩院院士1人。中心主任：郁文賢教授。二、中心學(xué)術(shù)顧問委員會GIT中心聘任國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域知名專家作為中心的學(xué)術(shù)顧問。中心學(xué)術(shù)顧問委員會主要為中心的發(fā)展規(guī)劃、工作進(jìn)展、重大科研任務(wù)等提供技術(shù)咨詢與建議。學(xué)術(shù)顧問委員會每年組織一次活動，聽取中心主任匯報中心主要工作并提供學(xué)術(shù)評價意見。學(xué)術(shù)顧問委員會主任：李德仁 教授，中國科學(xué)院、工程院院士；劉永坦 教授，中國科學(xué)院、工程院院士；學(xué)術(shù)顧問委員會副主任：吳一戎 教授

3、，中國科學(xué)院院士，中科院電子所；學(xué)術(shù)顧問委員會委員：于起峰 教授，中國科學(xué)院院士，國防科技大學(xué)吳曼青 研究員，中國工程院院士，中電38所龔健雅 教授、武漢大學(xué)鮑虎軍 教授、浙江大學(xué)陸建華 教授、清華大學(xué)房建成 教授、北京航空航天大學(xué)三、科學(xué)研究1、 研究方向與責(zé)任教授（1）智能微波成像 劉興釗 教授研究微波壓縮感知成像、SMART成像探測等新型微波成像體制與面向解譯與應(yīng)用的微波成像數(shù)據(jù)處理技術(shù)，更靈活、有效的獲取關(guān)于目標(biāo)與環(huán)境的微波特征信息，提高微波成像與處理系統(tǒng)的智能化水平和自適應(yīng)能力，擴大微波成像的應(yīng)用范圍與適用性。（2）遙感圖像理解 郁文賢 教授研究遙感影像三維信息提取與重建、運動目標(biāo)檢

4、測、SAR圖像增強與解譯、地理空間數(shù)據(jù)組織與搜索、多源信息融合、地理空間事件認(rèn)知等理論與應(yīng)用技術(shù)，提高遙感數(shù)據(jù)定量化、自動化處理與應(yīng)用水平。（3） 多模導(dǎo)航技術(shù) 郁文賢 教授、趙健康 研究員研究PNT擴展體系、高靈敏度、高動態(tài)、抗干擾衛(wèi)星導(dǎo)航信號處理、GNSSINS視覺通信高精度多模導(dǎo)航、自組織網(wǎng)絡(luò)定位、高精度導(dǎo)航定位應(yīng)用等技術(shù)，提高導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)應(yīng)用能力。（4） 空間光信號處理 陳建平 教授（兼職）、曾貴華 教授研究高速高精度光采樣、光纖同步授時、信號處理的全光實現(xiàn)、量子定位等技術(shù)，提高空間應(yīng)用中寬帶信號采樣、海量數(shù)據(jù)實時處理、遠(yuǎn)程同步與授時、高精度定位以及低功耗高速處理等方面技術(shù)水平。（5） 信

5、號處理SOC 劉佩林 教授研究面向多樣化應(yīng)用的低功耗、高安全信號處理SOC設(shè)計和嵌入式應(yīng)用技術(shù)，促進(jìn)實時小型化SAR處理技術(shù)和通信導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展。2、 中心科研條件與設(shè)施GIT中心通過學(xué)校985工程二期、三期和211工程三期的建設(shè)支持，相關(guān)設(shè)備投資超過3000萬元。在遙感、導(dǎo)航、光信號處理、SOC設(shè)計等方向形成先進(jìn)的科研實驗系統(tǒng)。l SMART微波成像認(rèn)知技術(shù)驗證系統(tǒng)該實驗系統(tǒng)以自行研發(fā)的小功率連續(xù)波體制合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)為核心，能夠?qū)崿F(xiàn)全極化、多頻段和多種調(diào)制波形的工作方式。該系統(tǒng)可以在微波暗室內(nèi)部署，實現(xiàn)對人造環(huán)境和場景的定量測量，也可以實現(xiàn)在室外進(jìn)行部署，通過在軌道上運行實現(xiàn)對近距離自

6、然景物的成像。利用該系統(tǒng)可以研究不同地物環(huán)境下，背景與目標(biāo)之間的相互作用關(guān)系，以及針對不同環(huán)境、目標(biāo)的最優(yōu)探測方法與方式，實現(xiàn)SAR傳感器的智能化，提高SAR傳感器的探測效能。主要性能指標(biāo)：信號頻段：L-S-C-X四波段、全極化工作模式；空間分辨率：優(yōu)于 0.15m×0.15m ；工作模式：連續(xù)波體制、一發(fā)三收模式，多基地成像；發(fā)射功率：<1w,連續(xù)可調(diào)；波形調(diào)制：包絡(luò)波形可編程；處理系統(tǒng)：實時成像處理。l 高性能遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 該系統(tǒng)為智能化SAR、可見光遙感圖像解譯、海量遙感數(shù)據(jù)信息提取和地理空間事件認(rèn)知等研究提供數(shù)據(jù)與高性能計算服務(wù)。系統(tǒng)采用分布式開放合作研究架構(gòu)，實現(xiàn)

7、算法、數(shù)據(jù)和處理結(jié)果的共享與交換。主要性能指標(biāo)：存儲系統(tǒng)：100TB SAS存儲陣列；核心計算系統(tǒng)：8個6核CPU、192GB內(nèi)存、4個GPU處理核心、16GB顯存；高性能圖形處理系統(tǒng)：10塊Nvidia FX5600顯示處理器；數(shù)據(jù)體系：TerraSAR、Quick Bird、SRTM DEM、全球GIS與分類數(shù)據(jù)；算法體系：檢測、分類、融合、分割、信號與圖像特征提取等。l 多模導(dǎo)航技術(shù)試驗驗證環(huán)境該實驗系統(tǒng)以多模無縫組合導(dǎo)航為用戶特征，星間鏈路為信號傳輸特征，深空組網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)特征，主要覆蓋未來導(dǎo)航領(lǐng)域空間段和用戶端的技術(shù)研究需求。主要包括：分布式可重構(gòu)天基平臺體系架構(gòu)研究及演示平臺；信號激勵

8、生成及演示平臺，由軌道及信號標(biāo)準(zhǔn)誤差信號生成子系統(tǒng)、高穩(wěn)定光纖頻率傳遞及信號推送子系統(tǒng)、姿態(tài)控制誤差生成子系統(tǒng)等組成；空間模塊群智能自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)實驗平臺；高精度GNSS雙頻接收機射頻與多?；鶐幚韺嶒炂脚_；多信標(biāo)同步與室內(nèi)無縫覆蓋定位平臺。 主要性能指標(biāo)：高精度時間傳遞/發(fā)布精度：小于400ps；多路徑激勵實測環(huán)境分辨率不小于10ns，增強型推算分辨率不大于5ns；航天器間通信樣機：適應(yīng)m級到百km級通信距離，具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和自主路由功能；覆蓋所有GPS、Galileo、北斗的不同調(diào)制方式與載頻；位置反向傳遞節(jié)點密度不小于100個/平方米，傳遞距離不小于30米。l 超高速光信號采樣與處理實驗系統(tǒng)該

9、實驗系統(tǒng)針對雷達(dá)、高能物理、空間探測等領(lǐng)域的寬帶采樣與精密測量研究需求，主要包括：寬帶信號光學(xué)感知：瞬態(tài)信號的超快、分布式探測；超寬帶高精度光學(xué)采樣和量化；超快數(shù)字和模擬光信號處理和傳輸。圖1是采樣速率84Gs/s（有效位數(shù)4比特）的光采樣實驗系統(tǒng)。圖1 超高速光采樣系統(tǒng)l 量子定位與關(guān)聯(lián)成像技術(shù)實驗環(huán)境量子定位實驗平臺如圖2所示。該平臺配置了兩套獨立的系統(tǒng)：一套用于研究單光子信號下的量子定位技術(shù)，另一套用于研究連續(xù)光信號下的量子定位技術(shù)。在前一套系統(tǒng)中，所配置的激光器為一臺為氬離子激光器，利用該激光器可產(chǎn)生離散變量量子糾纏信號。此外，為了檢測所發(fā)出的信號，還配置了EMCCD，單光子檢測器等。

10、在后一套系統(tǒng)中，所配置的激光器為一臺為倍頻激光器，利用該激光器可產(chǎn)生連續(xù)變量量子糾纏信號，為了檢測激光器發(fā)出的信號，配置了Homodyne檢測器等。另外，還為兩套系統(tǒng)配置了頻率計數(shù)器(SR625)、數(shù)字延遲發(fā)生器等，這些器件都是導(dǎo)航定位、測距、時鐘同步研究中的核心設(shè)備。在此基礎(chǔ)上將發(fā)展量子定位實驗室演示系統(tǒng)和室外量子測距試驗系統(tǒng)。圖2 量子定位實驗平臺關(guān)聯(lián)成像遙感技術(shù)平臺如圖3所示。該平臺配置了一個熱光源發(fā)生系統(tǒng)（包括一臺激光器、DD馬達(dá)等），空間光調(diào)制器，高分辨率CCD，符號計數(shù)器以及自行開發(fā)的算法與軟件系統(tǒng)等。在此基礎(chǔ)上，將再配置一套高速微波關(guān)聯(lián)成像系統(tǒng)。利用該平臺上的這些設(shè)備可開展關(guān)聯(lián)成

11、像以及在遙感、精密刻度等方面的實驗研究與應(yīng)用研究。圖3 關(guān)聯(lián)成像遙感技術(shù)平臺l 信號處理SOC設(shè)計與驗證環(huán)境 信號處理SOC設(shè)計與驗證平臺有四個組成部分：基礎(chǔ)IP庫，這些IP涵蓋了多媒體、通信、DSP、導(dǎo)航以及工業(yè)控制這幾個主要的SoC應(yīng)用領(lǐng)域；設(shè)計輔助平臺軟件，包括基于幾種主流SoC總線的頂層IP代碼生成、架構(gòu)層面的性能預(yù)估、不同抽象層次的仿真模型生成、可配置參數(shù)的設(shè)計優(yōu)化迭代等； SoC驗證軟硬件平臺，包括SoC芯片各個模塊不同抽象層次的模型的混合仿真，RTL仿真的硬件加速等，實現(xiàn)SoC芯片的系統(tǒng)級仿真；可靠性分析與測試環(huán)境，包括可靠性分析的數(shù)學(xué)模型仿真環(huán)境、可靠性參數(shù)統(tǒng)計仿真工

12、具以及可靠性分析硬件環(huán)境等。主要性能指標(biāo)：平臺支持ARM、MIPS、SPARC等主流SoC處理器的IP，IP可綜合并有對應(yīng)的行為級仿真模型（周期精確的指令仿真器），支持AMBA、WishBone等主流SoC總線。能夠用于設(shè)計的SoC最高主頻不低于300MHz。平臺提供RTL硬件仿真能力，仿真速度不小于100MHz。平臺支持的可配置SoC驗證原型硬件支持的邏輯規(guī)模不小于500萬門，并能夠擴充。 3、 中心在研科研項目GIT中心承擔(dān)了國家973、863、科技支撐、國家NSF基金、國防科研和上海市科委項目及橫向科研項目，年均科研經(jīng)費超過800萬人民幣。典型在研項目如下：l 微波圖像壓縮感知處理技術(shù)（

13、973課題）l 微弱GPS信號處理及高靈敏度GPS接收機的研究（NSF基金）l 遙感圖像情報快速處理（GF預(yù)研）l 國家空間數(shù)據(jù)應(yīng)急協(xié)同平臺（科技支撐）l 多源遙感圖像海上目標(biāo)融合處理系統(tǒng)（863重點）l 多模導(dǎo)航技術(shù)（上海市優(yōu)秀學(xué)科帶頭人項目）l 超高速低功耗光子信息處理集成芯片與技術(shù)基礎(chǔ)研究（973項目，首席單位）l 光通信系統(tǒng)中的超高速全光模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)（863項目）l 面向高精度光學(xué)模數(shù)轉(zhuǎn)換的采樣與量化新方法與關(guān)鍵技術(shù)研究（國家自然科學(xué)基金項目）l 四、中心聯(lián)合實驗室與特聘研究專家中心依托上海交通大學(xué)信息技術(shù)與電氣工程研究院的開放式交流合作研究平臺，與工業(yè)界、產(chǎn)業(yè)界建立互動發(fā)展的聯(lián)合實驗室。目前的聯(lián)合實驗室有：l 航天導(dǎo)航制導(dǎo)與控制技術(shù)實驗室（上海交大與上海航天技術(shù)研究院聯(lián)合建設(shè)）l 先進(jìn)信息化制造識別控制技術(shù)研發(fā)中心（上海交大與溫州宏豐合金有限公司聯(lián)合建設(shè)）中心特聘國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域?qū)W者作為中心的特聘研究專家，開展學(xué)術(shù)與技術(shù)深度交流合作，共同推動地理空間信息技術(shù)領(lǐng)域的前沿技術(shù)研究。五、中心文化環(huán)境GIT中心推行自主、開放、合作的團隊研究發(fā)展模式。支持研究者在前沿基礎(chǔ)領(lǐng)域開展自主獨立創(chuàng)新研究與