地球と火星間のデータ伝送帯域幅が制限されているため、大量の高解像度画像をリアルタイムで地上に送信することができず、天問一号の高解像度カメラは搭載荷重自体に画像保存能力を備える必要がある。高解像度カメラの膨大な画像データ量の問題に対処するため、本論文ではFPGAを基盤としたNANDフラッシュ画像保存および処理システムを設計した。まず、撮像システムのCCDおよびCMOSイメージセンサーの出力種類に基づき、NANDフラッシュの記憶領域を区分した。次に、高速記憶の問題を解決するため、パイプライン記憶方式を設計した。さらに、軌道上で新たに発生する不良ブロック問題に対応するため、不良ブロック自己検査方式を設計した。最後に、地火間の伝送帯域不足問題を解決するため、ダウンサンプリング、ピクセル融合、領域抽出などの画像処理方式を設計した。実験結果により、高解像度カメラの記憶および処理システムは3 Gb/sの画像データ受信および記憶速度を達成し、下りデータ量を元データの約0.4％まで削減できることが示された。複数の下り動作モードを使用することで、豊富な画像データを取得するとともに、深宇宙探査の限られた伝送速度を満たすことができる。

天問一号;高解像度カメラ;保存および処理;フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）;NAND Flash