參加第 32 屆年度小衛星研討會出國報告書

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國立成功大學

高教深耕計畫出國報告書

報告名稱：第 32 屆年度小衛星研討會 - 黃銘賢出國報告書

出國期間：107 年 8 月 1 日至 107 年 8 月 15 日

經費來源：高教深耕計畫

單位：國立成功大學電機工程研究所

職稱：碩士班一年級

姓名：黃銘賢

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摘要

本篇報告書主要著重在出席第三十二屆年度小衛星研討會之經驗與感想，對於這

為期六天的研討會參與各章節之過程做大概的描述。本研討會學術參與者主要由美國

NASA 及其分支機構、日本 JAXA，及世界各國大學等等，大學主要仍以美國為主。商

業參與者包含各國廠商，對於微衛星有各種創新的產品應用。透過與各國學者及廠商

之交流，本人所體會到台灣對於宇航領域的重視缺乏以及新創宇航產業前景的不確定

性。藉由本報告書，能夠使讀者體會到本人能夠參與此研討會經驗之寶貴與此研討會

對於推廣微衛星領域之重要性，創新的研究技術與衛星對地觀測之任務目標也使得地

科學者能夠對地球更深入的了解。除此之外，將微衛星幫助於永續經營的應用也相當

重要。

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Abstract

This report mainly focuses on the experience of attending 32^nd Annual Small Satellite

Conference. Author will give a description about participation of one of the session in this

conference. It gathered many people who have the same dream and enthusiasm for exploring

the unknown things and developing the critical technologies. Academics in this conference

are mostly from NASA, JAXA and students from global universities which is mainly from

U.S.A. Commercial participants includes global companies which has many innovative

products and application in small satellites. Through communication and interaction with

global academics, specialists and companies, it broadens author’s horizon of the infinite

possibility in the field of satellite development. it makes author feels insufficient attention of

Taiwan’s government in the field of aeronautical and astronautic development. It was a very

good chance to understand the different mission objectives and technology from different

countries. It was also a good opportunity for people who want to find a job in aerospace

technology industry. This report shows precious experience in this conference and importance

of promotion of small satellites. Innovative technology and thoughts and mission target of

earth observation also makes earth scientists and specialists understand the earth we live in.

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目的

透過本次參加的研討會，希望能與世界各國太空工程相關領域的專家、學者以及開發商交流，了解各國現今太空產業的發展以及尖端技術的研究。除了來自各國的太空教育機構之外，在展覽會中也有許多知名的航太儀器設備開發商來展示他們的產品，還有許多來自國家級航太機構的研究專家，如 NASA、JAXA 等，甚至還有許多來自各國的大學生前來展示他們的衛星計畫。透過這些學術上的交流討論，不僅可以討論彼此研究的領域，甚至可以尋找未來合作的機會。

另外，這次主要的目的是參加本次研討會的報告，分配在”Lesson Learned” 章節，針對微衛星設計、操作乃至資料的分析上等等的經驗進行分享。入選的演講者不乏知名頂尖大學教授及博士生，本人有幸能夠被獲選上台報告，挑戰的不僅是良好的報告技巧以及流暢的英語聽說能力，是蠻具挑戰的經驗。

過程

本次 Small Satellite 研討會由 AIAA(American Institute of Aeronautics and Astronautics) 以及猶他州立大學主辦，從 1987 年開始每年舉辦一次，至今已有 32 屆，地點均猶他州立大學。

本研討會從第 12 屆開始都有新主題，今年的主題為 ”Delivering Mission Success” 。本屆參與人數大約為一千三百人，其中包含許多航太科學專家，還有來自各國的教授及學生。在這五天半的會議中，絕大多數的發表者身分為廠商、教授與太空機構的研究人員，太空機構主要以 NASA 的研究員為主，日本 JAXA 亦有。來自亞洲的團隊相較其他歐美的國家少。日本有來自東京大學、東京工業大學及日本大學的團隊。台灣除了成大之外，另外有中央大學的團隊。

會議章節分成二部分，前二天為會前研討會，總共有十個章節，之後三天半為技術章節、海報展示以及展覽會，每章節大約會有五到八人報告，這幾天的研討會也有許多

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者的報告中其中不少有關姿態控制次系統的相關驗證以及開源飛行軟體的實作流程以及許多新的想法，有助於我們團隊的啟發。

在前幾天的報告中，許多的演講者是來自知名航太機構 NASA 的研究員，主題主要針對開發技術的分享，有許多讓我十分感興趣，例如，使用特製的光學反射器讓微衛星能夠到達高資料率地傳送資料，資料率能夠到達 Gb/s 等級的傳送，不僅讓衛星跟地面站的溝通更有效率，提升科學酬載收集資料的即時性，在未來也能夠開啟許多相關的應用。

在”Educational Programs” 章節中，演講者提出他們對於微衛星教育推廣的計畫，有結合樂高機器人所組成的微衛星，進行姿態控制模擬，也有團隊針對微衛星易開發的特點，

希望能藉此幫助弱勢國家觀察他們環境上的變化，也可以幫助了解地球自然環境上受全球暖化、工業污染的影響，讓人們能夠對自己警惕，已達到環境保育、永續經營的終極目標。

在現今的研究領域中，人工智慧、深度學習大大地興起，影像辨識開始成為許多學者研究的方向。現在也有許多團隊應用深度學習在微衛星上。例如，日本有團隊使用影像辨識技術辨別現在衛星的位置及轉速，並用其在姿態控制上，控制的結果也達到相當的水平。但在微衛星的平台上，受到硬體的機能限制，深度學習並不能很好地發揮效能，

必須利用更改網路架構的方式，使訓練的耗時縮短。

在”Lesson Learned” 章節中，各團隊分享各任務的經驗，本人針對利用有限的射頻訊號及磁力計資料於衛星在高轉速時，當轉速計已飽和，仍能估出衛星現在的轉速。在接下來幾天的展覽會，除了官方的航太機構，如 NASA、JAXA 等，以及各國廠商前來展覽外，最讓我意外的是也有許多各國的大學團隊來展示他們的成果。東京大學的團隊已與 JAXA 合作在規劃前去火星繞軌的任務，在這幾年也有許多已完成的微衛星計畫，

也著實讓本人佩服日本對航太產業的重視與推廣。在展覽會中，有許多與世界一流宇航產業廠商及教授學生交流的的機會，大大地開拓了本人的視野。

最後幾天的技術章節，許多主題也讓本人感興趣，尤其是開源飛行軟體的設計與實作，現今主流的程式開發方式其一就是利用開源的框架，對待開發的軟體進行移植、修改，能大量縮減開發的時間。NASA JPL 提出開源飛行軟體框架 F Prime，能夠為不同的衛星建立飛行軟體的雛形，並利用先前所開發過的衛星進行軟體移植並修改、並針對需求設計不同的系統架構，高度模組化的特性也讓各團隊能快速建置出品質好的系統，讓微衛星的開發週期再度縮短，並且相容各種不同的科學任務，也能讓各應用在微衛星平台的發展更快，也在微衛星宇航產業的重要性逐漸增加。

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在展覽會中，中央大學的團隊亦有來展示他們目前的衛星計畫，是一顆 6U 的衛星，

並且也能達到相當高的資料傳輸速率，並且他們的團隊是跟其他國家的大學分工完成各個子系統，在合併組裝完成，是蠻特別的合作經驗。

心得及建議事項

這次會議的參加者，大多都是來自世界各國知名的宇航機構、廠商，學術領域主要是教授或是博士班的演講者，碩士班學生較少，但還是可以看到微衛星在國外不管是業界或是學術界可以說是「顯學」，在學術界，許多大學團隊會共同參與計畫並合作，從衛星的系統流程設計、模擬到測試、組裝完成並發射，不僅提升學生的專業技術，也訓練團隊分工合作及溝通的能力。

現今微衛星的應用可說是相當地多元，目前有許多的計畫是利用建置衛星及地面站系統網路，能夠快速地傳遞、接收科學資料以及存取影像的應用進行觀察地球環境的變化。微衛星在未來也會持續地蓬勃發展，現在感覺台灣相對之下投入金錢及人力較不及國外，由於現有的衛星不多，使學生對衛星的開發時嘗試僅有任務前置的分析及功能驗證，缺少能夠成功入軌比取得科學酬載資料的衛星。跟相對複雜及龐大的衛星任務相比，微衛星的核心理念是透過相對短的開發成本及週期，並與市面上或者是學術界科學酬載設備箱輔助，快速地發展出各團隊客製化的衛星系統。開發微衛星不僅提供學生學習太空工程的一個很好的機會與團隊合作的經驗，也訓練學生在開發系統上的「直覺」，未來不管會不會在太空工程領域上就業，都是訓練工程事的一個很好的途徑。

此外，台灣對於衛星及與航相關的領域的推廣的重要性仍不可忽視，為了增加未來發射衛星的機會，不論是推進火箭的研究或是衛星開發得技術，都需要人才的培植才能夠去完成，我認為可以朝教育型的國際合作專案使學生能夠去國外學到相關的開發經驗，透過回國經驗的傳承與回饋加上國際的合作，相信能是教育型的微衛星開發的目標能夠放得更遠及更長。

去年成大成功與自行組裝的衛星鳳凰號成功通聯，並收集許多科學酬載資料，若能更積極去推廣與招攬更多人才一同加入成大的衛星團隊，或是學生能夠更其他大學的團

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附錄

圖二、與 Pace 實驗室學長在演講台合影圖一、Small Satellite 主場館外

圖三、”Lesson Learned”章節報告過程