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Dokumentenidentifikation DE102005055918B3 03.05.2007
Titel Verfahren zur Reduktion des Informationsalters von Bildprodukten von Erdbeobachtungssatelliten und System zum Durchführen des Verfahrens
Anmelder Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., 51147 Köln, DE
Erfinder Brand, Bernd, 82205 Gilching, DE;
Zehetbauer, Tino, 86934 Reichling, DE
Vertreter von Kirschbaum, A., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 82110 Germering
DE-Anmeldedatum 22.11.2005
DE-Aktenzeichen 102005055918
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse H04B 7/15(2006.01)A, F, I, 20051122, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H04N 1/21(2006.01)A, L, I, 20051122, B, H, DE   H04L 12/28(2006.01)A, L, I, 20051122, B, H, DE   H04L 12/54(2006.01)A, L, I, 20051122, B, H, DE   
Zusammenfassung Zur Reduktion des Informationsalters für Bildprodukte bei einer entsprechenden Konstellation von Erdbeobachtungssatelliten wird von einem ersten Erdbeobachtungssatelliten (Sat1) der Konstellation, der außerhalb des Empfangsbereichs (23) einer Nutzer-Bodenstation (2) ist eine Aufnahme von einem Zielgebiet (P) gemacht, welche in Form von digitalen Bilddaten im ersten Erdbeobachtungssatelliten (Sat1) gespeichert wird. Die gespeicherten digitalen Bilddaten werden an eine in einem von allen Erdbeobachtungssatelliten (Sat1 bis Sat3) überflogenen Gebiet vorgesehene Postfach-Bodenstation (1) übertragen, sobald der erste Erdbeobachtungssatelliten (Sat1) den Empfangsbereichs der Bodenstation (1) erreicht hat, und dann dort zwischengespeichert. Die in der Postfach-Bodenstation (1) zwischengespeicherten Bilddaten werden an einen weiteren Erdbeobachtungssatelliten (Sat2) gesendet, der in den Empfangsbereich (31) der Postfach-Bodenstation (1) kommt. Sobald der weitere Erdbeobachtungssatellit (Sat2) in den Empfangsbereich (32) einer Nutzer-Bodenstation (2) eintritt, werden die in dessen Bordspeicher gespeicherten Bilddaten an die Nutzer-Bodenstation (2) transferiert.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion des Informationsalters von Bildprodukten bei entsprechender Konstellation von Erdbeobachtungssatelliten sowie ein System zum Durchführen des Verfahrens.

Beim Einsatz von Satelliten zur Erdbeobachtung besteht oft der Wunsch des Nutzers, einen möglichst schnellen Zugriff auf sich in einem Satelliten befindliche Bilddaten zu haben. Die Zeitdauer zwischen Aufnahme der Bilddaten und Verfügbarkeit des Bildprodukts beim Nutzer wird mit dem Begriff Informationsalter bezeichnet. Die Größe dieses Informationsalters bestimmt sich durch die Zeit, die erforderlich ist, um die von einem Ziel gewonnenen Daten zum Standort des Nutzers zu transportieren.

Bei vielen Satellitenmissionen ist es bisher üblich, dass sich der Nutzer in der Baten-Empfangsstation des betreffenden Satelliten befindet und solange warten muss, bis der Satellit in den Empfangsbereich der Antenne kommt. Da mögliche Kontakte zum Satelliten nur während der Überflüge der Bodenstation möglich sind, besteht der Nachteil dieser Methode in den großen zeitlichen Lücken, während denen kein Kontakt zwischen Bodenstation und Satellit möglich ist und damit das Informationsalter negativ beeinflusst wird.

Eine andere derzeit verfügbare Methode für einen schnelleren Zugriff auf sich in einem Satelliten befindliche Bilddaten besteht in der Nutzung bestehender Bodenstations-Empfangsnetze, bei der weltweit verteilte Antennenanlagen genutzt werden können. Ein Beispiel hierfür ist das „IGS (International Ground Stations) – Network" für die Satelliten Landsat 5 und Landsat 7, mit dem an vielen Orten der Erde ein Empfang von Landsat Bilddaten möglich ist.

Ziel solcher Netzwerke ist der Vor-Ort Datenempfang geografisch weit verteilter Nutzer auch mit der Möglichkeit eines Datentransfers zwischen den beteiligten Stationen. Der Weitertransport der Satellitendaten zwischen Empfangsort und Nutzer erfolgt durch Datenübertragung mittels erdgebundener Datenleitungen oder über Kommunikationssatelliten.

Die Nachteile in der Nutzung solcher Bodenstationsnetze werden deutlich, wenn es sich nicht um geografisch weitverteilte Nutzergruppen handelt oder wenn vertrauliche, sicherheitsrelevante (militärische) Daten übertragen werden müssen. Der Aufbau eines derartigen geografisch weitverteilten Daten-Empfangsnetzes für Einzelnutzer ist jedoch mit hohen Kosten verbunden. Dies gilt insbesondere für sicherheitsrelevante Daten von Erdbeobachtungssatelliten, bei denen ein abhörsicherer, zugriffsgeschützer Weitertransport zwischen Empfangsstation und Nutzer sichergestellt werden muss.

Unter gleichzeitiger Berücksichtigung der hohen Datenmengen, die sich im Bereich mehrerer Gigabit pro Bildprodukt bewegen können, scheidet die Nutzung öffentlicher Netze (Internet) aus. Damit ist ein kostenintensiver Aufbau erdgebundener Datenstrecken oder die Nutzung teurer Datenkanäle auf Kommunikationssatelliten notwendig.

Mit hohen Kosten zur Errichtung geeigneter erdgebundener Datenverbindungen ist insbesondere dann zu rechnen, wenn sich die Satelliten-Empfangsanlage auf Grund von Satelliten bahnmechanischen Randbedingungen an geografisch schwer zugänglichen Orten auf der Erdoberfläche befindet.

Hier kommen vor allem die polnahen Gebiete im Bereich von Nord- und Südpol infrage, die als besonders geeignete Standorte von Empfangsantennen für Erdbeobachtungssatelliten gelten, da hier durch die üblicherweise bei diesem Satellitentyp verwendete Bahnneigung praktisch bei jedem Erdumlauf eine Kontaktmöglichkeit besteht.

Aus DE 43 24 515 C2 ist ein Verfahren zum Verlängern der Kommunikationsdauer eines Raumflugkörpers oder Satelliten für die Erderkundung bekannt, um Daten auch in Echtzeit ohne ein Ab- oder Zwischenspeichern von Daten auf Speichermedien im Raumflugkörper zu einer oder mehreren Boden- oder Empfangsstationen zu übermitteln. Dazu werden Hilfssatelliten auf der gleichen Umlaufbahn wie die Satelliten für die Erderkundung verwendet, welche die Datensignale ohne Zwischenspeicherung an die Boden- oder Empfangsstationen weiterleiten.

In US 5 561 837 A ist ein Erdbeobachtungs-Satellitensystem beschrieben, bei welchem die Daten im Satelliten zwischengespeichert werden, falls dieser sich außerhalb des Empfangsbereichs der Bodenstationen befindet. Für den Fall, dass die Zwischenspeicherung in dem betreffenden Satelliten ausfällt, ist ein in Sichtverbindung mit dem Satelliten stehender zusätzlicher Relais-Satellit vorgesehen, zu welchem die Daten dann übertragen und zwischengespeichert werden. Ist der Relais-Satellit im Empfangsbereich der betreffenden Bodenstation, werden die Daten dorthin übertragen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter weitgehender Vermeidung der Nachteile bisher eingesetzter Methoden zum Transfer von sich in einem Erdbeobachtungssatelliten befindlichen Daten zum Nutzer ein Verfahren und ein System zum Durchführen des Verfahrens zur Reduktion des Informationsalters für Bildprodukte von Erdbeobachtungssatelliten so auszuführen, dass ohne die Nutzung kostenintensiver Bodenstationsempfangsnetze und ohne den Aufbau zusätzlicher ebenfalls kostenintensiver Datenverbindungen zwischen Empfangsort und Nutzer dennoch ein schneller Zugriff des Nutzers auf die Satellitendaten erfolgen kann.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe bei einem Verfahren zur Reduktion des Informationsalters von Bildpunkten bei entsprechenden Konstellationen von Erdbeobachtungssatelliten durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Ein System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Anspruch 2 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind im den Unteransprüche angegeben.

Erfindungsgemäß werden mehrere zur Erdbeobachtung bestimmte Satelliten vorzugsweise auf polnahen Orbits mit vorzugsweise unterschiedlicher Lage der Bahnknoten angeordnet. Es werden polnahe Orbits benötigt, damit ein möglichst kleines geographisches Gebiet bestimmt werden kann, das von allen Satelliten der Konstellation in möglichst kurzen Abschnitten, d.h. möglichst bei jedem Umlauf um die Erde, überflogen wird. Bei Satelliten auf polnahen Bahnen, d.h. auf Bahnebenen mit einer Neigung (Inklination) gegenüber dem Erdäquator von etwa 90°, lassen sich solche Gebiete als von polnahen Breitenkreisen begrenzte Abschnitte bestimmen, jeweils mit Nord- bzw. Südpol als Mittelpunkt.

Die Größe dieser Flächen bestimmt sich dabei danach, wie weit die Neigung der Satellitenbahnebenen von 90° abweicht. Im Idealfall der polaren Bahn mit 90° Bahnneigung reduziert sich der von allen Erdbeobachtungssatelliten bei jedem Erdumlauf überflogene Bereich zum Punkt, nämlich dem Nord- und Südpol. Für eine Konstellation, bei der alle Erdbeobachtungssatelliten die gleiche, von 90° abweichende Bahnneigung haben, ergibt sich als geometrische Figur, die von jedem Erdbeobachtungssatelliten bei jedem Umlauf senkrecht überflogen wird, ein Kreis (Breitenkreis). Besteht die Konstellation aus Erdbeobachtungssatelliten unterschiedlicher Inklination, so handelt es sich bei dem entsprechenden zuvor beschriebenen Gebiet um ein von zwei Breitenkreisen der Erdkugel begrenztes Kugelsegment der Erdoberfläche.

Bei der Definition der zuvor beschriebenen Gebiete (Punkt, Kreis, Kugelsegment) ist jeweils die normale Abbildung der Satelliten auf die rotierende Erdoberfläche zu betrachten. Als Effekt mit geringerem Einfluss ist zusätzlich noch zu beachten, dass die Bahnebene von Satellitenbahnen über die Zeit bezüglich eines raumfesten Bezugssystems um die Nord-Südpolachse rotiert, was durch ungleiche Massenverteilung innerhalb der Erdkugel hervorgerufen wird.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Anordnung einer zusätzlichen Bodenstation – nachstehend als Postfach-Bodenstation bezeichnet – zur Datenverbindung mit den Erdbeobachtungssatelliten in dem zuvor beschriebenen, von vorzugsweise allen Erdbeobachtungssatelliten in kurzen Abständen überflogenen Gebiet, zusätzlich zur Nutzer-Bodenstation. Durch diese spezielle Anordnung der Postfach-Bodenstation, ergibt sich nun die Möglichkeit praktisch mit jedem Erdbeobachtungssatelliten der Konstellation bei jedem Umlauf eine Verbindung aufbauen zu können.

Sollte eine Anordnung der Postfach-Bodenstation in dem zuvor beschriebenen, von allen Erdbeobachtungssatelliten in kurzen Abständen überflogenen Gebiet aus technischen und/oder finanziellen Gründen nicht möglich sein, so können auch andere Gebiete als Standort für die Postfach-Bodenstation gewählt werden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass dann nicht jeder Umlauf der Erdbeobachtungssatelliten für eine Datenverbindung genutzt werden kann. Daher sollte immer ein Gebiet ausgewählt werden, das von möglichst vielen Erdbeobachtungssatelliten der Konstellation in möglichst kurzen Intervallen überflogen wird. Bei den für Erdbeobachtungsmissionen üblichen polnahen Satellitenbahnen liegen diese Gebiete in möglichst hohen geografischen Breiten.

Erfindungsgemäß ist die Postfach-Bodenstation so positioniert, dass beim Überflug eines oder mehrerer Erdbeobachtungssatelliten sowohl die in dem/den Erdbeobachtungssatelliten befindlichen Bilddaten empfangen als auch die in der Postfach-Bodenstation zwischengespeicherten Daten zu ausgewählten Erdbeobachtungssatelliten der Konstellation gesendet werden können. Durch die erfindungsgemäße Anordnung nur einer Postfach-Bodenstation in einem von vorzugsweise allen Erdbeobachtungssatelliten der Konstellation in kurzen Intervallen überflogenen Gebiet entfällt sowohl die kostenintensive, zuvor beschriebene Nutzung weltweit verteilter Bodenstationsnetze als auch der Zwang zum ebenfalls kostenintensiven und technisch aufwendigen Datentransfer von diesen Stationen zum Nutzer.

Ferner sind gemäß der Erfindung vorzugsweise unterschiedliche Knotenlagen der einzelnen Satelliten-Bahnebenen erforderlich. Eine Knotenlage beschreibt die Position der gedachten Durchstoßpunkte der Satellitenbahn durch die Erdäquatorebene und beschreibt in Kombination mit der zuvor beschriebenen Inklination die Lage der Satelliten-Bahnebene im Raum. Durch geeignete Wahl der Knotenlage bei der Auslegung einer Satellitenbahn lässt sich bestimmen, zu welchen Zeiten bestimmte Gebiete der Erdoberfläche überflogen werden.

Ein weiteres Problem sind die teils sehr langen Verbindungslücken zwischen Erdbeobachtungssatellit und Nutzer-Bodenstation, die zehn Stunden und mehr betragen können. Diese Lücken beruhen im wesentlichen auf der Relativbewegung zwischen dem Erdbeobachtungssatelliten in seiner Bahnebene und der sich darunter durch die Erdrotation hervorgerufenen Drehung der Erdoberfläche.

Zu den zuvor beschriebenen Kontaktlücken kommt es, wenn sich die Nutzer-Bodenstation und damit verbunden deren räumlicher Empfangsbereich durch die Erdrotation so weit von der Satellitenbahnebene entfernt hat, dass es dem Erdbeobachtungssatelliten nicht mehr gelingt, bei seinem Umlauf in den Empfangsbereich der Nutzer-Bodenstation zu kommen.

Der im Vergleich zur Erdrotation geringe Einfluss der Satelliten-Bahnebenendrift durch ungleiche Massenverteilung der Erdkugel kann für die nachfolgenden Überlegungen vernachlässigt werden, da dieser in den hier relevanten Zeiträumen nur zu unbedeutenden Verschiebungen zwischen Erdbeobachtungssatellit und Empfangsbereich der Bodenstation führt.

Durch geeignete Wahl der Bahnknoten für die einzelnen Erdbeobachtungssatelliten der Konstellation können die einzelnen Bahnebenen so angeordnet werden, dass im Idealfall bei ausreichender Satellitenanzahl immer ein oder mehrere Erdbeobachtungssatelliten bei ihrem Umlauf durch den Empfangsbereich der Nutzer-Bodenstation fliegen. Bei zu geringer Satellitenanzahl lassen sich zumindest die Zeitabschnitte verkürzen, während denen keiner der Erdbeobachtungssatelliten bei seinem Umlauf eine Kontaktmöglichkeit zur Nutzer-Bodenstation hat.

Erfindungsgemäß wird die Postfach-Bodenstation dazu genutzt, die Bilddaten von einem Erdbeobachtungssatelliten der Konstellation mit aktuell schlechter Kontaktmöglichkeit zur Nutzer-Bodenstation zwischenzuspeichern, um diese dann an einen anderen Erdbeobachtungssatelliten der Konstellation zu übergeben, dessen nächste Kontaktmöglichkeit mit der Nutzer-Bodenstation ein für den Nutzer zufriedenstellendes Informationsalter ergibt.

Im Unterschied zu den bisher genutzten Verfahren mit nur einer (Nutzer)-Bodenstation oder der Nutzung weltweiter Bodenstationsnetze werden gemäß der Erfindung die langen, bei Nutzung nur einer (Nutzer)-Bodenstation auftretenden Verbindungslücken mit ihrem negativen Einfluss auf das Bild-Informationsalter vermieden. Ebenso entfallen Relaissatelliten oder spezielle erdgebundene Datenverbindungen zwischen den Bodenstationen des weltweiten Netzwerks mit der Nutzer-Bodenstation. Darüber hinaus ist auch die Vertraulichkeit der Daten gesichert, da diese nicht über öffentliche Netze verschickt werden müssen.

Zentraler Bestandteil gemäß der Erfindung ist die am Boden vorgesehene Postfach-Bodenstation mit einer Daten-Speichereinheit, die dazu dient, die von überfliegenden Erdbeobachtungssatelliten empfangenen Daten zwischenzuspeichern. Dabei müssen die Daten solange zwischengespeichert werden, bis der zum Daten-Weitertransport ausgewählte Erdbeobachtungssatellit die Postfach-Bodenstation überfliegt.

Außer dem Datenspeicher sind noch eine Datenempfangs- und eine Datensende-Einheit bestehend aus Empfangs- und Sende-Hardware und vorzugsweise gemeinsamer Antenne vorgesehen. Das Empfangen und Senden der Daten wird jeweils durch zwischen Postfach-Bodenstation und Erdbeobachtungssatelliten vereinbarte Befehle gestartet und kann vollautomatisch realisiert werden, wodurch sich auch die Option einer unbemannten und damit kostengünstigen Postfach-Bodenstation ergibt. Um Kosten für die Erstellung der Postfach-Bodenstation speziell in polaren Gebieten zu vermeiden, kann vorhandene Bodenstations-Infrastruktur in diesem geografischen Umfeld genutzt werden.

Bei der zuvor beschriebenen Variante einer vollautomatischen Postfach-Bodenstation kann die benötigte Hardware auch auf einer in polaren Gewässern verankerten Boje untergebracht werden. Für Anwendungen, während denen nur für einen überschaubaren Zeitraum Satellitendaten mit kurzem Informationsalter benötigt werden, also zum Beispiel bei der militärischen Satelliten-Aufklärung lokaler Krisengebiete, kann die Hardware der Postfach-Bodenstation auch auf einem Schiff angeordnet werden.

Während sich die zuvor beschriebene Vorrichtung als Teil der Postfach-Bodenstation am Boden befindet, kann auch durch geeignetes Design des Erdbeobachtungssatelliten die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in vorteilhafter Weise beeinflusst werden. Um eine Störung der Erfassung von Zieldaten durch den Erdbeobachtungssatelliten zu vermeiden, ist die satellitenseitig benötigte Sende- und Empfangseinheit gemäß der Erfindung so auszulegen, dass damit eine von der eigentlichen Ziel-Beobachtungsaufgabe des Erdbeobachtungssatelliten unabhängige Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens über die Postfach-Bodenstation möglich ist Insbesondere soll die zum Datenaustausch mit der Postfach-Bodenstation benötigte Antenne so am Erdbeobachtungssatelliten angebracht sein, dass diese unabhängig von der aktuellen räumlichen Lage des Erdbeobachtungssatelliten auf die Postfach-Bodenstation ausrichtbar ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung der geometrischen Verhältnisse und der beteiligten Komponenten beispielsweise für eine Konstellation aus drei Erdbeobachtungssatelliten auf unterschiedlichen Bahnebenen, einer Nutzer-Bodenstation und einer Postfach-Bodenstation;

2 eine schematische Darstellung betreffend eine Erfassung von Zieldaten eines Zielgebiets durch einen Erdbeobachtungssatelliten;

3 eine schematische Darstellung bezüglich einer Übergabe der Zieldaten von dem Erdbeobachtungssatelliten an die Postfach-Bodenstation;

4 eine schematische Darstellung betreffend die Übergabe der Zieldaten von der Postfach-Bodenstation an einen weiteren Erdbeobachtungssatelliten, und

5 eine schematische Darstellung betreffend die Ablieferung der Zieldaten an eine Nutzer-Bodenstation.

In 1 sind die geometrischen Verhältnisse und beteiligten Komponenten für eine Basisversion dargestellt. Drei Erdbeobachtungssatelliten Sat1 bis Sat3 befinden sich jeweils auf polnahen Bahnen mit einer für jeden der drei Erdbeobachtungssatelliten unterschiedlichen, nicht näher dargestellten Ausrichtung (Knotenlage) der Bahnebene. Ferner ist ein geographischer Bereich rund um den Nordpol, der von den drei Erdbeobachtungssatelliten Sat1 bis Sat3 bei jedem Umlauf gesehen wird, mit einer dort angeordneten zusätzlichen Postfach-Bodenstation 1 dargestellt.

Wegen der im wiedergegebenen Beispiel gleichen Bahnneigung der drei Erdbeobachtungssatelliten Satt bis Sat3 stellt sich der von den drei Erdbeobachtungssatelliten bei jedem Umlauf jeweils überflogene Bereich als Breitenkreis dar. In 1 ist die Grenze 31 des Empfangsbereichs der Postfach-Bodenstation 1 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet, welche durch die Projektion einer Randkurve auf die Erdoberfläche dargestellt ist. Die Grenze 32 des Empfangsbereichs einer Nutzer-Bodenstation 2 ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet.

Nachstehend wird schrittweise eine Bildaufnahme durch den Erdbeobachtungssatelliten Sat1 mit anschließender Übergabe von Bilddaten durch die Postfach-Bodenstation 1 an den Erdbeobachtungssatelliten Satt beschrieben.

Schritt 1: Von dem Erdbeobachtungssatelliten Satt aus wird eine Aufnahme von einem Zielgebiet P gemacht. 2 ist zu entnehmen, dass sich der Erdbeobachtungssatelliten Sat1 beim Aufnehmen des Zielgebiets P außerhalb des Empfangsbereichs 32 der Nutzer-Bodenstation 2 befindet und somit die im Erdbeobachtungssatelliten Sat1 befindlichen Bilddaten nicht zur Nutzer-Bodenstation 2 gesendet werden können. Ferner ist 2 zu entnehmen, dass bedingt durch die durch einen Pfeil angedeutete Erdrotation sich der Empfangsbereich 32 der Nutzer-Bodenstation 2 immer weiter (nach rechts) von dem Erdbeobachtungssatelliten Sat1 entfernen wird, und somit für längere Zeit nicht mehr von dem Erdbeobachtungssatelliten Sat1 überflogen wird.

Schritt 2: Wie in 3 dargestellt, hat der Erdbeobachtungssatelliten Sat1 den Empfangsbereich 31 der Postfach-Bodenstation 1 erreicht und sendet die Bilddaten aus seinem Bordspeicher zur Postfach-Bodenstation 1, in welcher die Bilddaten zwischengespeichert werden. Da sichergestellt ist, dass bei jedem Umlauf des Erdbeobachtungssatelliten Sat1 eine Kontaktmöglichkeit mit der Postfach-Bodenstation 1 besteht, ist dieser Vorgang ohne großen Zeitverzug möglich.

Schritt 3: Wie 4 zu entnehmen ist, werden die in der Postfach-Bodenstation 1 zwischengespeicherten Bilddaten vom Zielgebiet P an den Erdbeobachtungssatelliten Satt gesendet, der, ebenso wie der Erdbeobachtungssatellit Sat1, bei jedem seiner Umläufe eine Kontaktmöglichkeit zur Postfach-Bodenstation 1 nutzen kann.

Schritt 4: Nachdem die Bilddaten nunmehr im Bordspeicher des Erdbeobachtungssatelliten Sat2 gespeichert sind, und dieser sich im Empfangsbereich 32 der Nutzer-Bodenstation 2 befindet, können noch im gleichen Erdumlauf die Daten an die Nutzer-Bodenstation 2 übergeben werden. Wie 5 zu entnehmen ist, müsste zu diesem Zeitpunkt noch lange auf eine Kontaktmöglichkeit zwischen dem Erdbeobachtungssatelliten Sat1 und der Nutzer-Bodenstation 2 gewartet werden. Somit wäre ohne Nutzung des Erdbeobachtungssatelliten Sat2 das Informationsalter für das Bildprodukt vom Zielgebiet P entsprechend schlecht.

1
Postfach-Bodenstation
2
Nutzer-Bodenstation
31
Grenze Empfangsbereich von 1 (strich-punktiert)
32
Grenze Empfangsbereich von 2 (gestrichelt)
Sat1 bis Sat3
Erdbeobachtungssatelliten
NP
Nordpol
P
Zielgebiet


Anspruch[de]
Verfahren zur Reduktion des Informationsalters für Bildprodukte bei entsprechender Konstellation von Erdbeobachtungssatelliten, dadurch gekennzeichnet, dass

a) von einem ersten Erdbeobachtungssatelliten (Sat2) der Konstellation von Erdbeobachtungssatelliten (Sat1 bis Sat3), welcher sich außerhalb des Empfangsbereichs (32) einer Nutzer-Bodenstation (2) befindet, eine Aufnahme von einem Zielgebiet (P) gemacht wird und die Aufnahme in Form von digitalen Bilddaten in dem ersten Erdbeobachtungssatelliten (Sat1) gespeichert wird;

b) die in dem ersten Erdbeobachtungssatelliten (Sat1) gespeicherten digitalen Bilddaten an eine in einem von allen Erdbeobachtungssatelliten (Sat1 bis Sat3) in möglichst kurzen Zeitintervallen überflogenen Gebiet vorgesehene Postfach-Bodenstation (1) übertragen werden, sobald der erste Erdbeobachtungssatellit (Sat1) den Empfangsbereich der Postfach-Bodenstation (1) erreicht hat, und dann in der Postfach-Bodenstation (1) zwischengespeichert werden;

c) die in der Postfach-Bodenstation (1) zwischengespeicherten Bilddaten vom Zielgebiet (P) an einen weiteren Erdbeobachtungssatelliten (Sat2) der Satellitenkonstellation gesendet werden, der bei seinem Überflug in den Empfangsbereich (31) der Postfach-Bodenstation (1) kommt, und

d) sobald der weitere Erdbeobachtungssatellit (Sat2) in den Empfangsbereich (32) einer Nutzer-Bodenstation (2) eintritt, die in dessen Bordspeicher gespeicherten Bilddaten an die Nutzer-Bodenstation (2) transferiert werden.
System zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdbeobachtungssatelliten (Sat1 bis Sat3) einer Satelliten-Konstellation auf ausgewählten Bahnebenen angeordnet sind, so dass, um in möglichst kurzer Zeit von einem Zielgebiet (P) aufgenommene Daten von einem Erdbeobachtungssatelliten (Sat1 bis Sat3) der Satelliten-Konstellation über die Postfach-Bodenstation (1) zur Nutzer-Bodenstation (2) weiterzutransportieren, durch entsprechende Wahl von Bahnknoten die Nutzer-Bodenstation (2) in etwa gleich großen Zeit-Intervallen von mindestens einem der Erdbeobachtungssatelliten (Sat1 bis Sat3) der Satelliten-Konstellation überflogen wird. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Erdbeobachtungssatelliten (Sat1 bis Sat3) der Satelliten-Konstellation auf polnahen Bahnen mit einer Bahnebenen-Neigung gegen den Erdäquator von etwa 90° angeordnet sind, so dass dadurch geographische Gebiete in der Nähe von Nord- und Südpol bestimmt sind, die von allen Erdbeobachtungssatelliten (Sat1 bis Sat3) der Satelliten-Konstellation bei jedem Überflug überflogen werden, und die Postfach-Bodenstation (1) in einem dieser geographischen Gebiete angeordnet ist. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Postfach-Bodenstation (1) zumindest in möglichst hohen geographischen nördlichen oder südlichen Breiten angeordnet ist, so dass deren Empfangsbereich von den Erdbeobachtungssatelliten (Sat1 bis Sat3) einer Satelliten-Konstellation ausreichend oft überflogen wird. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Postfach-Bodenstation (1) eine Datenspeichereinheit, eine Datenempfangs- und Datensendeeinheit und eine zum Senden und Empfangen gemeinsam nutzbare Antenne aufweist. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei vollautomatischem Betrieb die Postfach-Bodenstation (1) auf einer in polaren Gewässern verankerten Boje untergebracht ist. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Postfach-Bodenstation (1) auf einem Schiff untergebracht ist. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf Erdbeobachtungssatelliten der Satelliten-Konstellation zum Datenaustausch mit der Postfach-Bodenstation (1) vorgesehene Antenne unabhängig von der aktuellen Raumlage des jeweiligen Erdbeobachtungssatelliten auf die Postfach-Bodenstation (1) ausrichtbar ist.






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