SAR forstørrelsesglas

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Model af SAR-Lupe og Kosmos-3M øvre niveau

SAR-Lupe er et tysk satellit-rekognosceringssystem. Den består af fem identiske små satellitter og en jordstation ( jordstation ) til satellitstyring og billedanalyse. Det er verdens tredje rekognosceringssystem med syntetisk blænde radar teknologi (SAR) , som kan levere billeder i høj opløsning fra ethvert punkt på jorden uanset vejr og tidspunkt på dagen. Før det var sådanne systemer kun i brug i USA og Rusland , og nu også i Japan og Italien . Det globale efterforskningssystem har været anvendeligt siden december 2007, og hele serviceniveauet blev opnået i 2008.

teknologi

Generelle værdier for satellitterne

Satellitterne var i årene 2006 til 2008 russiske Kosmos -3M - affyringsramper fra rumcentret Plesetsk (det nordlige Rusland) til alle indkvarteret. Den første satellit har været i kredsløb siden december 2006 og blev taget i brug i januar 2007. Yderligere satellitter fulgte SAR-Lupe 2 den 2. juli 2007, SAR-Lupe 3 den 1. november 2007, SAR-Lupe 4 den 27. marts 2008 og SAR-Lupe 5 den 22. juli 2008.

Vægten af ​​en enkelt satellit er ca. 720 kg, dens størrelse er angivet som 4 × 3 × 2 m. Den anslåede levetid er mindst 10 år med en forventet pålidelighed på 97% om året. Det gennemsnitlige strømforbrug er angivet som ca. 250 watt .

Satellitterne kredser i tre forskellige orbitalplaner på nærpolære baner med en hældning på 98 grader og en gennemsnitlig banehøjde på 500 km.

Da både solcellerne og retningsantennerne ikke er monteret på satellitten, så de kan drejes, skal satellitten justeres forskelligt afhængigt af anvendelsesformen. Justeringen finder sted ved hjælp af magnetiske spoler og reaktionshjul . Derudover bruges hydrazin -thrustere til orbitalkontrol.

Billeddannelsesprocedurer

radar

Satellitterne bruger Synthetic Aperture Radar (SAR), hvormed billeder kan opnås uanset lys og vejrforhold. SAR-teknologien tillader en væsentligt højere opløsning end en sammenlignelig normal radar ved at tage flere billeder af et mål fra forskellige vinkler og med den tilsvarende efterbehandling af dataene. Pulsrepetitionsfrekvensen for en optagelse i "højopløsningsfunktionen" (spotlys) udsendes i ca. 11 sekunder efter hinanden på en punkt-for-punkt- fokuseret måde, og strømudgangen er underlagt fortrolighed . Den parabolske radarantenne har en diameter på ca. 3 m og er fastmonteret på satellitten, så den skal drejes fuldstændigt for at sigte mod et mål.

Sammenlignet med optik har radarteknologi andre fordele for militær rekognoscering udover at være uafhængig af vejret: for eksempel kan højdeforskelle måles bedre og bevægelseshastigheder bestemmes. Da radarbølger reflekteres særlig godt af vand og metal, kan mennesker og tekniske apparater (f.eks. Køretøjer eller miner ) genkendes særligt godt. Nogle gange er det også muligt at rydde op gennem træer eller camouflagernet. Imidlertid er det teknisk set i det mindste muligt at bruge en jammer ( jammere forhindrer eller) radaren for at blokere alle.

Driftstilstande og "forstørrelsesglas" evne

Overflyvningen kan foregå i tilstande 'Strip-Map' (normal, hastighed over jorden ca. 7 km / s, egnet til observation i stort område) og 'Spot-light' (høj opløsning): med sidstnævnte, satellitten roterer, så bevægelsen i forhold til gulvet (i det mindste delvist) kompenseres, og derved kan opnås en højere opløsning.

Navnet "forstørrelsesglas" kommer fra evnen til at registrere særligt interessante mål med en betydeligt højere opløsning. Ifølge producenten er dette indtil videre unikt. Dette er muliggjort af en kombination af SAR-teknologi (muligvis også med to eller flere satellitter på samme tid) og spot-light-manøvren i forbindelse med billedbehandlingssoftwaren, der opsummerer parametrene. Når man bruger forstørrelsesglasset, især fra et fysisk synspunkt, har hver bevægelse af målet en negativ effekt på opløsningen, hvorfor målobjektet skal være så statisk som muligt. Det er ikke offentligt kendt, hvordan spotlysmanøvren især påvirker energiforbrug og datavolumen (lagerplads og transmissionsbåndbredde). Den tid, det tager at bringe satellitten tilbage til optagelsespositionen, og hvor ofte en sådan trækmanøvre kan udføres, er også ukendt. Centrifugering af centrifugering og kontrol af baner bruger kontinuerligt energi, som delvis kan opvejes af solceller.

løsning

I forstørrelsesglas -tilstand kan der opnås opløsninger på mindre end en meter. Disse oplysninger henviser muligvis kun til den lodrette opløsning (langs flyveretningen). Det skal bemærkes, at satellitens hældningsvinkel til målområdet også påvirker opløsningen. Ifølge producenten er opløsningen højere end for amerikanske og russiske radarsatellitter. Producentens eksempelbilleder har kantbredder på 5,5 km × 5,5 km med "højeste opløsning" og 60 km × 8 km med "høj opløsning". Bredden bør faktisk begrænses af radarteknologien, længden (i stribekorttilstand) enten af ​​den interne databehandling eller strømforsyningen. Det er dog sikkert, at dækning af reelt område kun er mulig med betydeligt flere satellitter; en begrænsning, som ethvert satellitsystem har. Nøjagtige detaljer om opløsningen vedrørende højde og hastighed er ikke offentligt tilgængelige.

Det er allerede blevet annonceret, at der er en tidligere ukendt kirkegård på den naturlige grund under en tysk ISAF-felter i Afghanistan , som SAR-Lupe fandt i 2007. [1]

Jordstation

Den jordstation blev bygget fra 2004 til 2006 Gelsdorf nær Bonn .

Jordstationen er opdelt i to segmenter, brugeren (NBS) og satellitjordssegmentet (SBS). Førstnævnte overtager i det væsentlige målvalg og evaluering af billederne, SBS tager sig af den tekniske kontrol, dataudveksling og billedgenerering (satellitten foretager ikke nogen forbehandling selv, men leverer kun rådata).

Overførsel af data til jordstationen

En forbindelse til jordstationen er dybest set kun mulig, hvis satellitten er direkte over den. Af denne grund skal de registrerede data først gemmes, før de kan overføres til jordstationen og behandles yderligere. På grund af den tilgængelige indbyggede hukommelse på ca. 128 GB er antallet af billeder om dagen begrænset til ca. 30 (denne begrænsning kan også indstilles af strømforsyningen eller transmissionens båndbredde).

X-båndet bruges til datatransmission (radaren transmitteres via det samme parabolske spejl ), kontrol- og telemetri- data krypteres og udveksles via S-bånd (direkte med jordstationen eller via et inter-satellitforbindelse).

Den gennemsnitlige svartid (tid fra anmodningen til billedernes returnering) er 11 timer, men 95% af anmodningerne vil tage op til 19 timer. Der er ingen offentlig viden om en mulig drastisk tidsreduktion gennem telemetri -skibe eller mobilstationer, som det er tilfældet med USA og Rusland -standarden, men Bundeswehr planlægger en anden grundstation i Kiruna , Sverige, for at kunne sende data hurtigere. [2]

Bemærkninger

Alle tekniske værdier for ydelse angives kun i offentligt tilgængelige kilder med minimumsværdier. Det kan godt være, at den faktiske maksimale opløsning er betydeligt højere. Denne værdi kan være omkring 50 cm, omtrent dobbelt så høj som officielt angivet.

SAR -satellitter

SAR forstørrelsesglas 1

Den første satellit blev leveret til forbundskontoret for forsvarsteknologi og indkøb den 21. september 2006. Før opsendelsen gennemgik satellitten omfattende testserier i IABG -satellittestcentret i Ottobrunn .

Kosmos 3M -launcher måtte ændres til lanceringen, fordi SAR Lupe -satellitterne er for store til standardversionen. En særlig tilpasning af nyttelasten gav en løsning. Den nye nyttelast -kåbe blev testet med succes i begyndelsen af ​​2005 på en flyvning af Kosmos 3M med en russisk satellit.

SAR-Lupe 1 blev opsendt den 19. december 2006 kl. 14.56 ( CET ) i Plesezk med en Kosmos-3M-raket. De første data blev modtaget cirka 90 minutter senere. Satellitten har nået sin bane, er stabil, reagerer på kommandoer og sender data.

Den 8. januar 2007 blev satellitstyring overført til den militære grundstation. Den 19. januar 2007 rapporterede den i Bremen-baserede producent OHB Technology , at funktionaliteten af ​​hele billedoptagelseskæden (radaroptagelse, positionskontrol, transmission, behandling) var blevet demonstreret: i alle optagelsestilstande blev billeder leveret med succes i den forventede kvalitet.

SAR forstørrelsesglas 2

SAR-Lupe 2 blev lanceret den 2. juli 2007 kl. 19:38:41 UTC med en Kosmos-3M-affyringsrampe fra den russiske rumhavn Plesetsk syd for Arkhangelsk . [3] Radarsatellitten blev indsat omkring en halv time senere i sin jordbane i en højde af omkring 500 km. Et første livssignal blev modtaget kl. 20:41 UTC via Kerguelen -grundstationen i det sydlige Indiske Ocean. Den direkte kontakt mellem kontrolcentret og satellitten blev etableret som planlagt 92 minutter efter opsendelsen. SAR-Lupe 2 fungerer perfekt efter de første tests i kredsløb, så idriftsættelsen startede i løbet af natten. Udfoldning af antennearmen lykkedes.

SAR forstørrelsesglas 3

SAR-Lupe 3 blev afsluttet i efteråret 2007 og blev med succes lanceret den 1. november 2007 med en Kosmos-3M-affyringsrampe fra den russiske rumhavn i Plesezk. Ved denne lancering var den eksperimentelle Rubin-7 / AIS kommunikations nyttelast ombord på raketten som en ekstra passager. [4]

SAR forstørrelsesglas 4

SAR-Lupe 4 blev succesfuldt startet den 27. marts 2008 kl. 18:15 CET. Starten var tidligere blevet udskudt to gange på grund af dårlige vejrforhold. [5]

SAR forstørrelsesglas 5

Den femte og foreløbig sidste satellit i systemet blev succesfuldt opsendt den 22. juli 2008 kl. 16:40 CEST med en Kosmos 3M -affyringsrampe fra Plesetsk -rumhavnen i Rusland. [6]

Historie og fremstilling

SAR-Lupe-systemet betragtes som en billig løsning: Det tidligere Horus-projekt blev aflyst, fordi omkostningerne på op til 5 milliarder DM for den føderale regering var for høje. I 1998 begyndte arbejdet med SAR-Lupe-systemet, som oprindeligt kun skulle koste omkring 370 millioner euro. [7] I Bundeswehr -planen 2008 er de nuværende samlede omkostninger angivet til 746 millioner euro. Dette blev opnået på den ene side ved at begrænse ydeevnen (for eksempel kan radaren ikke drejes, i stedet skal hele satellitten roteres), men frem for alt ved at bruge eksisterende individuelle dele , den lille satellitkonstruktion og underentreprise de respektive billigste leverandør (mindre end halvdelen af ​​de enkelte dele kommer fra Tyskland). Den endelige kontrakt blev endelig underskrevet den 17. december 2001.

Klient

Systemet er underordnet de føderale væbnede styrker , klienter var det tyske føderale forsvarsministerium (BMVg) og forbundskontoret for forsvarsteknologi og indkøb (BWB). Central Imaging Reconnaissance (ZAbb Aufkl), en spin-off af "Department of Imaging Reconnaissance and Object Processing" i den strategiske rekognosceringskommando (KdoStrat Aufkl eller KSA), driver brugergulvsegmentet. [8.]

Følgende afdelinger kan gøre brug af systemet:

entreprenør

Produktionen af ​​SAR-Lupe-systemet er underlagt et konsortium af europæiske virksomheder, ledet af OHB-System AG, som også er ansvarlig for den overordnede forvaltning, og som driver satellitjordssegmentet.

Entreprenørerne for satellitbussen er OHB-System, Carlo Gavazzi Space, OHB Teledata, STS Systemtechnik Schwerin og RTG Aero-Hydraulic, og for SAR nyttelast Tesat-Spacecom , Thales Alenia Space, SAAB Space og RST Radar Systemtechnik. [9] Ud over OHB er OHB-System, Carlo Gavazzi Space og EADS ansvarlige for jordsegmentet. Cosmos og Rosoboronexport blev bestilt til satellitopskydninger og DLR GSOC til opstarts- og idriftsættelsesfasen. [10] RST var ansvarlig for designet af SAR -sensorerne og udviklingen af SAR -processoren og andre systemer for at sikre billedkvaliteten. [11]

Samarbejde (E-SGA og FSLGS)

Den 30. juli 2002 i Schwerin lukkede en samarbejdsaftale med den franske hær, Helios -systemet til optisk satellit -rekognoscering . Da de to systemer komplementerer hinanden godt, bør de kobles. Grænsefladen, der gør det muligt for det franske militær at få adgang til SAR-Lupe-satellitterne, kaldes FSLGS ("French SAR-Lupe Ground Segment"). Til gengæld giver franskmændene adgang til Helios -systemet.

Den 1. december 2006 modtog OHB Technology ordren fra forbundskontoret for forsvarsteknologi og indkøb om at implementere rekognoseringsnetværket. Ordrevolumen er omkring 87 millioner euro.

Det er håbet, at andre EU -lande også vil deltage med yderligere satellitter. Målet er at skabe et fælles uddannelsesnetværk for EU på mellemlang sigt. Dette blev allerede taget i betragtning i den tekniske planlægningsfase: systemet har en modulær struktur og kan let udvides. Hele det multinationale systemnetværk udvikles under navnet E-SGA ("Europeanization of Satellite-Based Reconnaissance").

Efterfølger system

Bundeswehr planlægger at købe tre nye satellitter for omkring 800 millioner euro. Den overordnede ledelse af projektet er til gengæld hos Bremen-virksomheden OHB-System AG. Satellitterne i det nye system med navnet SARah ønsker at forsinkelser og i overensstemmelse med planlægningsstatus bringes i kredsløb senest i begyndelsen af ​​2019 senest i september 2021 [12] og erstatter de eksisterende SAR-Lupe-satellitter efter udløbet af deres levetid. De tre nye satellitter (to med den tidligere radarteknologi, den ene med en såkaldt phased array radar ) bliver større og mere kraftfulde. [2]

Derudover skal der købes en satellit til optisk rekognoscering for 170 millioner euro for at reducere afhængigheden af ​​Frankrig i denne henseende. [2]

Se også

litteratur

  • Sascha Lange: Den første SAR-Lupe-satellit i rummet . I: Strategi og teknologi . Februar 2007, s. 14-16, ISSN 1860-5311

Weblinks

Individuelle beviser

  1. Helmut Michelis: Eksklusivt blik bag kulisserne: Bundeswehr kigger nu ud af rummet. rp-online.de, 4. august 2008, tilgået den 9. marts 2011 .
  2. a b c Bundeswehr planlægger at bruge nye spionsatellitter . Spiegel Online, 26. juni 2013, tilgås 26. juni 2013
  3. OHB-system: 2. SAR-Lupe-satellit blev succesfuldt sendt i kredsløb . OHB, 3. juli 2007
  4. OHB-system: Tredje SAR-Lupe-satellit blev med succes sendt i kredsløb . OHB, 1. november 2007
  5. OHB-System: Succeshistorien fortsætter: SAR-Lupe 4 blev lanceret med succes . OHB, 28. marts 2008
  6. Tysklands første satellitbaserede rekognosceringssystem SAR-Lupe er færdigt . DLR, 22. juli 2008.
  7. Alexander Szandar: "Strategisk rekognoscering: Bundeswehr aflytte verden". Der Spiegel , 1. september 2008, tilgås 10. december 2009 .
  8. Central billedoplysning. I: cir.bundeswehr.de. Bundeswehr, adgang til den 29. januar 2019 .
  9. ^ Gloria Westermeyer: Private aktørers indvirkning på sikkerhedsstyring: En analyse baseret på tyske ISR -muligheder for ISAF . Springer Science & Business Media, 2013, s.   133 ( begrænset forhåndsvisning i Google Bogsøgning).
  10. Brochure SAR-Lupe (PDF) på ohb-system.de; Hentet 4. november 2010
  11. Referenceprojekt: SAR-LUPE . RST, adgang 17. oktober 2019.
  12. Nye rekognosceringssatellitter bliver lanceret senere. I: Hartpunkt.de. 29. januar 2019, adgang til 7. februar 2019 .