Zukünftige Wettersatelliten nutzen Bildinformationen zur Navigation

Ihre Idee: die Nutzlastinstrumente des Satelliten, also die Kameras, die laufend hochaufgelöste Bilder von der Erdoberfläche machen, sollen gleichzeitig genutzt werden, um die Ausrichtung des Satelliten mit höchster Genauigkeit zu messen.

Die Anforderungen an die Orientierungsgenauigkeit für die nächste Generation europäischer Wettersatelliten, die im Jahr 2015 den Betrieb aufnehmen, beträgt ein Zehntausendstel (10-4) Grad. Die Ausrichtung des Satelliten ist damit so genau, dass aus einer Entfernung von 15 km eine 2-Euro-Münze treffsicher angepeilt werden kann.

Wie funktioniert dieses Positionierungsverfahren nun genau? Edgar Zaunick, Doktorand des mit EADS Astrium gemeinsam ins Leben gerufenen Graduiertenkollegs mit dem Titel „Aspekte zukünftiger Satelliten-Erkundungsmissionen“, erklärt: „Die Bilder, die der Satellit von der Erde aufnimmt, müssen ja der Landkarte zugeordnet werden. Die bisher gängigen Verfahren beziehen sich dabei auf bestimmte Landmarken, die mit den aktuellen Bilddaten verglichen werden.

Unser Verfahren liefert robustere Informationen: wir ziehen die gesamte Bildinformation einer Bildfolge heran und bestimmen über die errechneten Bewegungsvektoren die Eigenbewegung der Kamera – und damit des Satelliten. Dieses Verfahren, das auf der Berechnung des 'Optischen Flusses' basiert, nutzt die Europäische Weltraumbehörde auch, um Hindernisse in Anflugsbahnen zu erkennen.“

Das Verfahren, zur Positionsbestimmung optische Referenzdaten zu nutzen, könnte zukünftig beispielsweise auch für die Navigation landgestützter und flugfähiger Roboter genutzt werden. Aber auch für die Wettersatelliten selbst ergeben sich weitere Vorteile: so können mit Hilfe Zaunicks mathematischen Methoden Sandstürme besser detektiert werden, aber auch Blitze, Waldbrände oder Vulkanausbrüche genauer lokalisiert werden.

Weitere Informationen: Prof. Dr. techn. Klaus Janschek, Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik, Institut für Automatisierungstechnik, Tel. 0351 463-34025, klaus.janschek@tu-dresden.de