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Sonntag, 22.10.2017
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Wettersatelliten: Eigene Bilder als Navigationshilfe

Kamerainformation verbessert Georeferenzierung

Wettersatelliten der nächsten Generation werden nicht nur wertvolle Bilddaten sammeln, sondern diese Aufnahmen auch zur eigenen Navigation nutzen können. Damit könnte zukünftig nicht nur die Ausrichtung des Satelliten weitaus besser reguliert werden, auch Blitze, Waldbrände oder Vulkanausbrüche lassen sich so genauer lokalisieren.
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Wettersatellit MetOp

Wettersatellit MetOp

Mitarbeiter des Instituts für Automatisierungstechnik der TU Dresden arbeiten an einem solchen rechnergestützten Verfahren zur Georeferenzierung. 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.

Eine Münze aus 15 Kilometern Entfernung


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

Doch wie funktioniert ein so genaues Positionierungsverfahren? Edgar Zaunick, Doktorand des mit EADS Astrium gemeinsam ins Leben gerufenen Graduiertenkollegs 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.“


Eigenbewegung über Bildaten ermittelt


Das neue Verfahren liefert dagegen robustere Informationen: „Wir ziehen die gesamte Bildinformation einer Bildfolge heran und bestimmen über die errechneten Bewegungsvektoren die Eigenbewegung der Kamera - und damit des Satelliten“, so Zaunick. „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, aber auch Blitze, Waldbrände oder Vulkanausbrüche genauer lokalisiert werden.
(Technische Universität Dresden, 02.11.2007 - NPO)
 
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