Lexikon der Fernerkundung

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Pacific Disaster Center (PDC)

Dem US-amerikanischen Verteidigungsministerium unterstellte zivile Behörde zur Katastrophenvorsorge und -hilfe im pazifischen Raum. Das PDC wird in organisatorischer und technologischer Hinsicht als Modell für globales, nationales und lokales Katastophenmanagement aufgebaut.

Panbildschärfung

Engl. pansharpening; die Fusion von panchromatischen Bilddaten mit hoher Auflösung mit gering aufgelösten Multispektraldaten. Im Ergebnis sind die hohe Auflösung und die Farbinformation kombiniert. Das Verfahren ist in digitalen Luftbildkameras und Fernerkundungssatelliten gebräuchlich.


Panbildschärfung mit Bildern des Satelliten Quickbird


Das linke, panchromatische Bild hat eine räumliche Auflösung von 0,6 m, das mittlere Echtfarbenbild von 2,4 m. Bei einer Kombination entsteht ein hochaufgelöstes Farbbild, hier mit Hilfe der Software HighView der Fa. Geosage.

Quellen:
DigitalGlobe
http://www.geosage.com/highview/imagefusion.html

panchromatisch

Bezeichnung für die breitbandige spektrale Empfindlichkeit eines Sensors oder Filmmaterials. Panchromatisch heisst dabei, dass der Sensor über den gesamten Bereich des menschlichen Auges von etwa 400 nm (blau-violett) bis 780 nm (tiefrot) empfindlich ist. Die Abstufung der Grauwerte panchromatischer Daten ist damit typischen schwarz/weiss Bildern vergleichbar.
Die HRV-Sensoren auf der Serie der SPOT-Satelliten können beispielsweise im panchromatischen Modus betrieben werden.

Panoramaverzerrung

Durch zeilenweise Digitalisierung in konstantem Zeitintervall weisen mit optomechanischen Scannern oder mit entsprechenden Mikrowellenradiometern aufgenommene Bildelemente quer zur Flugrichtung eine Vergrößerung auf. Die Bildelemente werden jedoch in einheitlicher, der Projektion in Nadirrichtung entsprechender Größe dargestellt und damit gestaucht. Die Korrektur dieser Verzerrung (Panoramakorrektur) erfolgt durch Annahme gleichgroßer Bildelemente über die gesamte Streifenbreite und die Rückrechnung der Pixel-Position in das gestauchte Originalbild. Die entsprechenden Grauwerte werden durch eindimensionale Interpolation aus benachbarten Grauwerten (z.B. nearest neighbour) ermittelt.

Parameter

Eine messbare oder abgeleitete Variable, die durch Daten repräsentiert wird, z.B. Meeresoberflächentemperatur, Eismächtigkeit, relative Luftfeuchte.

Weitere Informationen: Physical Oceanography Distributed Active Archive Center, als Beispiel (NASA, JPL)

PARASOL

Engl. Akronym für Polarization and Anisotropy of Reflectances for Atmospheric Science coupled with Observations from a LIDAR; Mikrosatelliten-Mission der CNES zur Bestimmung der mikrophysikalischen und der Strahlungseigenschaften von Wolken und Aerosol. Diese Informationen sind wichtig, um den Einfluss von Wolken und Aerosol auf den Strahlungshaushalt bestimmen und modellieren zu können. Hauptinstrument ist POLDER. Parasol ist die zweite Mission der Myriade-Serie.
Der Satellit befindet sich seit Dezember 2004 auf einer sonnensynchronen Umlaufbahn in 700 km Höhe. Ein Umlauf dauert 98,8 min.

Weitere Informationen: PARASOL - Startseite (CNES)

PARIS

Engl. Akronym für Passive Reflectrometry and Interferometric System; in Entwicklung befindliche Instrumentennutzlast der ESA zur Erfassung der Oberflächenrauhigkeit der Ozeanoberfläche unter Verwendung von GPS-/GNSS-Radiosignalen.

pass

Engl. für Satellitenbefliegung, Satellitenüberfliegung

passiver Sensor

Aufnahmesystem der Fernerkundung, das die natürlich vorhandene oder schon künstlich, extern existierende Strahlung empfängt.

passives (Fernerkundungs)System

Ein System, das im Gegensatz zu einem aktiven (Fernerkundungs)System nur für elektromagnetische Strahlung empfindlich ist, die 

  • von dem beobachteten Objekt ausgesandt wird (z.B. die von jedem Körper aufgrund seiner Oberflächentemperatur abgegebene Thermalstrahlung) oder die
  • von dem Objekt reflektiert wird (z.B. die an der Erdoberfläche reflektierte Sonnenstrahlung), die aber nicht das System selbst als Quelle hat .

Die vom System empfangenen Strahlungswerte können dann mit teilweise aufwändigen Umrechnungsverfahren in geophysikalische Größen, z.B. Temperatur umgerechnet werden.

passives Mikrowellensystem

Sensorsystem, das die von der Erdoberfläche ausgesandte natürliche Mikrowellenstrahlung erfasst, z.B. ein Limb-sondierender Mikrowellensensor.

Passpunkt

Engl. ground control point; syn. Referenzpunkt, Festpunkt, Kontrollpunkt; in der Photogrammetrie und Fernerkundung ein Punkt in einem Bild oder photogrammetrischen Modell, dessen Objektkoordinaten mit geodätischen (i.d.R. mit GPS) oder photogrammetrischen Verfahren bestimmt oder aus Karten entnommen wurden. Passpunkte werden dazu benutzt, die exakte räumliche Position und Orientierung des Luft- oder Satellitenbildes zum Boden zu bestimmen und das Bild in ein vorgegebenes Koordinatensystem zu transformieren. Als Passpunkte eignen sich Objektpunkte, die in einem Bild identifiziert werden können (z.B. Gebäudeecken, einzelne Felsen) und deren Koordinaten im Objektraum bekannt sind. Wenn Passpunkte nicht mit ausreichender Sicherheit im Bild identifiziert werden können, ist eine Signalisierung der Geländepunkte vor dem Bildflug erforderlich.

Gewöhnlich unterscheidet man drei Arten von Passpunkten:

  • Vollpasspunkte - alle drei Koordinaten sind bekannt (Raumkoordinaten X, Y und Z)
  • Lagepasspunkte - die horizontale Lage im Objektraum ist bekannt (Lagekoordinaten X und Y)
  • Höhenpasspunkte - die Punkthöhe ist im Höhenbezgssystem gegeben (Höhenkoordinate Z )
Passpunktbestimmung

Engl. measuring ground control points; Bestimmung der Objektkoordinaten aufgabenspezifisch ausgewählter Passpunkte des aufzunehmenden Objektes. Die Koordinatenbestimmung kann für eine begrenzte Anzahl von Punkten geodätisch und unter Verwendung der auf diesem Weg bestimmten Punkte in größerem Umfang photogrammetrisch erfolgen. Die geodätische Paßpunktbestimmung umfaßt die Koordinatenbestimmung, in der Regel mit GPS, die Kennzeichnung der Punkte im Luft- bzw. Satellitenbild und die Anfertigung einer Einmessungsskizze als Grundlage für eine sichere Identifizierung bei der photogrammetrischen Bildauswertung.

path

Engl. für Satellitenbefliegung, Satellitenumlauf

P-Band

Frequenzbereich zwischen 100 und 300 MHz (Wellenlänge 30 bis 100 cm) innerhalb des Mikrowellensegments des elektromagnetischen Spektrums. Das P-Band wird für SAR eingesetzt. Messungen mit P-Band werden nicht durch atmosphärische Effekte behindert. Es ist in der Lage, durch schwere Regenschauer hindurchzusehen. Die Durchdringungsfähigkeiten von P-Band-SAR besitzen große Bedeutung im Hinblick auf Untersuchungen von Vegetationsbedeckungen, Gletscher- und Meereis sowie Boden.

Perigäum

Engl. perigee; auf einer elliptischen Umlaufbahn der Punkt, an dem ein Satellit der Erde am nächsten ist. Zieht man von dieser Entfernung den Erdradius ab, so erhält man die Minimalhöhe der Satellitenbahn über der Erdoberfläche.

Perihel

Der sonnennächste Punkt auf der Umlaufbahn eines Planeten oder eines die Sonne umkreisenden Satelliten.

Periodendauer

Zeit, die ein Satellit für einen Umlauf benötigt.

Perizentrum

Punkt auf dem elliptischen Orbit eines Raumschiffes, an dem dieses am geringsten von dem Körper entfernt ist, den es umläuft. Ist dieser Körper die Erde, wird der Begriff Perigäum verwendet, im Falle der Sonne der Begriff Perihel (Ggs. Apozentrum).

Phänologie

Disziplin, die den Einfluss des Klimas (hauptsächlich der Temperaturverhältnisse) auf die Biosphäre hinsichtlich des Eintritts bestimmter Entwicklungsstadien und Lebensäußerungen analysiert. Die Ergebnisse werden in phänologischen Karten ausgewertet und gestatten z.B. eine standortdifferenzierte Anbauplanung besonders von Sonderkulturen.
Für die Dokumentation und Optimierung der Pflanzenproduktion kann ein regelmäßiges Monitoring der Pflanzenentwicklung über die gesamte Vegetationsperiode wichtig sein. Häufig ist es nicht möglich, auf einem großen Gebiet mit einer großen Anzahl von Feldern Geländemessungen durchzuführen, um den Pflanzenbestand zu überprüfen. Durch den Einsatz von Satellitendaten, die mehrfach im Jahr zur Verfügung stehen, kann in der Vegetationsperiode für jeden Schlag der phänologische Verlauf beobachtet werden.

Pflanzenentwicklung Bestandesmonitoring

Mögliche Fragestellungen beim Bestandesmonitoring, die für Zuckerrübenfabriken hilfreich sind, um die Kampagne zu planen und abzuschätzen:

  • Welches Feld reift schnell heran?
  • Gibt es Felder, die sich negativ im Pflanzenwachstum entwickeln?
  • Wann fängt das Abreifen des Bestandes an?
  • Was für eine Ernte ist zu erwarten?

Links Satellitenbildfolge mit Zuckerrübenschlägen und deren sichtbarer phänologischer Entwicklung über die Wachstumsphase.

Quelle: Vista-geo.de
Photodetektor

Engl. photodetector; syn. Lichtsensor, in der Fernerkundung eingesetzte Detektoren, die auf Änderungen des einfallenden Photonenflusses reagieren. Vom Ultraviolett bis zum nahen Infrarot (ca. 1 mm) werden Silikon-Photodioden benutzt. Zwischen 1 - 12 mm sind es Materialien wie PbS (Bleisulfid), InSB (Indium-Antimonid), HGCdTe (Quecksilber-Cadmium-Tellurid). Typische Photodetektoren werden photovoltaisch (PV = Spannungsänderungen) oder photokonduktiv (PC = Widerstandsänderungen) genutzt. Jeder Photodetektor reagiert auf Strahlung eines bestimmten Wellenbereichs. Photodetektoren für den nahen oder thermalen Infrarotbereich (> 1 mm) müssen zur Reduktion des Eigenrauschens gekühlt werden. Je länger die Wellenlängen, desto kälter muss der Detektor sein.

Photogeologie

Bezeichnung für die Methoden der geologischen Luftbild- und Satellitenbildauswertung im Rahmen der verschiedenen Aufgabenstellungen, insbesondere bei der regionalen und lokalen geologischen Kartierung, bei der Erz- und Erdölprospektion, bei hydrologischen und ingenieurgeologischen Projekten. Dabei hilft die Beschreibung und Interpretation der räumlichen Veränderungen der Erdoberfläche bezüglich Farbe, Grau- und Farbton, Geometrie, relatives Relief, Oberflächenstruktur, Ausbiss geologischer Schichten, Lineamente, Entwässerungssysteme, Vegetationsmuster usw. Dabei bedient man sich häufig der Methoden der digitalen Bildverarbeitung, indem man über Filter oder Farbtransformationen etc. diese Eindrücke verstärkt.
Da zwischen den Oberflächenformen der landschaftsgenetischen Formationen und dem geologischen Untergrund enge Zusammenhänge bestehen, können aus den in Luft- und Satellitenbildern sichtbaren Formen und Merkmalen vielfältige Schlussfolgerungen auf die Gesteinstypen und den tektonischen Aufbau einer Landschaft gezogen werden. Dies gilt in besonderem Maße für aride und semiaride Regionen, wo Oberflächenformen nicht durch die Vegetation verdeckt werden. Aufgrund der hohen praktischen Bedeutung hat sich die Photogeologie als Teildisziplin entwickelt. Auch bei der Konzeption der Satelliten und Sensorsysteme ist dies z. T. berücksichtigt (z.B. Kanal 7 des Landsat Thematic Mapper).

Photogrammetrie

Herstellung von Karten aus Luftbildern, Photographien oder Satellitenbildern als eigenständige Methodik der Geofernerkundung. Dabei wird in erster Linie geometrische Information (Form, Größe, Lage u.a.) aus den Bildern extrahiert zur genauen Erfassung der Topographie und quantifizierbaren Topologien. Mit Hilfe der Photogrammetrie werden vor allem Basisdaten für die Erstellung und Fortschreibung topographischer und thematischer Karten sowie die Weiterverarbeitung in Geographischen Informationssystemen gewonnen. Die Bildaufnahmeverfahren waren ursprünglich analog (Photographien), in zunehmendem Maße werden digitale Aufzeichnungen verwendet.

Wenn hochauflösende Fernerkundungsdaten, vor allem Luftbilder, verfügbar sind oder erstellt werden können, besitzen photogrammetrische Verfahren ein hohes Potential, an der Erdoberfläche sichtbare Erscheinungen zu interpretieren und ihre absolute Geometrie zu bestimmen. Sensoren der Photogrammetrie sind analoge und digitale photographische Systeme aber auch Scanner.

Die Leistungsmerkmale der Photogrammetrie sind:

  • berührungslos (remote sensing)
  • flexibler Aufnahmezeitpunkt
  • Speicherung aller für den Sensor "sichtbaren" Oberflächeninformation bis hin zum Auflösungsvermögen des Sensors (ca. 30-40 Linien/mm bei photographischem Film, d.h. wenige cm/Pixel)
  • sehr effektive und geometrisch stabile Speicherung
  • Information jederzeit extrahierbar und vielfältig analysierbar
  • flächenhafte Information und mathematische Analyse.

Die Nachteile der Photogrammetrie sind :

  • nur Oberflächendaten (Tiefeninformation zusammen mit z.B. Geophysik und Modellen)
  • keine Wolkendurchdringung
  • Probleme durch Beleuchtung, Schatten, fehlende Kontraste
  • Verzerrungen (Zentralperspektive)
  • hohe zeitliche Auflösung bei Luftbildern nur sehr aufwendig möglich
  • hoher Bildflug- und Auswerteaufwand

Bei digitalen Luftbildkammern kommen zusätzlich die aufwendige Kalibrierung der Kammer, die notwendigen großen Speicherkapazitäten an Bord der Sensorplattform (Flugzeug) und des 'back up' (Datensicherung) dazu.

Für die Geowisssenschaften ist besonders die Aerophotogrammetrie wichtig. In ihr werden Luftbilder analysiert (z.B. bewegter Sensor, Bildflug). Die Aufnahme kann genähert als Senkrechtaufnahme gelten. Ihr gegenüber steht die terrestrische Photogrammetrie. Sie analysiert terrestrische Bilder unter gleichbleibenden Aufnahmebedingungen, aber die Aufnahmegeometrie ist in der Regel weit von der "idealen" Senkrechtaufnahme entfernt.

Photographie

Engl. photography, photograph; die Technik und Wissenschaft der Herstellung von dauerhaften Bildern durch sichtbare, ultraviolette und infrarote Strahlung mittels photochemischer Umsetzung in strahlungsempfindlichen Schichten, auch Bezeichnung für das Ergebnis eines solchen Prozesses (Lichtbild). Photographien werden üblicherweise im Wellenlängenbereich von 0,3 mm bis 0,9 mm aufgenommen.
Eine Photographie kann aber auch in digitaler Form widergegeben werden. Dazu wird das (SW-)Bild in kleine, gleich große und gleichförmige Flächen (Bildelemente) unterteilt, deren Helligkeitsmerkmale mit jeweils einem numerischen Wert bezeichnet werden. Der Computer stellt dann jeden digitalen Wert als unterschiedlichen Helligkeitswert dar.
Demgegenüber speichern Sensoren, welche elektromagnetische Energie aufzeichnen, diese Strahlung als Zahlenmuster in digitaler Form von Beginn an.

Auflösung einer SW-Photographie - Schema Auflösung einer SW-Photographie Quelle: http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/learn/tutorials/fundam/
photographische Systeme

In photographischen Systemen wird ein Bild des aufzunehmenden Objekts durch ein Objektiv für meist nur kurze Zeit auf eine lichtempfindliche Schicht projiziert, die dadurch so verändert wird, dass durch den photographischen Prozess ein dauerhaftes Bild entsteht.
Photographische Systeme sind passive Systeme, die die Strahlung im sichtbaren Licht und im nahen Infrarot (von ca. 0,4 bis 1,0 mm) aufnehmen.

Photomosaik

Eine Sammlung von Luftbildern, die eng verbunden werden, um einen zusammenhängenden Überblick über ein beflogenes Gebiet zu ergeben.

photosynthetisch aktive Strahlung (PAR)

Engl. photosynthetically active radiation (PAR, PhAR); elektromagnetische Strahlung (380-780 nm), die von Pflanzen für biochemische Pflanzenprozesse, hauptsächlich für die Photosynthese verwendet wird. Dieser Bereich (380-780 nm) deckt sich weitgehend mit dem Bereich der für Menschen sichtbaren Strahlung (380-780 nm), welcher etwa 50 % der Globalstrahlung ausmacht. PAR wird von Chlorophyll und Pigmenten adsorbiert, die im roten und blauen Spektralbereich absorbieren, grün wird hingegen reflektiert. PAR wird meist von 400-700 nm in W/m² angegeben.

Da PAR die Primärproduktion und damit die Kohlenstofffixierung von terrestrischer und mariner Vegetation steuert, beeinflusst sie den Energie- und Wasseraustausch (Evapotranspiration) zwischen der Vegetation und der Atmosphäre. Im Bereich der Klimaforschung ist die photosynthetisch aktive Strahlung zur Berechnung der Kohlenstoffbilanzierung von terrestrischer und mariner Vegetation eine wichtige Größe.

PICARD

Für 2010 vorgesehene Forschungsmission der CNES mit einem Kleinsatelliten der MYRIADE-Serie zur Bestimmung der Sonnenstrahlung, des Durchmessers und der Gestalt der Sonne sowie des Aufbaus der Sonne mit helioseismischen Methoden. Der Orbit schwankt zwischen 730 km und 750 km Höhe. Vorgesehen ist eine Missionsdauer von mindestens 2 Jahren.
Die Erkenntnisse sollen unsere Kenntnisse vom solaren Antrieb des irdischen Klimas verbessern sowie unser Wissen von der Physik der Sonne und ihrer inneren Struktur.
Die Nutzlast von Picard besteht aus einem bildgebenden Teleskop, 1 Radiometer und 3 Sonnenphotometern.

PICARD

Links: Künstlerische Darstellung

Die PICARD-Mission ist nach dem französischen Astronomen Jean Picard benannt, der die erste genaue Messung des Sonnendurchmessers durchführte. Seine Messungen sind besonders wichtig, da sie während des Maunder-Minimums gemacht wurden. Diese Zeit war durch die Abwesenheit von Sonnenflecken und ein ausgeprägt kaltes Klima gekennzeichnet.

Rechts: Lithographie von Jean Picard (1620-1682)

Quelle: http://smsc.cnes.fr/PICARD/index.htm

Weitere Informationen: PICARD - Startseite (CNES)

PICASSO-CENA

Ursprüngliche Bezeichnung für die CALIPSO-Mission.

PILoT

Engl. Akronym für Parameter Information Locator Tool; dieses Werkzeug ermöglicht die Recherche in den DAAC-Datenbanken nach dem Suchkriterium "Parameter". Verwandt sind die Parameter Information Pages.

Weitere Informationen:

Pilotballon

Kleiner, mit Helium oder Wasserstoff gefüllter, üblicherweise roter Latex-Ballon ohne weitere Instrumente mit konstanter Steiggeschwindigkeit zur optischen Feststellung der Wolkenuntergrenze während der Tagesstunden. Der Ballon wird dazu derart befüllt, dass seine Aufstiegsgeschwindigkeit bekannt ist. Aus der Zeit vom Start bis zum Eintauchen in die Wolke kann die Höhe der Wolke über Grund ausgerechnet werden. Durch die Verfolgung der Flugbahn, früher mit einem Theodoliten, heute mittels Radar oder GPS, können Richtung und Geschwindigkeit von Höhenwinden bestimmt werden. Nachts kann der Ballon an seiner Unterseite mit einem Lämpchen bestückt werden.

Pixel

Kunstwort aus picture element; in Satellitenbildern Bezeichnung für einen einzelnen, gewöhnlich quadratischen, einer bestimmten Bodenfläche entsprechenden Bildpunkt, als kleinster Einheit der Aufnahme. Diese Entsprechung ist ein Maß für die Fähigkeit eines Sensors Objekt unterschiedlicher Größe zu erkennen. Je höher die Anzahl der Pixel pro Flächeneinheit ist, umso höher ist die Auflösung des Bildes. Die Gesamtheit aller Pixel bilden einen Datensatz, ein Bild.
Der Enhanced Thematic Mapper Plus des Landsat 7 besitzt eine maximale Auflösung von 15 m; insofern repräsentiert jedes Pixel eine Fläche von 15 x 15 m. Höher Auflösung (kleinere Pixelfläche) bedeutet, dass der Sensor kleinere Objekte zu unterscheiden vermag. Durch die Addition der Pixelzahl eines Bildes kann man die Fläche einer Szene berechnen. Oder, wenn man die Anzahl grüner Pixel in einem Falschfarbenbild berechnen lässt, kann man die Gesamtfläche ermitteln, die mit Vegetation bestanden ist.

Pixel-GIS

Von F.-W. Duttke entwickelte, und von R. Roseeu konzeptionell begleitete Software zur Verarbeitung von Satellitenbilddaten im schulischen Kontext. Die Arbeit mit der Software ist eingebunden in ein umfassendes und angeleitetes Konzept von direkter Umweltbeobachtung, Einführung in GIS-Funktionalität u.w.

Weitere Informationen: Fernerkundung und Pixel-GIS (satgeo.de)

Pixelgrafik

Engl. pixel graphics; aus einzelnen Pixeln aufgebaute Grafik, wobei jedes Pixel einen digitalen Wert repräsentiert. Dieser hängt von dem verwendeten Farbmodell und der Quantisierung ab.

Planck (Surveyer)

Europäische Satellitenmission zur Untersuchung der kosmischen Hintergrundstrahlung. Plancks Detektoren sind so konstruiert, dass sie über einen weiten Frequenzbereich die kosmologischen Temperaturunterschiede, die erst auf der fünften, sechsten Nachkommastelle auftreten, in Abhängigkeit von der Winkelskala messen können. Das heißt, der Satellit ermittelt Temperaturfluktuationen der Hintergrundstrahlung im Bereich von einem Millionstel Grad.
Da die Strahlung vorher in Wechselwirkung mit der Materie (Protonen, Elektronen) stand, können Rückschlüsse auf die frühe Materieverteilung gezogen und die Parameter, die die kosmische Entwicklung beschreiben, mit großer Genauigkeit bestimmt werden.

Planck Spacecraft Build-up

From top left to bottom right, the image shows the detailed build-up of the focal plane units (FPUs) of the High Frequency Instrument (HFI) and the Low Frequency Instrument (LFI) as well as the Planck cooling system and the main spacecraft components, from close up at the focal plane out to the entire spacecraft with its telescope, baffle and service module.

 

Zu größerer Darstellung Grafik anklicken.

Quelle:http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=44149


Zur Beobachtung der Strahlung besitzt der Satellit zwei verschiedene Instrumente, das "High Frequency Instrument" (HFI) für den höheren und das "Low Frequency Instrument" (LFI) für den niedrigeren Frequenzbereich. Nachdem die Instrumente kalibriert worden waren, fing das Teleskop am 13. August 2009 mit der regelmäßigen Beobachtung an. Planck soll bis zur Erschöpfung des Kühlmittels bis etwa zum Jahreswechsel 2011/12 arbeiten und in dieser Zeit wenigstens vier vollständige Himmels-Scans liefern. Die erste vollständige Aufnahme des Himmels wurde Juni 2010 fertiggestellt, um jedoch die volle Genauigkeit zu erreichen, war eine Nachbearbeitung nötig. Erste Ergebnisse wurden im Januar 2011 veröffentlicht.
Ziel von Planck ist eine Kartierung der kosmischen Hintergrundstrahlung parallel bei neun Frequenzen zwischen 30 und 857 GHz. Die Winkelauflösung von Planck ist mit Werten zwischen 4 Bogenminuten für die höchsten und 33 Bogenminuten für die niedrigsten Frequenzen wesentlich besser als bei den vergleichbaren früheren Projekten COBE und WMAP.
Gleichzeitig werden Beobachtungen der Vordergrundstrahlung der Milchstraße und von Galaxien gewonnen. Diese Störeffekte müssen zum einen zur Ermittlung der Hintergrundstrahlung sehr gut bekannt sein, sind aber auch von eigenem wissenschaftlichem Interesse z. B. zum tieferen Verständnis der Sternentwicklung.
Das 1921 kg schwere Planck-Teleskop wurde am 14. Mai 2009 zusammen mit dem Infrarotteleskop Herschel durch eine Ariane 5 ECA von Kourou aus in den Weltraum gebracht. Nach dem Brennschluss der Oberstufe wurden der Planck-Satellit um 13:40 UTC wenige Minuten nach dem Herschel-Teleskop auf einer hochelliptischen Erdumlaufbahn zwischen 270 und 1.197.080 km Höhe, die 5,99° zum Äquator geneigt ist, ausgesetzt, von der aus er mit einem kleinen Bahnmanöver seine Lissajous-Bahn um den Lagrange-Punkt L2 des Erde-Sonne-Systems erreichte.

Planck images a galactic web of cold dust

Planck's ability to measure the temperature of the coldest dust particles will provide an important indicator of the physical processes at play in the interstellar medium, and in regions of star formation.

The image above covers a portion of the sky about 55 degrees in total extent. It is a three-colour combination constructed from Planck's two highest frequency channels (557 and 857 GHz, corresponding to wavelengths of 540 and 350 micrometres), and an image at the shorter wavelength of 100 micrometres obtained with the Infrared Astronomical Satellite (IRAS). This combination effectively traces the dust: reddish tones correspond to temperatures as cold as 12 degrees above absolute zero, and whitish tones to significantly warmer ones (of order a few tens of degrees) in regions where massive stars are currently forming. Overall, the image shows local dust structures within 500 light years of the Sun.

This Planck image was obtained during the first Planck all-sky survey which began in mid-August 2009. By mid-March 2010 more than 98% of the sky had been observed by Planck. Because of the way Planck scans the sky, 100% sky coverage for the first survey will not be completed until late-May 2010.

Zu größerer Darstellung Grafik anklicken.

Quelle: http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=46707

Weitere Informationen:

Plancksches Strahlungsgesetz

Engl. Planck's radiation law; nach Max Planck (1858-1947) benanntes Gesetz: Jeder Körper mit einer Temperatur größer als der absolute Nullpunkt (0 K / -273,15 °C) sendet elektromagnetische Strahlung aus, die in Relation zur Temperatur des Körpers und zur Wellenlänge steht:

,
h=6,626176•10-34 Js (Plancksches Wirkungsquantum),
=Frequenz,
c=Lichtgeschwindigkeit,
k=1,381•10-23 J/K (Boltzmann-Konstante),
T=Temperatur

Damit wird die spektrale Energieverteilung der Strahlung eines schwarzen Körpers beschrieben. In der Fernerkundung ist das Plancksche Strahlungsgesetz u.a. bei der Konzeption von Sensoren von Bedeutung. Es dient dabei zur Bestimmung der Energiemaxima strahlender Körper (Sonne, Erde), da passive Fernerkundungsverfahren lediglich die reflektierten Anteile dieser Strahlung aufzeichnen. Das Plancksche Strahlungsgesetz verdeutlicht, daß mit höheren Temperaturen das Maximum der spektralen Emission zu kürzeren Wellenlängen verschoben wird. Das Maximum der extraterrestrischen Sonnenstrahlung (T 5900 K) liegt demnach bei etwa 0,47 µm, während die Erde (T 290 K) ihr Strahlungsmaximum bei ca. 9,7 µm besitzt. Die Kurven der Schwarzkörperstrahlung in folgender Abbildung verdeutlichen dies.

Spektrale Strahlungsverteilung bei verschiedenen Oberflächentemperaturen







Quelle: Lexikon der Geowissenschaften
Plattform

Syn. Fernerkundungsplattform; statische oder bewegte Trägerkonstruktion, auf der ausschließlich oder unter anderem Sensorsysteme der Fernerkundung oder der Photogrammetrie installiert sind zur photographischen oder elektronischen Bildaufnahme, für Radaraufnahmen oder geophysikalische Aufnahmen eines Objektes. Im einfachsten Fall ist dies eine kleine, auf Fahrzeuge montierte Beobachtungsplattform; aber in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle wird es sich um fliegende Plattformen handeln, angefangen von Ballonen über Drohnen, Flugzeuge, Hubschrauber, Luftschiffen bis hin zu Raumschiffen und Satelliten.
Der Typus der Plattform wird dementsprechend auch von den spezifischen Parametern der Sensorsysteme bestimmt. Plattformen bei der Luftbildaufnahme sind in der Regel Flugzeuge sowie Hubschrauber. Für Beobachtungen aus dem Weltall werden u.a. Satelliten, Raketen, Raumschiffe oder Raumstationen als Plattformen verwendet. In der terrestrischen Photogrammetrie ist die Plattform der Kamera im allgemeinen ein Stativ. Die Plattformgeschwindigkeit und die Flughöhe der Plattform sind wichtige Parameter bei der Erfüllung der Zeilenpassbedingung. Das Verhältnis dieser beiden Größen beeinflußt auch die rauschäquivalente Strahlungsleistung NEP (Noise Equivalent Power) der Detektoren.
Bodengebundene Plattformen können z.B. Geräte tragen, die nach dem SODAR- oder nach dem RADAR-Prinzip arbeiten und in der Meteorologie eingesetzt werden. Dem gleichen Einsatzbereich oder der Umweltüberwachung dienen Sensoren auf statischen Messmasten, von denen aus sowohl in situ-Messungen durchgeführt werden, wie auch Atmosphärenprofile erstellt werden können. Eine ähnliche Zwitterstellung besitzen Ballone.

Pleïades

Optisches Erdbeobachtungssystem bestehend aus zwei identischen Satelliten mit einer Auflösung im 50 cm Bereich. Das Pléiades System verläuft auf einem Phasenorbit und verfügt über eine hohe Wiederholrate um jeden Punkt auf der Erde aufzuzeichnen.

Pleiades Satellit


Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken. - Quelle: CNES

Mass of one satellite:

1 ton

Orbit:

Sun-synchronous

Altitude:

695 km

Payload:

Telescope plus associated electronics
Image compressor
Mass memory
Encryptor
Image telemetry link

Imaging capacity:

Up to 500 images daily, per satellite
Image coverage capability of 2,500,000 km² (965.255 sq. miles) per year

Image resolution:

0.7 m at nadir

Swath:

20 km at nadir

Sie sind die optische Komponente des sowohl für den zivilen als auch für den militärischen Einsatz gedachten italienisch-französischen Orfeo Systems und kleiner, preisgünstigerer und beweglicherer als ihre Vorgänger aus der SPOT-Satellitenserie, die seit 1986 einen ununterbrochenen Dienst bietet und deren Plattform derzeit auch in fast allen europäischen Erdbeobachtungsprogrammen im erdnahen Orbit (insbesondere ERS, Envisat, MetOp und Helios) zum Einsatz kommt. Pléiades nutzt innovative Technologien, wie etwa die erstmals in der europäischen Raumfahrt genutzten Kreiselsystem-Aktuatoren (CMG), die an Bord der Satelliten für unübertroffene Leistungsfähigkeit sorgen.
Der dreiachsenstabilisierte Satellit ist mit einer Kamera mit einem Primärspiegeldurchmesser von 65 cm ausgerüstet, die bei Farb- oder Schwarzweiß-Aufnahmen eine Auflösung von 50 cm und bei multispektralen Fotos eine Auflösung von 2 m erreichen. Die Aufnahmen erfolgen durch fünf Zeilensensoren mit 1500 Pixel Breite für multispektrale und fünf Zeilensensoren mit 6000 Pixel Breite für den panchromatischen Bereich. Die Satelliten und ihre Bahnen wurden so ausgelegt, das sie zusammen jedes Gebiet der Erde mindestens einmal am Tag aufnehmen können. Das Programm wird unter der Verantwortung der französischen Raumfahrtbehörde CNES entwickelt. Astrium ist Hauptauftragnehmer für die Auslegung, Entwicklung, Fertigung und Auslieferung der beiden Satelliten.
Die Satelliten gelangen an Bord von Sojus-Fregat-Raketen vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou aus ins All. Der erste Pleiades-Satellit wurde am 16. Dezember 2011 gestartet.

Weitere Informationen:

Plessetsk (Plessezk)

Russischer Weltraumbahnhof, 800 Kilometer nördlich von Moskau und 180 Kilometer südlich der Gebietshauptstadt Archangelsk am Polarkreis gelegen. Die Startkomplexe befinden sich inmitten dichter Nadelwälder.
Plessetsk war lange Zeit eine der geheimsten Raketenbasen der Sowjetunion. Anfang 1957, zehn Monate vor dem Start des ersten Sputniks der Welt, beschlossen die Militärs, im hohen Norden eine operative Raketenbasis – Deckname „Angara“ – zu errichten. Sie wollten für ihre mit Atombomben bestückten Interkontinentalraketen eine möglichst kurze Flugtrasse über den Nordpol in Richtung Nordamerika haben. Plessetsk galt hierzu ein idealer Standort.

Lage des Kosmodroms Plessetsk Taiga der Region Plessetsk Kosmodrom am Polarkreis
Quellen: http://www.eurockot.com/ - http://www.esa.int/esaCP/SEM9YK4AD1G_Germany_1.html

Am 17. März 1966 wurde von Plessetsk der erste Satellit gestartet. Eine Wostok-Trägerrakete beförderte einen Zenit-2-Fotoaufklärungssatelliten unter dem Namen Kosmos 112 in eine subpolare Erdumlaufbahn. Die hohe Bahnneigung von 72 Grad fiel westlichen Beobachtern sofort ins Auge. Sie bestimmten den Startort im Gebiet Archangelsk am Polarkreis und nannten ihn nach der einzigen größeren Siedlung in diesem Gebiet – Plessezk. Erst 17 Jahre später, 1983, bestätigte die Sowjetunion offiziell die Existenz von Plessetsk.

In den Folgejahren wurde Plessetsk der meistgenutzte Raketenstartplatz der Sowjetunion. Innerhalb von 35 Jahren wurden mehr als 1500 Trägerraketen, 1900 Satelliten und 500 ballistische Militärraketen gestartet. Trotzdem erhielt Plessetsk erst 1994 durch Präsidentenerlass den offiziellen Status eines Kosmodroms. Im Gegensatz zu Baikonur untersteht Plessetsk bis heute dem Verteidigungsministerium. Ein Teil des Geländes wird bis heute zur Erprobung der modernsten russischen Atomraketen genutzt.
Das Kosmodrom ist einige Dutzend Kilometer von der Stadt Mirny entfernt. Seine Längsausdehnung in West-Ost-Richtung beträgt 82 Kilometer, in Nord-Süd-Richtung 46 Kilometer. Über eine Fläche von 1762 km² verteilen sich neun Startrampen, sieben Montagehallen, eine Sauerstoff-Stickstoff-Fabrik und zwei Betankungsstationen.
In den letzten Jahren ist die Zahl der Einsätze drastisch gesunken. Fehlende Gelder zwingen auch Plessetsk, sich ausländischen Investoren zu öffnen. Den Anfang machte das deutsch-russische Gemeinschaftsunternehmen Eurockot. In den letzten Jahren ist die Politik der Öffnung jedoch wieder zurückgefahren worden.
Die deutlich ausgeprägte Spezialisierung russischer Kosmodrome ist unter der Präsidentschaft von Wladimir Putin 2007 beschlossen worden. Danach soll Plessezk als wichtigstes Kosmodrom zum Start militärischer Nutzlasten und Test neuer militärischer Systeme weiter auf- und ausgebaut werden.  

PO.DAAC

Engl. Akronym für Physical Oceanography Distributed Archive Center; Datenzentrum des JPL zur Archivierung und Distribution von Daten zum physikalischen Zustand der Ozeane. Zu den dokumentierten Parametern zählen: Topographie der Meeresoberfläche, ozeanische Windvektoren, Meeresoberflächentemperatur, Luftfeuchte, Wärmeströme u.w. Sie sind jeweils in Bezug gesetzt zu den relevanten Sensoren bzw. in situ-Messungen.

Weitere Informationen: PO.DAAC (NASA, JPL)

POES

Engl. Akronym für Polar-Orbiting Environmental Satellite (polarumlaufender Umweltsatellit); Bezeichnung für die früher unter dem Namen TIROS bekannten Wettersatelliten der NOAA.
Die Satelliten des POES-Satellitensystems umrunden die Erde auf polnahen Orbits 14,1 Mal pro Tag.
Gegenwärtig (2011) betreibt die NOAA fünf polarumlaufende Satelliten. Eine neue Serie polarer Orbiter mit verbesserten Instrumenten wird mit dem Start von NPP im Mai 2011 und von NPOESS-C1 im September 2014 beginnen.
Der aktuellste Satellit NOAA-19 wurde im Februar 2009 gestartet. NOAA-18, NOAA-17, NOAA-16 und NOAA-15 liefern als Reservesatelliten weiterhin Daten. NOAA-19 ist gegenwärtig der 'operationelle' Satellit.
Bezgl. Details zu den eingesetzten Sensoren siehe TIROS.
Daten von den Satelliten der POES-Serie erlauben neben der täglichen Wetterbeobachtung und -prognose auch Klimaforschung und -vorhersage, die Messung der weltweiten Meeresoberflächentemperaturen, die Sondierung der Atmosphäre bezüglich Temperatur und Feuchte, die Untersuchung der Meeresdynamik, die Beobachtung vulkanischer Aktivität, Waldbrandentdeckung, globale Vegetationsanalyse, Search- and Rescue-Aktivitäten u.w.
Die USA integrieren gegenwärtig ihre verschiedenen polarumlaufenden Umweltsatelliten in ein einheitliches Programm NPOESS.

NOAA-N 19

NOAA-N 19 im Orbit

NOAA-19

Links: Der Satellit kurz vor der Ferstigstellung 2008

Rechts: NOAA-19 im Orbit (künstlerische Darstellung)

Der Korpus des Satelliten ist 4,2 m lang und 1,88 m im Durchmesser. Seine Solarpanele messen 2,73 x 6, 14 m. Der Start erfolgte mit einer Delta-II 7320-10 von Vandenburg Air Force Base aus. NOAA-19 befindet sich auf einer sonnensynchronen Umlaufbahn in 870 km Höhe.
NOAA-19 trägt folgende Instrumente:
Advanced Very High Resolution Radiometer(AVHRR/3) - Advanced Microwave Sounding Unit-A (AMSU-A) - Microwave Humidity Sounder (MHS) - High Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS/4) - Solar Backscatter Ultraviolet Spectral radiometer (SBUV/2) - Space Environment Monitor (SEM/2) - Search and Rescue (SAR) Repeater and Processor - Advance Data Collection System (ADCS)

Quelle: http://www.oso.noaa.gov/poes/index.htm
 

Weitere Informationen:

POET

Engl. Akronym für PO.DAAC Ocean ESIP TOOL; Werkzeug des Jet Propulsion Laboratory zur Online-Darstellung einer großen Zahl von PO.DAAC-Daten.

polare Umlaufbahn

Engl. polar orbit; Umlaufbahn eines Satelliten, die über die Polarregionen hinweg führt (nicht notwendigerweise direkt über die Pole) und damit eine starke Neigung gegenüber der Äquatorebene besitzt. Derartige Satelliten befinden sich in Höhen zwischen 700 und 900 km (Angaben schwankend). Beispielsweise verläuft die Umlaufbahn im Falle der meisten polarumlaufenden Wettersatelliten in Höhen von ca. 850 km über der Erde. Die Umlaufdauer beträgt dann ca. 100 Minuten und pro Tag können 14 Umläufe durchgeführt werden. Während des Fluges von Pol zu Pol dreht sich die Erde unter dem Satelliten hinweg, es werden stets nur Streifen der Erdoberfläche beobachtet. Diese Streifen haben, je nach verwendeter Optik, Breiten von 30 bis 2.600 km (Schwadbreite, engl. swath width). Für die globale Erdbeobachtung müssen die einzelnen Beobachtungsstreifen aneinandergefügt werden.

Scanzeilen polarumlaufender Satelliten - Das Beispiel der US-amerikanischen NOAA (POES)- und DMSP-Satelliten

Umlaufbahnen eines polarumlaufenden Satelliten an einem beliebigen Tag. Zu beachten ist die globale Abdeckung.
Die Orbithöhen sind mit ca. 850 km viel niedriger als jene von geostationären Satelliten.
Die Umlaufdauer beträgt ca. 98-102 Minuten. Somit vollzieht jeder Satellit ca. 14 Umläufe pro Tag.

Die Bodenspur (scan swath) ist etwa 3.000 km breit.
Der Orbit verläuft in Richtung NW. Die Satelliten überqueren nicht genau die Pole, sondern schaffen eine Orbit-Präzession, so dass sie bei jedem weiteren Umlauf einen weiter westlich gelegenen Streifen überfliegen.
Zur Verkürzung der Beobachtungsintervalle werden zwei zeitlich versetzt umlaufende Satelliten eingesetzt.

Quelle: http://apollo.lsc.vsc.edu/classes/remote/lecture_notes/satellite/platforms/index.html

Die Umlaufbahn der Wettersatelliten ist zusätzlich sonnensynchron, dabei werden alle Teile der Erde unter der gleichen Sonnenbeleuchtung, d.h. zur gleichen Ortszeit überflogen. Die Bildstreifen sind damit untereinander direkt vergleichbar. Dieser Orbit wird durch eine leichte Neigung (Inklination) gegenüber einer genauen Pol-zu-Pol-Umlaufbahn erzielt. Alle Satelliten mit einer hohen räumlichen Auflösung gehören zu diesem Typ.

Der nordwärtige Teil eines polarumlaufenden Orbits wird ascending pass (aufsteigender Durchgang) genannt, der Süd-gerichtete descending pass (absteigender Durchgang). Ist der Orbit gleichzeitig sonnensynchron, so befindet sich der ascending pass höchstwahrscheinlich auf der Schattenseite der Erde, während der descending pass auf der sonnenbeschienenen Seite verläuft. Aktive Sensoren, die ihre Beobachtungsgebiete selbst "beleuchten" oder passive Sensoren die emittierte (z.B. thermale) Strahlung aufzeichnen, können auch im ascending pass die Erdoberfläche abbilden.

Links: Polnahe Umlaufbahn

Sie ist so bezeichnet wegen der Neigung des Orbits in Bezug auf eine Linie, die Nord- und Südpol verbindet. Viele der Satelliten mit dieser Umlaufbahn sind bewegen sich gleichzeitig sonnensynchron, d.h. sie überfliegen jedes Gebiet der Erde immer zu einer konstanten Zeit (local sun time).

Dies garantiert gleichbleibende Beleuchtungsbedingungen, wichtig bei der Beobachtung von Veränderungen oder dem Zusammensetzen von benachbarten Bildern (mosaicking).

Rechts: Auf- und absteigende Bewegungsrichtung bei polarumlaufendem Orbit

Die meisten der heutigen Erbeobachtungssatelliten bewegen sich auf polnahen Umlaufbahnen, was bedeutet, dass die Satelliten auf der einen Seite der Erde sich nordwärts bewegen und dann in Richtung Südpol auf der zweiten Hälfte des Orbits. Dies bezeichnet man als aufsteigende bzw. absteigende Bewegungsrichtung. Wenn der Orbit gleichzeitig sonnensynchron ist, überstreicht die aufsteigende Bahnhälfte höchstwahrscheinlich die dunkle Seite des Globus, wohingegen die absteigende Bahnhälfte die sonnenbeschienene Seite überfliegt.
Quelle: http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/resource/tutor/fundam/chapter2/02_e.php

Auf- und absteigende Bewegungsrichtung bei polarumlaufendem Orbit

Die Vorteile polarumlaufender Satelliten liegen in der - im Vergleich mit geostationären Satelliten - höheren geometrischen Auflösung, und sie können den gesamten Globus abbilden, wenn auch nicht zeitgleich. Ferner erfassen sie auch die Polarregionen, und sie bieten die Möglichkeit, Instrumente zum Einsatz zu bringen, die nicht effizient im geostationären Orbit eingesetzt werden können (z.B. derzeit die Mikrowellensondierung mit AMSU, MHS).
Der wesentlichste Nachteil polarumlaufender Satelliten liegt in ihrer Unfähigkeit, kontinuierliche Daten von einer bestimmten Region zu liefern.

Typische polarumlaufende Satelliten sind:

Polarimetrie

Verfahren der Radarerkundung, bei dem Mikrowellen verschiedener Polarisation ausgesandt und empfangen werden.

Polarisation

Engl. polarization; Polarisation beschreibt die Richtung des elektrischen Vektors in einer elektromagnetischen Welle. Eine Welle nennt man unpolarisiert, wenn der elektrische Vektor eine zufällige Orientierung hat, so dass seine Richtung nicht vorhergesagt werden kann.

Bei digitalen photogrammetrischen Systemen ist Polarisation ein Betrachtungsprinzip, bei dem zur Erzeugung eines 3-D-Effektes leichte Polarisationsfilter eingesetzt werden. Diese trennen eine linke und eine rechte Projektion, was dazu führt, dass die zwei Bilder Polarisationen aufweisen, die lotrecht zueinander stehen. Zur Betrachtung ist eine spezielle Brille vonnöten, die im Wesentlichen wie die Anaglyphenbrille wirkt.

Prinzip einer 3-D-Projektion Prinzip einer 3-D-Projektion Quelle: unbekannt
POLDER

Engl. Akronym für Polarization and Directionality of the Earth's Reflectances; von CNES entwickeltes, abbildendes Radiometer zum Einsatz auf ADEOS .
POLDER liefert die ersten globalen und systematischen Messungen der vom System Erde/Atmosphäre reflektierten Sonnenstrahlung in Bezug auf deren Spektrum, Richtung und Polarisation.

Weitere Informationen:

Potsdamer Kartoffel

Populäre Bezeichnung für die auf einem Modell des GFZ Potsdam beruhende Darstellung der Erdgestalt. Das Modell seinerseits basiert auf Daten der Satellitenmissionen CHAMP und GRACE zur Vermessung des Schwerefeldes der Erde.

Geoid Potsdamer Kartoffel (Geoid)

Variationen des Erdschwerefelds ausgedrückt durch Geoidundulationen
(blau:-100m...gelb:0m...violett:+80m)

Zu größerer Darstellung Grafik anklicken.

Quelle: http://www.gfz-potsdam.de/pb1/pg3/index_S13d.html

Weitere Informationen:

PRARE

Engl. Akronym für Precise Range and Range Rate Equipment; in Deutschland entwickeltes Mikrowellensystem zur Bestimmung der Satellitenposition und zugleich ein wertvolles Werkzeug für die Geowissenschaften. Es ist im seit 1995 aktiven, europäischen Satelliten ERS-2 im Einsatz.

Die von PRARE gesammelten Daten erlauben eine genauere Bestimmung des Erdschwerefeldes. Ausserdem können durch exakte Ermittlung der Koordinaten der Bodenstationen und deren zeitlicher Änderung geophysikalische Prozesse wie die Kontinentaldrift oder die Gezeiten des festen Erdkörpers besser erfasst werden. Weiterhin können Ausbreitungseffekte der Mikrowellensignale, insbesondere mit Blick auf die ionosphärische Refraktion, genauer untersucht werden. Nicht zuletzt können auch Deformationen der Erdoberfläche im Bereich von Vulkanen oder in erdbebengefährdeten Gebieten kontinuierlich beobachtet und zentral überwacht werden.

Prare PRARE and Laser Retro-reflector

 

 

Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken.

 

Quelle: http://earth.esa.int/rootcollection/eeo4.10075/ERS1.6.html

PRARE hat gegenüber den bisher hauptsächlich verwendeten Lasersystemen mehrere Vorteile: als Mikrowellensystem ermöglicht es Allwetter- sowie Tag- und Nachtbetrieb bei annähernd vergleichbarer Genauigkeit. Dazu kommt, dass die Bodenstationen des Systems kostengünstig und mobil sind. Das gesamte System arbeitet vollautomatisch, die Daten inklusive der Korrekturdaten und der Wetterdaten von den Bodenstationen werden ohne menschlichen Eingriff über den Satelliten übertragen. Dadurch ist der Aufbau eines globalen Messnetzes technisch einfach und kosteneffektiv möglich.

Die Hardware für die PRARE-Bodenstation wurde entwickelt und gebaut von Dornier GmbH, heute EADS Astrium, Immenstaad, für das Software-Design war das Deutsche Geodätische Forschungsinstitut (DGFI), München und später das Geoforschungszentrum (GFZ), Potsdam verantwortlich.

Precision Farming (PF) und Fernerkundung

Engl. für Teilschlagbezogene Landwirtschaft; Konzept zur Anpassung der Landbewirtschaftungsmaßnahmen an die Variabilität der Standort- und Bestandsparameter mit den ökonomischen Zielen der Einsparung von Betriebsmitteln, der Erhöhung der Ertragssicherheit und -qualität und der ökologischen Zielsetzung einer nachhaltigen, integrativen und umweltschonenden Landwirtschaftt. Alternative Bezeichnungen sind im deutschen und internationalen Umfeld mit Teilschlagbewirtschaftung, Computer-Aided Farming (CAF), Lokalem Ressourcenmanagement u.a. zu finden.

Die Begriffe Precision Farming und Precision Agriculture (PA) werden vielfach synonym gebraucht, wobei im amerikanischen Sprachraum eher von PA im europäischen eher von PF gesprochen wird. Bei einer möglichen Differenzierung wäre PF für Maßnahmen im Pflanzenbau zu verwenden, PA könnte als übergeordnete Einheit gesehen werden, die neben dem Pflanzenbau auch die Bereiche Precision Livestocck Farming (Tierhaltung), Precision Viticulture (Weinbau) usw. (z.B. Gartenbau, Forst) umfasst.

Derartige Konzepte sind seit Anfang der neunziger Jahre mit der Verfügbarkeit von Positionierungssystemen wie dem GPS und raumbezogenen Erfassungs- und Auswertesystemen wie GIS realisierbar. Sie spielen sich dann eher im mittleren bis großen Maßstabsbereich ab.

Gegenwärtig wird bereits intensiv modernste Sensorik an Bord landtechnischer Fahrzeuge so z.B. Bildsensoren (CCD-Sensor) zur Unkrauterkennung, Steuerungssensoren für Dünge- und Pflanzenschutzapplikation, Korndurchsatzmeßsensoren beim Mähdrusch usw. genutzt, die eine standortspezifische Düngezufuhr bzw. Ernteertragserhebung ermöglichen. Die Kopplung mit Real-time-Kinematic-Differenzial-GPS-Empfängern (RTK-DGPS) erlaubt die exakte geodätische Positionierung des landwirtschaftlichen Sensors auf der Teilfläche. Genauigkeitsvorstellungen liegen üblicherweise im 1 m bis 5 m-Bereich. Anwendungsfelder des Precision Farming sind die Ertragskartierung, Pflanzenschutz- und Düngemittelapplikationen, Bodenprobenahme, Dokumentation für Agrarsubvention und die Entscheidungsunterstützung für durchzuführende Bewirtschaftungsmaßnahmen auch und gerade unter Berücksichtigung ökologischer Faktoren. Gerade für größere landwirtschaftliche Betriebe mit hoher Heterogenität in den Schlägen sowie bei Lohnunternehmen und Maschinenringen lohnt sich die Anwendung des Precision Farming. Einsparungspotenziale ergeben sich für den Betrieb durch geringere Dünge- und Pflanzenschutzmengen, aber auch in Form von Treibstoffeinsparungen durch GPS-gestützte Kontrolle der Maschinenlogistik. Der Übergang zur kompletten teilflächenspezifischen Bewirtschaftung dauert nach Experten jedoch noch einige Jahre, da das Zusammenspiel der technischen Individuallösungen mit der Betriebssoftware noch nicht zufriedenstellend gelöst ist.
Weitere Informationen:

PRIRODA

Fernerkundungsmodul an der inzwischen verglühten Raumstation MIR.
Bei der PRIRODA-Mission wurde das gesamte verfügbare Strahlungsspektrum vom nahen Ultraviolett über das sichtbare Licht, Infrarot bis zum Mikrowellenbereich aufgenommen. Möglich wurde das durch eine Vielzahl der zum Einsatz kommenden Sensoren und Instrumente. An der Datennutzung sind auch deutsche Einrichtungen beteiligt. Einige ihrer wissenschaftlichen Zielsetzungen sind:

  • Untersuchung regionaler hydrologischer Zyklen im Hinblick auf Feuchte, Verschmutzung und Transport
  • Schätzungen von Regenmengen
  • Kartierung der Veränderung des Regenwaldes
  • Ermittlung der Ozean-Bioproduktivität
  • Ermittlung des Einflusses der Urbanisierung auf Ökosysteme
  • Untersuchungen der Raum-Zeit-Dynamik von Agrar-Ökosystemen
  • Beobachtung ökologisch gefährdeter Gebiete im Braunkohlentagebau
  • Identifikation von Pflanzenarten und deren Vitalität
Proba-1

Engl. Akronym für Project for On-Board Autonomy; 2001 gestarteter, experimenteller Technologiesatellit der ESA zur Erderkundung. Im Vordergrund steht die erhöhte Leistungsfähigkeit des waschmaschinengroßen Kleinsatelliten durch bordautonome Systeme sowie die Reduktion der Betriebsaufgaben im irdischen Kontrollzentrum. Der Satellit hält seinen Kurs mit Hilfe von GPS. Da er sich jedoch im Verhältnis zu den GPS-Satelliten mit hoher Geschwindigkeit bewegt, ist Proba zusätzlich mit dem Advanced Stellar Compass (ASC) ausgerüstet, der die genaue Position des Satelliten anhand von Sternenkarten berechnet.
Hauptinstrument ist ein hochauflösendes bilderzeugendes Spektrometer aus Großbritannien namens CHRIS (Compact High Resolution Imaging Spectrometer). CHRIS liefert Bilder mit einer Auflösung von bis zu 18 m pro Bildpunkt. Parallel zu den Spektrometerdaten liefern zwei im sichtbaren Bereich operierende Kamerasysteme aus Belgien benutzerfreundliche Aufnahmen der Erdoberfläche, die Wide Angle Camera (WAC) und die High Resolution Camera (HRC). Letztere mit einer Bodenauflösung von 10 m.
Zur wissenschaftlichen Nutzlast gehören SREM und DEBIE, zwei Detektoren zur Messung der kosmischen Strahlung (Standard Radiation Environment Monitor) sowie zur Erfassung von Weltraum-Müll und Staubpartikeln (Debris In-Orbit Evaluator). Hinzu kommen diverse Untersysteme, wie beispielsweise ein neuentwickelter Sternensensor, ein GPS-Empfänger und vier Antennen.

Proba-1Proba Ätna-Krater (30.10. 2002) Ätna-Krater (30.10. 2002)

Aufnahme des Ausbruchs mit dem CHRIS-Spektrometer auf Proba
Für höhere Auflösung hier klicken

Quelle: http://asimov.esrin.esa.int:8766

Weitere Informationen:

Proba-2

Engl. Akronym für Project for On-Board Autonomy; zweiter Kleinsatellit der ESA, der entsprechend dem Konzept von Proba ( Projekt für Bordautonomie) autonom und kostengünstig operiert. Der Start des 130 kg schweren und 0,6×0,6×0,8 Meter großen boxförmigen Satelliten auf eine sonnensynchrone Umlaufbahn in 700 km Höhe erfolgte am 2. November 2009 zusammen mit dem SMOS-Satelliten an Bord einer Rockot-Rakete vom russischen Weltraumbahnhof Plessezk aus.
Proba-2 testet neue Lithium-Ionen-Batterien, eine verbesserte Datenerfassung und -verarbeitung, leichte Strukturelemente auf Basis von Aluminium und CFK, eine verbesserte Lageregelung durch neue Reaktionsräder in Verbindung mit GPS-Empfängern und Sternsensoren die auch bei der BepiColombo eingesetzt werden sollen, und mit Xenon und Stickstoff betriebene Resistojets für die Bahnregelung. Laserreflektoren ermöglichen die genaue Positionsbestimmung von der Erde aus.
Ferner untersucht Proba-2 mit je zwei Experimenten die Sonnenstrahlung und das vom Sonnenwind erzeugte Plasma in der Magnetosphäre der Erde (Weltraumwetter).
Insgesamt waren zehn europäische Länder und Kanada am Bau von Proba-2 beteiligt.

Weitere Informationen:

Proba-3

Engl. Akronym für Project for On-Board Autonomy; dritte, dieses Mal aus zwei Satelliten bestehende Kleinsatellitenmission der ESA, die entsprechend dem Konzept von Proba ( Projekt für Bordautonomie) autonom und kostengünstig operiert, und die sowohl wissenschaftliche Aufgaben hat, als auch zu Test- und Demonstrationszwecken neuer Technologien, z.B. Tandemflug, dient. Dementsprechend ist Proba-3 die erste ESA-Mission mit engem Formationsflug der zwei Satelliten. Dabei wird ein Satellit die Sonne für den nachfolgenden Satelliten verdecken, um diesem zu ermöglichen, die ansonsten nicht sichtbare Korona zu beobachten.

Proba-3

The paired Proba-3 satellites will have a highly elliptical orbit with an apogee (or top of orbit) of 60,524 km and perigee of 800 km. Coronagraph observation based on forming an artificial eclipse between the two satellites as well as active formation flying experiments taking place towards apogee, with passive formation flying taking place as the satellites circle closer to Earth.

Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken.

Quelle: http://www.esa.int/SPECIALS/Proba/SEMOER4PVFG_0.htm

Weitere Informationen:

Proba-V

Engl. Akronym für Project for On-Board Autonomy Vegetation; vierte Kleinsatellitenmission der ESA, die abweichend vom bisherigen Konzept von Proba sowohl operationelle Aufgaben hat, als auch zu Experimintalzwecken dient, und damit die Bedürfnisse einer bestehenden Nutzergemeinde erfüllt. Das 'V' steht für 'Vegetation': Proba-V wird eine zehnfach verkleinerte, aber leistungsfähigere Version des gleichnamigen Instruments tragen, das gegenwärtig an Bord der Spot-Satelliten seinen Dienst tut, und einen täglichen Überblick über das globale Vegetationswachstum liefert. Ziel der Mission ist, die Datenkontinuität auch nach dem Ende der SPOT-Missionen zu gewährleisten.

Weitere Informationen:

 
Pushbroom Scanner

Syn. Along-Track-Scanner; Bildaufnahmesystem, welches ein Bild aus mehreren simultan aufgenommenen Zeilensensoren (linear arrays) zusammensetzt. Die erste Nutzung dieses Grundprinzips fand mit dem HRV-Sensor an Bord des SPOT-Satelliten 1986 statt.

Pushbroom Scanner



Er erfasst die Pixel einer gesamten Zeile gleichzeitig und erstellt durch Aneinanderfügen der einzelnen Zeilen eine flächenhafte Szene.



 

Quelle: IGF


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