ARGOS / ARGOS-DCS

Nach dem vieläugigen Riesen aus der griechischen Mythologie benanntes, 1978 eingerichtetes satellitengestütztes System, um Messdaten von festen Objekten abzufragen, sowie bei nicht ortsfesten Objekten auch von deren Position mit Hilfe des Dopplereffekts.

Argos ist ein Telemetrie-Kommunikationspaket zur Weiterleitung der Daten von Messbojen und anderen weit verteilten automatischen Messeinrichtungen vorwiegend mit dem Ziel des Umwelt-Monitorings. Dieser Funkempfänger ermöglicht die Geolokalisierung von Sendern auf der Erdoberfläche sowie die Datenübertragung von diesen Sendern. Beispielsweise erhalten Zugvögel kleine Sender, um ihre Flugrouten zu verfolgen. DCS steht für Remote Data Collection System. Das Rettungssystem COSPAS-SARSAT ist eine Spezialanwendung von Argos.

Die Transmitter (engl. platform transmitter terminals, PTT), senden eine Trägerfrequenz von 401,65 MHz, auf der sie eine Nachricht von 32 Bytes aufmodulieren. Die Übertragungszeit beträgt 360-920 ms, die Pausen zwischen der Wiederholung des Signals 45-200 s. Die Positionsermittlung erfolgt nach dem Dopplerverfahren. Satelliten empfangen das Signal und leiten es an eine Bodenstation weiter. Aus der Doppler-Frequenzverschiebung ergibt sich die Entfernung von der Signalquelle zum Satelliten. Der Empfang durch mehrere Satelliten und den Vergleich mit Höhenprofilen des Erdbodens führt zu einer eindeutigen Positionsbestimmung mit einer Genauigkeit besser als 150 m.

Zur Zeit empfangen sechs Satelliten die Argos-Signale, davon 3 polarumlaufende NOAA-Satelliten (NOAA-15, NOAA-18, NOAA-19), zwei EUMETSAT-Satelliten (Metop-A & Metop-B) und 1 ISRO-Satellit (Indian Space Research Organization satellite) mit der Bezeichnung SARAL. Die Satelliten umkreisen die Erde auf einer polaren Flugbahn in 850 km Höhe. Ihr Footprint (dt. Fußabdruck, erfasster Bereich auf dem Boden) hat einen Durchmesser von ca. 5.000 km. Sie überfliegen den Äquator ca. 6-7 Mal am Tag, die Polarregion ca. 14 Mal, so dass eine Ortung spätestens nach vier Stunden erfolgt.

Das ARGOS-Telemetriesystem Quelle: eoPortal

Die NOAA (USA), NASA (USA) und CNES nahmen Argos 1978 gemeinsam in Betrieb. Betreiber des Hauptkontrollzentrums in Toulouse ist CLS unter Beteiligung von CNES, das zweite Kontrollzentrum befindet sich in Largo, Maryland (USA). Neben den drei Hauptempfangsstationen – Wallops Island (Virginia, USA), Fairbanks (Alaska, USA) und Lannion (Frankreich) – unterhält Argos mehr als zehn regionale Zentren, verteilt auf allen Kontinenten.

EUMETSAT stattete den Satelliten Metop-A mit Argos-Transpondern der dritten Generation aus. Sie erhöhen die Signalempfindlichkeit um ca. 3 dB, die Datenübertragungsrate auf 4,8 kbps, die Bandbreite von 80 kHz auf 110 kHz und erlauben, nicht nur Daten von den PTT zu empfangen, sondern auch dorthin zu übertragen. Bereits der japanische Satellit ADEOS-II verfügte über diese Möglichkeiten bis zu seinem Ausfall im Oktober 2003.

Während bei den GNSS-Systemen wie GPS der Empfänger auf der Erde seine Position aus der Beobachtung der Satelliten berechnet, ist der Weg bei der Dopplermethode umgekehrt. Ein kleiner Sender schickt ein Signal zu Satelliten, die daraus seine Position bestimmen und über ein Kommunikationsnetz (Telefon, Internet) an mögliche Empfänger weiterleitet. Die Methode erlaubt den Bau kleiner preiswerter Sender. Sie wiegen weniger als 20 g und haben eine Betriebsdauer von einem Jahr und mehr. Für viele Anwendungen ist die Ortsauflösung von weniger als 200 m ausreichend. Auch ist die Kapazität, anders als bei GNSS, begrenzt.

Die Wanderungen von Zugvögeln, Tierherden oder Wassertieren lassen sich verfolgen, genauso wie die Bewegungen von Schiffen oder auch einzelnen Containern. Bojen geben Auskunft über die Oberflächenströmungen der Meere und teilen ortsaufgelöst Wetterdaten wie Temperatur oder Windgeschwindigkeit mit.

PTT, deren Positionen auf der Erde exakt ausgemessen wurden, dienen als Referenzstationen zur Bahnbestimmung der Satelliten. Das System DORIS misst die Flughöhe des Satelliten mit einem Fehler von weniger als 1 cm.

Argos-4

Argos-4 ist die Fortsetzung des ARGOS-Programms von NOAA/CNES zur Erfassung einer Vielzahl von Daten von stationären und mobilen Sendern auf der ganzen Welt. Zu den Anwendungen gehören Umweltüberwachung, Meeresfischerei, maritime Sicherheit, Offshore-Anwendungen und humanitäre Hilfe.

Im Gegensatz zu früheren DCS/ARGOS-Instrumenten auf NOAA-Plattformen und auf Metop befindet sich Argos-4 als "Hosted Payload" an Bord des polarumlaufenden Satelliten GAzelle von General Atomics. Von der neuseeländischen Halbinsel Māhia aus erfolgte am 7. Oktober 2022 der Start des ersten Exemplar einer geplanten Konstellation von 25 ARGOS-4-Satelliten, die bis 2024 realisiert werden soll.

Argos-4 schließt sich einem Netz weiterer Argos-Instrumente an Bord anderer polumlaufender Satelliten an, um eine Vielzahl von Daten sowohl von stationären als auch von mobilen Sendern auf der ganzen Welt zu sammeln. Diese lebenswichtigen Informationen tragen zu einem besseren Verständnis der physikalischen und biologischen Umwelt der Erde bei, einschließlich Wetter und Klima, Artenvielfalt und Ökosysteme, und helfen bei der Sicherheit im Seeverkehr, der Meeresverschmutzung und der humanitären Hilfe. Die über das Argos-System gesammelten Informationen ermöglichen es auch der Industrie, die Umweltschutzvorschriften einzuhalten.

Der GAzelle-Satellit von General Atomics, mit dem Instrument Argos-4 Quelle: NOAA

Weitere Informationen:

• ARGOS - Startseite (CLS)
• ARGOS (NOAA NESDIS)
• ARGOS-3 / A-DCS4 (ARGOS-4) (CEOS EO Handbook)