Instrument

Begriff für ein Gerät zur Sammlung von Informationen über ein Objekt oder ein Phänomen innerhalb des momentanen Gesichtsfeldes eines Sensorsystems ohne mit ihm in direktem Kontakt zu stehen. Im Bereich der Fernerkundung umfasst der Begriff das ganze System inklusive Optik und Datenauslesung. Es kann sich auf einer suborbitalen oder auf einer Satellitenplattform im Orbit befinden..

Die jeweils gewählte Bezeichnung für den Typ eines Messinstruments z. B. auf einem Satelliten resultiert in den meisten Fällen aus der Betonung des wichtigsten Aspekts seiner Anwendung. Unabhängig vom Typ ist der eigentliche Name eines Instruments oder Satelliten individuell, wobei häufig ein Akronym verwendet wird.

Eine neutrale Bezeichnung für einen Instrumententyp, die immer verwendet werden kann, ist Sensor, aber dieser Begriff gilt auch für akustische Fernerkundung oder andere Möglichkeiten einer Signalbestimmung außerhalb der elektromagnetischen Strahlung.

Radiometer ist bei Fernerkundung mittels elektromagnetischer Strahlung eine Bezeichnung, die eigentlich immer passt, sich aber für Geräte zur passiven Messung von Strahlung eingebürgert hat. Geht es primär um die Erfassung von räumlicher Information bzw. Bildinformation, die durch Abtasten eines größeren Areals gewonnen wird, wird von Imager oder auch vom 'Abbildenden Radiometer' oder 'Scanning Radiometer' gesprochen. Die Bezeichnungen 'Scanning Imaging Spectrometer' und Abbildendes Spektrometer kommen auch vor, wobei die Benennung Spektrometer darauf hinweist, dass die Bestimmung von spektraler Information ein ebenso wichtiges Ziel ist wie die flächenhafte Erfassung.

Für Radiometer mit Betonung der spektralen Information sind die Bezeichnungen Spektrometer oder auch Spektroradiometer in Gebrauch und Sounder steht für ein Radiometer, das geeignet ist, die Höhenverteilung einer Atmosphäreneigenschaft zu bestimmen. Da alle Sensoren verschiedene Aspekte abdecken und sowohl räumliche als auch spektrale Information liefern oder auch noch Polarisation messen, ist es oft sinnvoller, einen Sensor gar nicht nach seinem Typ, sondern direkt mit seinem Eigennamen zu benennen. Die individuellen Eigenschaften des Sensors lassen sich dann separaten Beschreibungen entnehmen, wie sie etwa im von CEOS und ESA im Internet publizierten Earth Observing Handbook zu finden sind.

Da bei den aktiven Methoden die zur Messung verwendete Strahlung am Satelliten erzeugt wird, sind die Geräte mehr als ein Radiometer, das heißt mehr als Geräte, die Strahlung nur messen. Hier ist deshalb der allgemeinere Begriff 'Messsystem' angemessen, aber in der Praxis werden für diese Geräte gleich die den Wellenlängenbereich kennzeichnenden Begriffe Lidar und Radar verwendet. Auch hier gilt, dass die dominierende Messaufgabe als Typen bezeichnung benutzt wird. So werden Sensoren, die die Rückstreuung von Oberflächen mittels Mikrowellen messen, als Scatterometer bezeichnet. Altimeter bestimmen die Höhe über Grund, und auch der Begriff 'Abbildendes Radar' kommt vor.

Bei Satelliten, die nur ein Radiometer tragen, steht häufig ein Name synonym sowohl für das Radiometer als auch für den Satellit. Bei Satelliten mit mehreren Sensoren ist es klar, dass der Satellit Träger ist und die verschiedenen Sensoren jeweils eigene Namen haben.

Ein weiterer Aspekt sprachlicher Unterschiede sind die Symbole, die von verschiedenen Gruppen für bestimmte Strahlungsgrößen verwendet werden. So steht bei Lidar-Anwendungen α für den Extinktionskoeffizienten, während hierfür bei Nutzern passiver Radiometer σ_ext verwendet wird. Bei dieser Gruppe steht a für den Ångstrom-Parameter, der die Änderung von Strahlungsgrößen mit der Wellenlänge beschreibt. Der Buchstabe τ wird manchmal für die Transmission verwendet, aber auch für die sogenannte optische Dicke. Und für die Frequenz steht in der DIN der Buchstabe f, während Physiker hierfür üblicherweise das griechische ν benutzen. (nach Sachweh und Köpke 2012)

Messungen mit Hilfe von Fernerkundungsinstrumenten Ein Fernerkundungsinstrument registriert abhängig vom Öffnungswinkel des Sensors im beobachteten Flächenelement (instantaneous-field-of-view, IFOV) Informationen über ein Objekt oder ein Phänomen ohne mit diesem in direktem Kontakt zu sein. Der Sensor befindet sich auf einer suborbitalen Plattform oder auf einem Satelliten. Ein Instrument oder ein Sensor besteht gewöhnlich aus Optik-, Detektor- und Elektronik-Komponenten, die Strahlung aufnehmen und diese in andere Formen umwandeln. Dies kann ein bestimmtes Muster sein (Bild, Profil usw.), eine Warnung, ein Kontrollsignal oder ein anderes Signal. Quellen: Jensen 2009; Kramer 2002

Weitere Informationen:

• Catalogue of Satellite Instruments (The Earth Observation Handbook)