COSPAS-SARSAT
COSPAS-SARSAT ist ein zwischenstaatliches, satellitengestütztes Such- und Rettungssystem zur Erfassung und Lokalisierung von Notfunkbaken EPIRB (Emergency Position Indicating Radio Beacon) für Schiffe, ELT (Emergency Locator Transmitter) für Luftfahrzeuge und PLB (Personal Locator Beacon) für die persönliche Verwendung. Es basiert auf der Technik des Argos-Systems.
Die russische Abkürzung COSPAS steht für Cosmicheskaya Sistyema Poiska Avariynich Sudow (Weltraumsystem für die Suche nach Schiffen in Seenot); die englische Abkürzung SARSAT bedeutet Search and Rescue Satellite - Aided Tracking (Satellitenortungssystem für den Such- und Rettungsdienst).
Es handelt sich um ein Kooperationsprogramm von 45 Nationen, das 1979 von Kanada, Frankreich, den Vereinigten Staaten und der früheren Sowjetunion ins Leben gerufen wurde. COSPAS-SARSAT leitet Notfallortungsdaten, sogenannte SAR-Daten (Search and Rescue), an die Behörden in jedem der 45 Unterzeichnerstaaten weiter, um Such- und Rettungsaktionen zu ermöglichen. Derzeit sind 62 Satelliten im Rahmen des Programms in Betrieb.
Die Entfernung jedes der Cospas-Sarsat-Satelliten von der Erde und die Art ihrer Umlaufbahn bestimmen, welche Standortinformationen sie liefern können und wie schnell die Standortgenauigkeit bestimmt und bestätigt werden kann.
| Satellitendistanzen von der Erde |
Die unterschiedlichen Satellitensysteme
Die Satelliten können entsprechend ihrer Umlaufbahn entweder als LEOSAR-Satelliten (Low Earth Orbit SAR), GEOSAR-Satelliten (Geostationary Earth Orbit SAR) oder MEOSAR-Satelliten (Medium-altitude Earth Orbit SAR) kategorisiert werden. Diese Satelliten erfüllen weitere Aufgaben, darunter Wetter- und Klimaüberwachung, Kommunikation und Navigation.
| LEOSAR | Eine niedrige Erdumlaufbahn/polare Umlaufbahn ermöglicht es den Satelliten, die gesamte Erdoberfläche zu beobachten, während sie sich unter ihnen dreht. Die meisten dieser Umlaufbahnen befinden sich in einer Höhe von ca. 800 km und benötigen etwa 100 Minuten, um die Erde zu umrunden. Die sonnensynchrone Umlaufbahn ist ein Sonderfall einer polaren Umlaufbahn mit einer Neigung von 98,7 Grad, die sich genau mit der erforderlichen Geschwindigkeit (~ 1 Grad pro Tag) präzidiert, um in derselben lokalen Zeitebene zu bleiben, während sich die Erde um die Sonne dreht. Die Hauptaufgabe von Satelliten in niedriger Erdumlaufbahn (LEO) besteht darin, das Wetter, die Umwelt und das Klima der Erde zu überwachen. Diese Satelliten, die unter dem Namen LEOSAR bekannt sind, können weltweit aktivierte 406-Notfunkbaken erkennen und lokalisieren. Tatsächlich waren sie die erste Satellitenkategorie, die SAR-Instrumenten-Nutzlasten transportierte, als Anfang der 1980er Jahre die Idee der satellitengestützten Suche und Rettung (SARSAT) umgesetzt wurde. Ihre Umlaufbahnen sind um 99 Grad zum Äquator geneigt, was bedeutet, dass LEO-Satelliten in einer polaren Umlaufbahn fliegen. Da sich LEOs in der Nähe der Erde befinden, „sehen“ sie aufgrund des begrenzten Sichtfelds der Antennen an Bord jedes Satelliten weniger Gebiet. Aufgrund ihrer geringen Höhe und der relativ geringen Anzahl von Satelliten in dieser Konstellation müssen LEOSAR-Satelliten über einem aktivierten Notfunkfeuer fliegen, um das Signal zu empfangen, und sich dann in Sichtweite einer LEOLUT (Bodenstation) befinden, um das Signal zu übertragen. Dies wird als nicht kontinuierliche Abdeckung bezeichnet. LEOSAR-Satelliten sind mit einem Such- und Rettungsprozessor (SARP) ausgestattet, der 406-MHz-Signale empfängt und die Frequenz und den Zeitpunkt des Signalempfangs aufzeichnet. Diese Informationen werden in einem Such- und Rettungsrepeater (SARR) gespeichert, bis sie auf einen LEOLUT heruntergeladen werden können. Es erfolgt keine Positionsverarbeitung an Bord. Die LEOSAR-Satelliten können mithilfe einer Methode namens „Doppler-Verschiebung“ (Dopplereffekt) den Standort eines 406-MHz-Notfunkbaken berechnen. Die Berechnung eines Standorts mithilfe der Doppler-Verschiebung setzt voraus, dass sich der Satellit bewegt. LEOSAR-Konstellationen umfassen: - NOAA Polar Orbiting Environmental Satellites (POES) – known as ‘SARSAT’ - ESA/EUMETSAT Polar Orbiting Meteorological Satellites (MetOp) – also known as “SARSAT”. |
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| MEOSAR | GNSS-Satelliten der globalen Positionierungssysteme GPS, GLONASS und Galileo operieren in einer mittleren Erdumlaufbahn in einer Höhe zwischen 19.000 und 24.000 km. Die Konstellation besteht aus mindestens 24 Satelliten, die so in Umlaufbahnen angeordnet sind, dass zu jeder Zeit mindestens vier mit SAR ausgestattete Satelliten von jedem Ort der Erde aus sichtbar sind. Reverse-Triangulationsalgorithmen, die die Frequenzdifferenz der Ankunft (FDOA) und die Zeitdifferenz der Ankunft (TDOA) nutzen, ermöglichen eine nahezu sofortige globale Erkennung und Positionsbestimmung nach einem einzigen Beacon-Burst. MEOSAR bietet eine verbesserte Notfallalarmierung, die sich durch eine nahezu sofortige weltweite Erkennung von Notfunkbaken, eine verbesserte Ortungsgenauigkeit, ein hohes Maß an Redundanz und Verfügbarkeit, robuste Funkbaken-Kommunikationsverbindungen und eine verbesserte Flexibilität gegenüber Hindernissen und Störungen auszeichnet. Mit verkürzten Erkennungszeiten und erhöhter Genauigkeit wird MEOSAR nicht nur zu einer Kostensenkung führen, sondern vor allem dazu beitragen, mehr Menschenleben zu retten. MEOSAR bietet Cospas-Sarsat eine verbesserte Notfallalarmierungsfunktion, die sich durch eine nahezu sofortige weltweite Erkennung von Notfunkbaken, eine verbesserte Ortungsgenauigkeit, ein hohes Maß an Redundanz und Verfügbarkeit, robuste Funkbaken-Kommunikationsverbindungen und eine verbesserte Flexibilität gegenüber Hindernissen und Störungen auszeichnet. MEOSAR ergänzt die bestehenden Systeme LEOSAR und GEOSAR und ersetzt nach und nach das LEOSAR-System als primäre Satellitenarchitektur für Cospas-Sarsat. MEOSAR-Konstellationen umfassen: - United States’ Global Positioning System Satellites (GPS) - European Space Agency Galileo Global Positioning Satellites - Russia’s Globalnaya Navigazionnaya Sputnikovaya Sistema (Glonass) Satellites |
| GEOSAR | Ein Satellit in einer geostationären Umlaufbahn befindet sich in einer Höhe von 35.890 Kilometern. Der Satellit bewegt sich in einer kreisförmigen Umlaufbahn in der Äquatorialebene um die Erde mit derselben Geschwindigkeit, mit der sich die Erde dreht. Aus diesem Grund scheint er über einem festen Punkt auf der Erdoberfläche zu bleiben. Diese Position ist ideal für die ununterbrochene Beobachtung des Wetters oder der Umweltbedingungen in einem bestimmten Gebiet. GEO-Satelliten mit SAR-Nutzlasten an Bord werden als GEOSAR-Satelliten bezeichnet. Aufgrund ihrer globalen Abdeckung sind diese GEO-Satelliten in der Lage, ein aktiviertes 406-MHz-Notsignal sofort zu erkennen und zu identifizieren. Es gibt 9 aktive GEO-Satelliten mit SAR-Nutzlasten. Die GEOSAR-Satelliten können zwar keine unabhängige Ortung eines 406-MHz-Notfunkbaken liefern, aber sie ermöglichen eine nahezu sofortige Erkennung. Im Durchschnitt bieten die GEOSAR-Satelliten gegenüber einem LEOSAR-Satelliten einen Zeitvorteil von 46 Minuten bei der ersten Erkennung eines 406-MHz-Notfunkbaken. Allerdings können die geostationären Satelliten keine 406-MHz-Notfunkbaken in den Polarregionen erkennen. GEOSAR-Konstellationen umfassen: - NOAA Geostationary Orbiting Environmental Satellites (GOES) - ISRO Indian National Satellite (INSAT) - ESA Metosat Second Generation (MSG) |
 | Beteiligte Länder am COSPAS-SARSAT-System Karte mit den 45 Ländern und Organisationen, die am Betrieb und der Verwaltung des Systems teilnehmen (2019). Zu den Teilnehmern gehören die vier Vertragsparteien des internationalen Cospas-Sarsat-Programmabkommens (Kanada, Frankreich, Russland und die USA), 30 Bodensegmentanbieter, neun Nutzerstaaten und zwei Organisationen. Quellen: COSPAS-SARSAT |
 | Grundkonzeption des COSPAS-SARSAT Systems
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Weitere Informationen:
- COSPAS-SARSAT Search and Rescue System (NASA GSFC)
- Search and Rescue Satellites (NOAA)
- COSPAS-SARSAT (Startseite)
- COSPAS-SARSAT (eoPortal Directory)
- How the EU Space Programme supports Search and Rescue (EU / Copernicus)
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