Sentinel

Entwicklung einer Multi-Referenzpunkt-Netz- basierten Auswertemethode zur großräumigen Detektion von Bodenbewegungen mit Sentinel-1 und TerraSAR-X
Projektinformation

Start von Sentinel-1A

Am 3.4.2014 ist der lang erwartete Start von Sentinel-1A erfolgt. Der Satellit wurde von einer Sojus-Trägerrakete vom Raktenstartplatz Kourou, Französisch-Guiana,  um 21:02 GMT erfolgreich in den Orbit befördert. „Sentinel-1A öffnet eine neue Seite in der Implementierung von Copernicus, der 2. Führenden EU-Weltrauminitiative neben dem Galileo-Navigationssystem“ teilte der Generaldirektor der ESA, Jean-Jacques Dordain, mit.

https://earth.esa.int/web/guest/missions/esa-future-missions/sentinel-1/news/-/article/europe-lofts-first-copernicus-environment-satellite

Förderhinweis

Das Vorhaben wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie gefördert, Projektträger ist das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt  (Förderkennzeichen 50EE1203).

Projektziel:

Der von der Europäischen Weltraumorganisation ESA in Kooperation mit der EU entwickelte Radarsatellit Sentinel-1A wird ab 2014 wichtige Daten für das „Global Monitoring for Environment and Security“ (GMES bzw. Copernicus) Programm liefern. Sentinel-1A eröffnet mit dem „Interferometric Wide-Swath Mode“ (250 km breite Bildstreifen, C-Band SAR, Bodenauflösung 5 * 20 m) und einem interferometrischen Zyklus von 12 Tagen neue Perspektiven für das großräumige satellitengestützte Monitoring von Bodenbewegungen. Mit dem Start des zweiten Radarsatelliten Sentinel-1B wird sich ein Zyklus von 6 Tagen ergeben, so dass großflächige Bewegungen der Erdoberfläche (etwa aufgrund von Bergbauaktivitäten) mit bisher unerreichter zeitlicher Auflösung erfasst werden können. Um das volle Potential der Sentinel-1A Datensätze für großräumige PSI-Auswertungen nutzbar zu machen, müssen die bisherigen Auswertestrategien an die neuen technischen Gegebenheiten angepasst werden. Insbesondere erfordert die im Vergleich zu Systemen wie TerraSAR-X oder ENVISAT-ASAR deutlich größere Aufnahmeszene eine verbesserte Kontrolle der Fehlerfortpflanzung, um die gewünschten hohen relativen Genauigkeiten in allen Bereichen der Szene zu garantieren. Zu diesem Zweck sollen in einem neuen Ansatz zur Datenauswertung mehrere Referenzpunkte (geeignete Radarreflektoren) in Verbindung mit zusätzlichen GNSS-Messungen einfliessen. Im Rahmen des vom BMWi (Förderkennzeichen: 50EE1203) geförderten Vorhabens „Entwicklung einer Multi-Referenzpunkt-Netz-basierten Auswertemethode zur großräumigen Detektion von Bodenbewegungen mit Sentinel-1 und TerraSAR-X“ wird am IGMC der TU Clausthal ein Algorithmus entwickelt, der eine geschlossene Auswertung unter Nutzung mehrerer Referenzpunkte, die Integration anderer geodätischer Methoden und eine geschlossene Fehlerbetrachtung ermöglichen soll. Als Untersuchungsgebiet wurde ein Bereich des Landes Nordrhein-Westfalen (NRW) gewählt, das durch teilweise großflächige Bodenbewegungen geprägt ist. Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden am IGMC bis zum Start des Sentinel-1A Satelliten zur Entwicklung und zum Testen des neuen Algorithmus TerraSAR-X-Daten eingesetzt. In Zusammenarbeit mit dem Dezernat 71 der Bezirksregierung Köln ist geplant, drei SAPOS-Stationen im Untersuchungsgebiet mit Corner Reflektoren zu koppeln. Zusätzlich sollen drei Pegelstationen von der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) in Zusammenarbeit mit dem Wasser- und Schifffahrtsamt Duisburg-Rhein mit GNSS-Stationen und vom IGMC mit Corner Reflektoren ausgerüstet werden. An einzelnen Standorten ist zusätzlich der versuchsweise Einsatz von Radartranspondern vorgesehen. Ein weiterer Kooperationspartner ist das Dezernat 63 der Bezirksregierung Arnsberg. Mit Hinblick auf die aktuelle Forderung nach mehr Transparenz und verbesserter, webbasierten Zugriffsmöglichkeit auf Geo-, Umwelt- und Monitoringdaten sollen die Ergebnisse der großräumigen Auswertungen in einem exemplarischen Bodenbewegungskataster zusammengefasst werden. Die Katastersoftware soll mittels der von ArcGIS bereitgestellten Programmierschnittstellen sowie .NET-Technologie entwickelt und für die Weiternutzung als Web-Map-Client in Geodateninfrastrukturen über OGC-konforme Web Services vorbereitet werden.

Laufzeit:

01.08.2012 bis 31.07.2015

Ansprechpartner:

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Busch
Tel. +49 (0) 5323/72-2076
E-Mail: wolfgang.busch@tu-clausthal.de

Dr. rer. nat. Steffen Knospe
Tel. +049 (0) 5323/72-2794
E-Mail: steffen.knospe@tu-clausthal.de

Dr. phil. Andre Brall
Tel. +049 (0) 5323/72-2965
E-Mail: andre.brall@tu-clausthal.de

Projektpartner:

  • Dezernat 71 der Bezirksregierung Köln
  • Dezernat 63 der Bezirksregierung Arnsberg
  • Referat M5,  Geodäsie, Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG)

Links zum Thema, GMES, Sentinel-1A, zum BMWi und dem DLR:

Überblick über die SAR Interferometrie: http://earth.esa.int/workshops/ers97/program-details/speeches/rocca-et-al/

Global Monitoring for Environment and Security (GMES):  http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/GMES/Overview3

Sentinel-1A: http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/GMES/Sentinel-1

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie  (BMWi).: http://www.bmwi.de/

The German Center for Aerospace: http://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10002/

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