Earth Ressource Satellites

Radar Altimeter
sendet Radarsignale aus und misst Zeit vom Aussenden bis Wiederempfang
Höhenmessung der Ozeane → Meeresspiegelanstieg

Doppler Orbitorgraphy and Radio Positioning Integrated by Satellite

genaue Bahnbestimmung von Satellitenbahnen (zusammen mit ca. 50 Bodenstationen - eigentlicher Aufwand)

Microwave Radiometer
Inhaltstoffe Atmosphäre -> Korrektur von Radar

Laser Retro-Reflector
Bestimmung genauer Umlaufbahn

Blickrichtung schräg in die Atmosphäre

misst Inhaltsstoffe der Atmosphäre 

operiert im IR-Bereich, Messung Atmosphäre (Spurengase, Wasserdampf & Temperatur + Austauschvorgänge)

NIR, Teile IR

Blick in Flurgrichtung + vertikal nach unten

misst Emission v. Atmosphäre

GOCE : Bestimmung des Erdschwerefeldes

SMOS : Bodenfeuchte, Salzgehalt der Meere 

CryoSat : Erfassung der planetaren Eismassen

SWARM : Erdmagnetfeld und Klima 

ADM-Aeolus* : Dynamik der Erdatmosphäre

EarthCARE* : Wolken und Aerosole 

Biomass* : Biomasse der Wälder

* in Planung 

kommerzielle FE

• Wiederkehrzeit: <5 Tage

• Schwadbreite: 11 km

• räumliche Auflösung: 1 bis 4 m

• Anzahl Bänder: 5 (0.4 bis 0.9 μm) 

kommerzielle FE

• Wiederkehrzeit: <3.5 Tage

• Schwadbreite: 18 km

• räumliche Auflösung: 0.6 bis 2.8 m

• Anzahl Bänder: 5 (0.4 bis 0.9 μm) 

kommerzielle FE

• Wiederkehrzeit: <3 Tage

• Schwadbreite: 15.2 km

• räumliche Auflösung: 0.46bis 1.6 m

• Anzahl Bänder: 5 (0.4 bis 0.9 μm) 

kommerzielle FE

• Wiederkehrzeit: <3.5 Tage

• Schwadbreite: 17.6 km

• räumliche Auflösung: 0.5 m

• Anzahl Bänder: 1 (0.4 bis 0.9 μm) 

kommerzielle FE

• Wiederkehrzeit: <3.5 Tage
• Schwadbreite: 16.4 km
• räumliche Auflösung: 0.46 bis 1.8 m • Anzahl Bänder: 9 (0.4 bis 1.0 μm) 

kommerzielle FE

• Wiederkehrzeit: täglich

• Schwadbreite: 20 km

• räumliche Auflösung: 0.5 bis 2 m

• Anzahl Bänder: 5 (0.5 bis 1.0 μm) 

für Satellitenmeteorologie, 8 Sensoren beteiligt (Soil Moisture and Ocean Salinity) -> 

NOVA:  AVHRR, AMSU (Temperatur- und Feuchteprofil)

Envisat: MERIS, AATSR, GOMOS, SCIAMACHY

EOS:  • Modis 

ursprüngl. GMES, umfasst 6 versch. Satelliten, Start Sentinel 1 April 2014

• sonnensysnchroner Orbit (693 km Höhe) 

• baut auf ASAR (Envisat) auf

• Bodenauflösung 5m

• Aufnahmebreite 250 km

• Wiederholungsrate: 12 d (6 d mit zwei Satelliten) 

im April '14 gestartet

• ähnlich wie Landsat

• hochauflösender, optischer Satellit

• räumliche Auflösung: 10-60m

• spektrale Auflösung: 0.4-2.2 μm

• spektrale Bänder: 13

• Wiederholungsrate: 10 d

• Swathbreite: 290km
  Vielzahl an Bändern ->  Vielzahl von Algorithmen & Kombinationsmöglichkeiten

Anwendungsbereiche:

• Landwirtschaft, Forstwesen

• Landnutzung und -bedeckung

• Geologie

• Hydrologie

• Küsten

• Umweltmonitoring 

geplanter Start April '15

verschiedene Sensoren

• sonnensynchron

• moderatauflösender, optischer Satelit

• räumliche Auflösung: 0.5-1km

• Wiederholungsrate: 2-27 d

• Bänder: 2-21

• spektrale Auflösung: 0.40-10.85 μm

Anwendungsbereiche:

• Marine und Küstenumgebung

• polare Umwelt

• globale Veränderung der Ozeane

• Landoberfläche und -nutzung

• Risikomanagement 

geplanter Start: 2. Quartal 2015

• Instrumente zur Kontrolle der atmosphärischen Zusammensetzung

• ergänzen sich gegenseitig 

Instrumente sollen auf Meteosat 3rd Generation mitfliegen

• thematic mapper
• sonnensynchron
• Altitude: 694 bis 704 km • Inclination: 98.2°
• Periode: 98.81 min.
• Wiederkehrzeit: 16 Tage • Schwadbreite 185 km
• Anzahl Bänder: 7 

• enhanced thematic mapper plus

• sonnensynchron

• Altitude: 708 bis 710 km

• Inclination: 98.2°

• Periode: 98.83 min.

• Wiederkehrzeit: 16 Tage

• Schwadbreite 185 km

• Anzahl Bänder: 8

• gleiche Konfiguration wie LANDSAT 7

• Wiederkehrzeit: 16 Tage
• Schwadbreite 185 km
• räumliche Auflösung: 15 bis 100m
• Anzahl Bänder: 11 (0.4 bis 13 μm)
• Ziel: Überwachung der Landnutzung
• Applikationen: C-Zyklus, Erdoberfläche, Ökosystem, Biogeochemie

• Sensoren: operational land imager, TIR 

Advanced Very High Resolution Radiometer
• multispectral along track scanner
• sonnensynchron
• Altitude: 800 bis 900 km
• Inklination: 81.5°
• Periode: 100 bis 105 min
• Wiederkehrzeit: 0.5 Tage (zwei Satelliten)
• Schwadbreite:  ca. 3000 km
• räumliche Auflösung: >1.1 km
• Anzahl Bänder: 4 bis 6 (0.6 bis 12 μm)
• Ziel: Wolkenüberwachung, Messung der thermalen Emissionen

• Applikationen: Landoberfläche, Zustand Ozeane, Aerosole, Klimawandel, Umweltzerstörung • Sensoren: multispektrales Radiometer 

EOS Hauptmission

sonnensynchron

Altitude: 720 km

Inklination: 98.1°

Periode: 98.8 min.

Fünf Sensoren an Bord: MODIS, ASTER, MISR, CERES & MOPITT

Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer

• Wiederkehrzeit: 1 Tag

• Schwadbreite: 2330 km

• räuml. Auflösung: 0.25 bis 1 km

• Anzahl Bänder: 36 (0.4 bis 14 μm)

• Ziel: Messungen grossräumiger Dynamik

• Applikationen: Oberflächentemperatur, Ozean-

  farbe, Vegetation, Bewölkung, Aerosolkonzent-

  ration, Schneebedeckung

• Sensoren: multispektrales Radiometer

• Advanced Spaceborne Thermal Emission & Reflection Radiometer

• zwei Blickrichtungen -> Geländemodell erstellen

• Wiederkehrzeit: 16 Tage

• Schwadbreite: 60 km

• räuml. Auflösung: 15 bis 90 m

• Anzahl Bänder: 14 (0.5 bis 12 μm)

• Ziel: hochaufgelöste Bilder

• Applikationen: detaillierte Karten von Oberflä-

  chentemperatur, Emissionen, Reflektanz und

  Höhen

• Sensoren: multispektrales Radiometer 

Multi-angle Imaging Spectro Radiometer

• Wiederkehrzeit: 9 Tage

• Schwadbreite: 360 km

• räumliche Auflösung: 0.3 bis 1.1 km

• Anzahl Bänder: 4 (0.4 bis 0.9 μm)

• Ziel: versch. Blickwinkel von Wolken und Land-

  oberflächen

• Applikationen: Fluss Solarenergie, Aerosol-

  konzentration, Struktur der Vegetation, Wolkenanalyse 

• Sensoren: 9 Winkel (0°, ± 26°, ± 47°, ± 60°, ±70°) 

Clouds and the Earth’s Radiant Energy System 

Zwei Instrumente an Bord 'Terra', eines immer Richtung Erde, eines schwenkbar

• räumliche Auflösung: 10 bis 20 km

• Anzahl Bänder: 3 (0.3 bis 200 mm)

• Ziel: kontinuierliche Messung Wärmeflus von und zu Erde

• Applikationen: Strahlungsverhalten der Wol-

  ken, Grundlinie des Strahlungsflusses, gene-

  relle Zirkulation, Wasservorhersagen

• Sensoren: multispektrales Radiometer 

Measurements of Pollution in the Troposphere

-> Messung der Konzentration von CH₄ & CO in Troposphäre

Earth Explorer missions
Durchbruch in der Technologie

Earth Watch missions

gute Meteosatelliten

Copernicus Sentinel mission

Langzeit-Klimadaten, operative Services

Satellitenprogramme: METEOSAT, ENVISAT, Earth Explorers 

meteorologische Satelliten: Wetter- & Klimamonitoring, Messung d. Klimaveränderung

3 Generationen (2 im Einsatz, 1 in Planung)

alte METEOSAT's über indischem Ozean (grosses Gebiet) als Backup

• Wiederkehrzeit: 30 min.

• Schwadbreite: 20’000 km

• räumliche Auflösung: 2.5 bis 5 km

• Anzahl Bänder: 3 (0.4 bis 12 μm)

• Ziel: zusammenhängende meteorologische

  Beobachtungen

• Applikationen: Wasserdampf, Wolkenart und

  Wolkentemperatur, Wettervorhersagen

• Sensoren: multispektrales Radiometer 

• Wiederkehrzeit: 15 min.

• Schwadbreite: 20’000 km

• räumliche Auflösung: 1 bis 3 km

• Anzahl Bänder: 12 (0.4 bis 14 μm)

• Ziel: zusammenhängende meteorologische

  Beobachtungen

• Applikationen: Wasserdampf, Wolkentemperatur, Wettervorhersagen

• Sensoren: multispektrales Radiometer

geplanter Start 2018

Ziel: Messungen in versch. Atmosphärenschichten

polar orbiting meteorological satellites

• Ziel: durchgehende und zuverlässige meteoro-

  logische Beobachtungen

• Applikationen: hochaufgelöste Atmosphärentemperatur, -feuchtigkeit und 

  -zusammensetzung

•  12 Sensoren

Umweltsatelit der ESA

• Wiederkehrzeit: 35 h

• Inclination: 98.55°

• Altitude: 799.8 km

• Ziel: verschiedene Prozesse auf der Erde beobachten und verstehen 

• versch. Instrumente an Bord: ASAR, MERIS, AATSR, RA-2, DORIS, MWR, LRR, GOMOS, MIPAS, SCIAMACHY

Advanced Synthetic Aperture Radar
Mikrowellen, s/w, Rückstrahlung (Wasser hat schlechte Rückstrahlung → schwarz)
keine kontinuierliche Messung, weil sehr energieaufwendig

• Wiederkehrzeit: 35 Tage

• Schwadbreite: 5 bis 400 km

• räumliche Auflösung: 30 bis 1'000 m

• Anzahl Bänder: 5 (C-Band)

• Ziel: kontinuierliches globales Monitoring

• Applikationen: Topographie, Schnee und Eis, Landoberfläche, Bodenfeuchte, Ozeanbeobachtung

• Sensoren: SAR

Medium Resolution Imaging Spectrometer

passiver Sensor, beöntigt Sonnenlicht, nicht durch Wolken
Ozeane besser kartieren (Chlorophyll), Wasser hat geringe Rückstrahlung,  gute Auflösung -> auch Landoberflächen kartiert
Vorreiter in räumlicher Auflösung

• Wiederkehrzeit: 3 Tage

• Schwadbreite: 1150 km

• räumliche Auflösung: 30 bis 1'000 m

• Anzahl Bänder: 15 (0.4 bis 1 μm)

• Ziel: Überwachung von Küstengebieten und

  Ozeanen, Atmosphäre und Landoberfläche

• Applikationen: Chlorophyll, Sedimente, Aerosole, Vegetationscharakteristiken

• Sensoren: multispektrales Radiometer