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Sistemi spaziali di Osservazione della Terra Tecnologie, Sensori, Piattaforme Venezia, 15 Gennaio 2010.

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Presentazione sul tema: "Sistemi spaziali di Osservazione della Terra Tecnologie, Sensori, Piattaforme Venezia, 15 Gennaio 2010."— Transcript della presentazione:

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2 Sistemi spaziali di Osservazione della Terra Tecnologie, Sensori, Piattaforme Venezia, 15 Gennaio 2010

3 Segmento Spaziale Giovanni Sylos Labini

4 Page 3 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Argomenti Componenti di un Sistema Spaziale Il Segmento Spaziale -La piattaforma -Il Payload Il Segmento Terreno Il Formato dei Dati

5 Page 4 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Segmento spaziale Come è fatto un Satellite Sensori Orbite

6 Page 5 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Componenti di un Satellite BUS (PIATTAFORMA)PAYLOAD

7 Page 6 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali BUS (Piattaforma)

8 Page 7 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Le Funzioni del BUS Il BUS rende disponibili al sattellite tutte le funzioni di mantenimento (House Keeping): TT&C : Telecomunicazione, Tracking e Control AOCS: Attitude overall Control System (Controllo di Assetto) Power: Potenza elettrica Propulsione OBDH: On Board Data Handling

9 Page 8 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali TT&C

10 Page 9 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Funzioni del TT&C Gestione del Segnale Rilevazione e Ricezione dei Comandi Modulazione e Trasmissione della Telemetria Ranging (Cioè misura della posizione del Satellite Gestione dei Sottosistemi

11 Page 10 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Ranging Il Segnale dalla stazione di terra (Uplink) viene ritrasmesso verso la stazione di Terra (downlink) -Il Tempo di propagazione consente di calcolare la distanza -Gli angoli di Puntamento dellantenna Azimuth ed Elevazione

12 Page 11 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali TT&C Gestione dei Sottosistemi Riceve comandi dal Command Data & Handling Subsystem Trasmette dati di Housekeeping al CD&H Gestisce il Puntamento Esegue le sequenze di missione In caso di perdita di assetto autonomamente entra in modo safe (omni) E in grado di implementare sequenze automatiche in caso di malfunzionamenti

13 Page 12 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali AOCS – Attitude Overall Control System Questo sistema consente di gestire il puntamento del satellite e di stabilizzarlo lungo la sua Orbita: E quindi sia critico per la vita del satellite Che per le capacità di utilizzo dei sensori di bordo

14 Page 13 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Alcuni metodi di controllo di Assetto MetodoAccuratezzaNOTE Spin Stabilized 0,1 deg Passivo Semplice -singolo asse di inerzia a Basso Costo Gravity Gradient 1-3 degSemplice Passivo Basso Costo Giroscopi0,01 deg Molto preciso, richiede comunque un altro sistema, costoso Jets 0,1 deg Richiede carburante, rapido ma ad alto costo

15 Page 14 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Impianto di Potenza elettrica (EPS) EPS ALIMENTAZIONEACCUMULODISTRIBUZIONE REGOLAZIONE E CONTROLLO

16 Page 15 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Range Applicativo di Sorgenti Differenti

17 Page 16 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali SORGENTI Pannelli Fotovoltaici Celle a combustibile Reattori Nucleari

18 Page 17 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Celle a Combustibile Output voltage per cell 0.8 V Consumano Idrogeno e Ossigeno, producono acqua (1L/Kwh) Alta potenza specifica (275 W/kg) -Le celle dello Shuttle producono 16 kW peak Il processo è reversibile quindi sono un utile sistema di accumulo

19 Page 18 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Reattori Nucleari RTG Radioisotope Thermoelectric Generators Usati in alcune missioni interplanetearie Il decadimento naturale della fonte radioattiva genera calore Il Gradiente termico su una giunzion p-n genera corrente Genera alte temperature: - Lead telluride (300 – 500 deg C, -silicon germanium >600 deg C E quindi la temperatura in eccesso deve essere smaltita dal satellite

20 Page 19 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Celle Fotovoltaiche Sono sorgenti provate e affidabili Hanno una elevata potenza specifica e un basso costo unitario Le alte temperature riducono lefficienza Le radiazioni riducono performance e vita media In gran parte delle orbite bisogna introdurre sistemi di accumulo per gestire le eclissi

21 Page 20 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali On Board Data Handling

22 Page 21 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Computer di Bordo : OBDH I Principali Stati di un Sistema Spaziale

23 Page 22 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali OBDH cont. Non è possibile testare tutti gli stati anche di sw elementare Quindi nei sistemi spaziali tutto e basato sulle prove, sulle ridondanze, e sulle capacità di autotest del sistema

24 LAmbiente Spaziale Tuttaltro che vuoto….

25 Page 24 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Orbite Orbita Geostazionaria 3600 Km Orbita Polare Quota Km

26 Page 25 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Lo Spazio extratmosferico Lo Spazio è tuttaltro che vuoto Un Sistema Spaziale deve confrontarsi con situazioni termiche estreme Effetti di attrito sono sensibili anche a distanze > di 1000 Km

27 Page 26 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Lo Spazio extratmosferico Degassamento nel vuoto Atmospheric drag Reazioni Chimiche Carica elettrica dovuta al plasma Danneggiamento da particelle ad alta energia Eventi Singoli nei circuiti elettrici Impatti ad alta volecità

28 Il Payload Classificazione dei Sensori

29 Page 28 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Sensori attivi e passivi. Sensori Attivi: Generano la radiazione consentendo una illuminazione controllata dellarea di interesse Sensori Passivi: Utilizzano la Radiazione solare

30 Page 29 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Sensori Attivi Ottici -Pro :Estrema precisione, immediatezza della misura, sensibilità alle cartteristiche chimiche del bersaglio -Contro :Vita breve delle sorgenti, Assorbimento Atmosferico, presenza di parti meccaniche

31 Page 30 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Sensori Attivi (cont.) Microonde (Radar) -Pro:Tecnologia matura, Risoluzione controllabile, Assenza di parti in movimento, elevata trasparenza del mezzo di propagazione in tutte le condizioni -Contro:Geometria Complessa, Difficile Elaborazione del Dato, elevato peso e dimensione del sensore

32 Page 31 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Sensori Passivi Ottici -Sono i sensori per Telerilevamento meglio conosciuti e di uso operativo adottati dalle missioni: LANDSAT, SPOT, IRS, METEOSAT, J-ERS -Dipendono in modo drammatico dalle condizioni atmosferiche e, nel visibile dalla illuminazione solare

33 Page 32 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Sensori Passivi LO SCANNER MULTISPETTRALE (MSS) DELLA SERIE LANDSAT

34 Page 33 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Sensori Passivi (cont) Microonde -Sono essenzialmente Radiometri, di risoluzione limitata e comunque da utilizzare congiuntamente a strumenti ottici o a microonde attive. -In genere offrono poche informazioni sulla geometria del bersaglio

35 Page 34 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Segmento Terreno Elementi del Segmento Terreno Tecniche di Acquisizione e Distribuzione dei Dati Formattazione e Media

36 Page 35 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Elementi del segmento terreno

37 Page 36 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Stazione di terra Acquisizione e Distribuzione dei Dati Distributore dei Dati Valore Aggiunto Utenti finali

38 Page 37 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Principali Formati BSQ -Band Sequential BIL -Band Interleaved BIP - Band Inteleaved by Pixel

39 Page 38 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali BSQ LINE 1 BAND 1 HEADER LINE 2 BAND 1 LINE 1 BAND 2 LINE n BAND 1

40 Page 39 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali BIL LINE 1 BAND 1 HEADER LINE 1 BAND 2 LINE M BAND N LINE 1 BAND n LINE 2 BAND 1 LINE 2 BAND 2

41 Page 40 Lezioni di Telerilevamento- Giovanni Sylos Labini – Lezione 3 – I Sistemi Spaziali Interleaved By Pixel BAND N PIX1 HEADER BAND 3 PIX 1 BAND 2 PIX1 BAND 1 PIX 1 BAND N PIX1 BAND 3 PIX 1 BAND 2 PIX1 BAND 1 PIX N


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