Wächter-2 - Sentinel-2

Sentinel-2
Sentinel 2-IMG 5873-weiß (Ernte).jpg
Modell eines Sentinel 2-Satelliten
Hersteller
Operator Europäische Weltraumorganisation
Anwendungen Land- und Meeresüberwachung, Kartierung von Naturkatastrophen, Meereisbeobachtungen, Schiffserkennung
Spezifikationen
Raumfahrzeugtyp Satellit
Bus AstroBus-L
Konstellation 2
Startmasse 1.140 kg (2.513 lb)
Trockenmasse 1.016 kg (2.240 Pfund)
Maße 3,4 × 1,8 × 2,35 m (11,2 × 5,9 × 7,7 Fuß)
Leistung 1.700 W
Leben gestalten 7 Jahre
Produktion
Status Aktiv
Gebaut 3
Gestartet 2
Betriebsbereit 2
Jungfernstart Sentinel-2A
23. Juni 2015
Letzter Start Sentinel-2B
7. März 2017
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Sentinel-2 ist eine Erdbeobachtungsmission des Copernicus-Programms , die systematisch optische Bilder mit hoher räumlicher Auflösung (10 m bis 60 m) über Land und Küstengewässern erfasst. Die Mission ist derzeit eine Konstellation mit zwei Satelliten, Sentinel-2A und Sentinel-2B ; ein dritter Satellit, Sentinel-2C, wird derzeit in Vorbereitung auf den Start im Jahr 2024 getestet.

Die Mission unterstützt ein breites Spektrum an Dienstleistungen und Anwendungen wie landwirtschaftliches Monitoring, Notfallmanagement, Landbedeckungsklassifizierung oder Wasserqualität.

Sentinel-2 wurde von der Europäischen Weltraumorganisation entwickelt und wird von der Europäischen Weltraumorganisation betrieben , und die Satelliten wurden von einem Konsortium unter Führung von Airbus Defence and Space hergestellt .

Überblick

Die Sentinel-2-Mission hat die folgenden Hauptmerkmale:

  • Multispektrale Daten mit 13 Bändern im sichtbaren , nahen Infrarot und kurzwelligen Infrarotbereich des Spektrums
  • Systematische globale Abdeckung von Landoberflächen von 56° S bis 84° N, Küstengewässern und dem gesamten Mittelmeer
  • Alle 10 Tage unter den gleichen Blickwinkeln erneut besuchen. In hohen Breiten überlappen sich die Sentinel-2-Schwaden und einige Regionen werden alle 10 Tage zweimal oder öfter beobachtet, jedoch mit unterschiedlichen Blickwinkeln.
  • Räumliche Auflösung von 10 m, 20 m und 60 m
  • 290 km Sichtfeld
  • Kostenlose und offene Datenrichtlinie

Um häufige Wiederholungen und eine hohe Missionsverfügbarkeit zu erreichen, arbeiten zwei identische Sentinel-2-Satelliten (Sentinel-2A und Sentinel-2B) zusammen. Die Satelliten sind auf derselben Umlaufbahn um 180 Grad phasenverschoben. Dies ermöglicht es, einen 10-tägigen Wiederholungszyklus in 5 Tagen abzuschließen. Der 290 km lange Streifen wird von VNIR und SWIR erstellt, die jeweils aus 12 Detektoren bestehen, die in zwei versetzten Reihen angeordnet sind.

Die Umlaufbahn ist sonnensynchron in 786 km Höhe, 14,3 Umdrehungen pro Tag, mit einem absteigenden Knoten um 10.30 Uhr. Diese Ortszeit wurde als Kompromiss zwischen der Minimierung der Bewölkung und der Gewährleistung einer geeigneten Sonnenbeleuchtung gewählt. Es liegt in der Nähe der Landsat Ortszeit und paßt SPOT ‚s , so dass die Kombination von Sentinel-2 - Daten mit historischen Bildern langfristigen Zeitreihen zu bauen.

Urheberrechte ©

Die synthetischen Sentinel-2-Daten und die daraus erzeugten Bilder unterliegen einer Vereinbarung zwischen der ESA und dem Benutzer und sind in einem Dokument mit dem Titel GESCHÄFTSBEDINGUNGEN FÜR DIE NUTZUNG UND VERBREITUNG VON SENTINEL-DATEN , die eine Art Open-Access- Lizenz ist, dargelegt .

Markteinführungen

Der Start des ersten Satelliten Sentinel-2A erfolgte am 23. Juni 2015 um 01:52 UTC auf einer Vega- Trägerrakete.

Sentinel-2B wurde am 7. März 2017 um 01:49 UTC ebenfalls an Bord einer Vega-Rakete gestartet.

Sentinel-2C soll 2024 auf einer Vega-C- Trägerrakete starten.

Instrumente

Die Sentinel-2-Satelliten tragen jeweils ein einzelnes multispektrales Instrument (MSI) mit 13 Spektralkanälen im sichtbaren/nahen Infrarot (VNIR) und im kurzwelligen Infrarot-Spektralbereich (SWIR). Innerhalb der 13 Bänder ermöglicht die räumliche Auflösung von 10 Metern eine kontinuierliche Zusammenarbeit mit den Missionen SPOT-5 und Landsat-8 , wobei der Schwerpunkt auf der Landklassifizierung liegt.

Entworfen und gebaut von Airbus Defence and Space in Frankreich, verwendet der MSI-Imager ein Push-Broom-Konzept, und sein Design wurde durch die großen 290 km (180 Meilen) Schwadanforderungen zusammen mit der hohen geometrischen und spektralen Leistung, die für die Messungen erforderlich sind, bestimmt. Es hat eine Öffnung von 150 mm (6 Zoll) und ein Anastigmat- Design mit drei Spiegeln mit einer Brennweite von etwa 600 mm (24 Zoll); das momentane Sichtfeld beträgt etwa 21° mal 3,5°. Die Spiegel sind rechteckig und bestehen aus Siliziumkarbid , einer ähnlichen Technologie wie bei der Gaia- Mission. Das System verwendet auch einen Verschlussmechanismus, der eine direkte Beleuchtung des Instruments durch die Sonne verhindert. Dieser Mechanismus wird auch bei der Kalibrierung des Instruments verwendet. Von all den verschiedenen zivilen optischen Erdbeobachtungsmissionen ist Sentinel-2 die erste, die drei Bänder im roten Rand anzeigen kann. Die radiometrische Auflösung beträgt 12 Bit mit einer Helligkeitsintensität von 0-4095.

Spektralbänder

Spektralbänder für die Sentinel-2-Sensoren
Sentinel-2-Bänder Sentinel-2A Sentinel-2B
Zentrale Wellenlänge (nm) Bandbreite (nm) Zentrale Wellenlänge (nm) Bandbreite (nm) Räumliche Auflösung (m)
Band 1 – Küstenaerosol 442.7 21 442.2 21 60
Band 2 – Blau 492.4 66 492.1 66 10
Band 3 – Grün 559,8 36 559,0 36 10
Band 4 – Rot 664.6 31 664.9 31 10
Band 5 – Roter Rand der Vegetation 704.1 fünfzehn 703.8 16 20
Band 6 – Roter Rand der Vegetation 740.5 fünfzehn 739.1 fünfzehn 20
Band 7 – Roter Rand der Vegetation 782.8 20 779,7 20 20
Band 8 – NIR 832.8 106 832.9 106 10
Band 8A – Schmaler NIR 864.7 21 864.0 22 20
Band 9 – Wasserdampf 945.1 20 943,2 21 60
Band 10 – SWIR – Cirrus 1373.5 31 1376,9 30 60
Band 11 – SWIR 1613.7 91 1610.4 94 20
Band 12 – SWIR 2202.4 175 2185.7 185 20

Zeitliche Versätze

Aufgrund der Anordnung der Brennebene beobachten die Spektralbänder innerhalb des MSI-Instruments die Oberfläche zu unterschiedlichen Zeiten und variieren zwischen den Bandpaaren.

Zeitlicher Versatz (in Sekunden) zwischen ausgewählten Bandpaaren
Interband-Paare Zeitlicher Versatz zwischen Bändern (s)
B08 / B02 0,264
B03 / B08 0,264
B03 / B02 0,527
B10 / B03 0,324
B10 / B02 0,851
B04 / B10 0,154
B04 / B02 1.005
B05 / B04 0,264
B05 / B02 1.269
B11 / B05 0,199
B11 / B02 1.468
B06 / B11 0,057
B06 / B02 1,525
B07 / B06 0,265
B07 / B02 1.790
B8a / B07 0,265
B8a / B02 2.055
B12 / B8a 0,030
B12 / B02 2.085
B01 / B12 0,229
B01 / B02 2.314
B09 / B01 0,271
B09 / B02 2.586

Diese zeitlichen Versätze können verwendet werden, um zusätzliche Informationen zu gewinnen, beispielsweise um sich ausbreitende natürliche und vom Menschen verursachte Merkmale wie Wolken, Flugzeuge oder Meereswellen zu verfolgen

Anwendungen

Sentinel-2 dient einer breiten Palette von Anwendungen im Zusammenhang mit Land- und Küstengewässern der Erde.

Die Mission liefert Informationen über land- und forstwirtschaftliche Praktiken und hilft beim Management der Ernährungssicherheit . Mithilfe von Satellitenbildern werden verschiedene Pflanzenindizes wie Blattflächen-Chlorophyll- und Wassergehaltsindizes bestimmt. Dies ist besonders wichtig für eine effektive Ertragsvorhersage und Anwendungen im Zusammenhang mit der Vegetation der Erde.

Neben der Überwachung des Pflanzenwachstums wird Sentinel-2 verwendet, um Veränderungen der Landbedeckung zu kartieren und die Wälder der Welt zu überwachen. Es liefert auch Informationen über die Verschmutzung von Seen und Küstengewässern. Bilder von Überschwemmungen, Vulkanausbrüchen und Erdrutschen tragen zur Katastrophenkartierung und humanitären Hilfsmaßnahmen bei.

Beispiele für Anwendungen sind:

  • Überwachung der Landbedeckungsänderung für die Umweltüberwachung
  • Landwirtschaftliche Anwendungen, wie z. B. Pflanzenüberwachung und -management zur Unterstützung der Ernährungssicherheit
  • Detaillierte Vegetations- und Waldüberwachung und Parametergenerierung (zB Blattflächenindex, Chlorophyllkonzentration, Kohlenstoffmassenschätzungen)
  • Beobachtung von Küstenzonen (Meeresumweltmonitoring, Küstenzonenkartierung)
  • Überwachung von Binnengewässern
  • Gletscherüberwachung, Eisausdehnungskartierung, Schneedeckenüberwachung
  • Hochwasserkartierung & -management (Risikoanalyse, Schadenbewertung, Katastrophenmanagement bei Hochwasser)
  • Lavastrom-Mapping

Die Sentinel Monitoring-Webanwendung bietet eine einfache Möglichkeit, Landveränderungen basierend auf archivierten Sentinel-2-Daten zu beobachten und zu analysieren.

Produkte

Die folgenden zwei Hauptprodukte werden durch die Mission generiert:

  • Level-1C: Top-of-Atmosphere-Reflexionen in kartographischer Geometrie (kombinierte UTM-Projektion und WGS84-Ellipsoid). Level-1C-Produkte sind Kacheln von jeweils 100 km x 100 km mit einem Volumen von ca. 500 MB. Diese Produkte werden radiometrisch und geometrisch korrigiert (einschließlich Orthorektifikation). Dieses Produkt kann über den Copernicus Open Access Hub bezogen werden .
  • Level-2A: Oberflächenreflexionen in der kartographischen Geometrie. Dieses Produkt gilt als Mission Analysis Ready Data (ARD), das Produkt, das ohne weitere Verarbeitung direkt in nachgelagerten Anwendungen verwendet werden kann. Dieses Produkt kann entweder über den Copernicus Open Access Hub bezogen oder vom Benutzer mit dem sen2cor- Prozessor aus der SNAP-Toolbox der ESA generiert werden .

Darüber hinaus ist auch folgendes Produkt für erfahrene Anwender erhältlich:

  • Level-1B: Obere Strahlungsdichte der Atmosphäre in der Sensorgeometrie. Level-1B besteht aus Körnchen, ein Körnchen stellt das Teilbild eines der 12 Detektoren in Querrichtung (25 km) dar und enthält eine vorgegebene Anzahl von Linien entlang der Strecke (ca. 23 km). Jedes Level-1B-Granula hat ein Datenvolumen von ca. 27 MB. Angesichts der Komplexität von Level-1B-Produkten erfordert ihre Verwendung ein fortgeschrittenes Fachwissen.

Galerie

Beispiele für aufgenommene Bilder.

Verweise

Externe Links