Programa Nacional de Observación de la Tierra
por Satélite - PNOTS
XIV Congreso Asociación Española Teledetección
(21 de septiembre de 2011)
Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011)
ÍNDICE
1. PNOTS – Plan Nacional de Observación de la Tierra por Satélite
2. Satélite SEOSAT/Ingenio
3. Satélite PAZ
4. Segmento terreno
Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011)
OBJETIVO GENERAL Y CARACTERÍSTICAS
PNOTS
OBJETIVO GENERAL
Desarrollo coordinado para el desarrollo, financiación y explotación
de un satélite Óptico (INGENIO) y un satélite SAR (PAZ).
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Dos satélites: SEOSAT/Ingenio (tecnología óptica) & SEOSAR/PAZ (tecnología radar - SAR).
Primer Programa europeo público con ambas tecnologías: óptica y radar (SAR).
Operador gubernamental español: HISDESAT/INTA.
Segmento terreno común: INTA.
Autonomía e independencia para España en la obtención de datos de satélite.
Uso dual (civil y militar).
Participación de España con activos propios en programas internacionales (GMES, MUSIS).
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PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS
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INGENIO/SEOSAT
Sistema dual, contribución a GMES.
Operativo en 2014
1 banda PAN y 4 bandas MS (RGB, NIR)
– imágenes de 60 x 60 km
– resolución PAN: 2.5 m
– resolución MS: 10m
– nº de imágenes diarias: ~500
LTDN ± 10:30 horas
Acceso lateral ±35°
Ciclo repetición: 38 días
Mínimo tiempo de revisita: 3 días (con
ángulo de visión de 35º)
Masa: ± 750 kg
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PNOTS
PAZ
Sistema dual, contribución a GMES
Operativo en 2012
Modos de adquisición
– Spot ( 10 X 5 km @ 1m)
– Scan ( 100 km @ 15m)
– Stripmap ( 30 km @ 3m)
Más de 200 imágenes al día
SEGMENTO TIERRA
• Segmento terreno común ubicado en el INTA.
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ÍNDICE
1. PNOTS – Plan Nacional de Observación de la Tierra por Satélite
2. Satélite SEOSAT/Ingenio
3. Satélite PAZ
4. Segmento terreno
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SEOSAT / Ingenio
GESTIÓN DEL PROGRAMA
Gestión del
Programa
Asesor
IMAG
Gestión técnica
Comunidad de
usuarios y
científica
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SEOSAT / Ingenio
FASES DEL PROGRAMA
ELABORACIÓN
MRD
NEGOCIACIÓN
ACUERDO
CDTI/ESA
2006
FASE DE
CONSOLIDACIÓN
REQUISITOS ~A2
NEGOCIACIÓN
ACUERDO
CDTI/ESA
2007
FASES DE
IMPLEMENTACIÓN
B/C/D/E1
2008–2014
Especificaciones
Estudios Viabilidad Nacionales
Especificaciones
Concurso de Fabricación del Satélite
Resolución espacial
2.5 m (PAN); 10 m (MS)
2.5 m (PAN); 10 m (MS)
Ancho de escena
30 Km
60 Km
Nº imágenes/día
100 (máximo)
273 (mínimo)
Tiempo de revisita
5-6 días (35º acceso lateral)
2-3 días (35º acceso lateral)
Tiempo revisita nominal
76 días (<5º)
40 días (<5º)
Coberturas anuales de España
4
8-9
Cifrado
NO
TC/TM&housekeeping TM
Vida útil
5 años
7 años (en vez de 5 años)
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DEFINICIÓN DE REQUISITOS
REQUISITOS DE
MISIÓN (MRD)
• Elaboración del MRD (Mission Requirements Document).
¿Que contiene?
• 1. Objetivos y usuarios de la misión: para qué se desarrolla.
Usuarios principales nacionales e internacionales.
• Objetivo: “Provide to Spain the autonomous capability to obtain, process,
distribute and commercialise space earth images”
• Descripción de las necesidades de los usuarios españoles en relación con
la teledetección.
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DEFINICIÓN DE REQUISITOS
REQUISITOS DE
MISIÓN (MRD)
• El MRD requiere:
– Un conocimiento detallado del uso que se le va a dar al sistema
(necesidades de los usuarios) y del escenario internacional.
– El conocimiento de la tecnología disponible para definir un
sistema útil y no establecer requisitos inalcanzables.
• El MRD es la referencia fundamental durante todo el
desarrollo: debe permanecer estable.
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REQUISITOS DE
SISTEMA (SRD)
DEFINICIÓN DE REQUISITOS
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El Documento de Requisitos de sistema (SRD)
– El SRD contiene los requisitos necesarios para el diseño derivados del MRD.
– Ejemplo:
MRD
• Resolución de las imágenes (SSD)<2,5 m
SRD
• Swath>60km
• Nº de coberturas anuales sobre España: 4
• “Overlap” de las imágenes: 5 km
• SEOSAT tendrá un segmento terreno
localizado en España.
• Estaciones nominales del segmento terreno
en Madrid-Torrejón y Maspalomas.
• El segmento terreno estará compuesto por
un centro de control y un centro de
recepción de imágenes.
• No establece requisito sobre la masa total
• Establece que la masa total no exceda de
750 kg.
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DEFINICIÓN DE REQUISITOS
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El SRD establece los requisitos de todos los subsistemas del satélite:
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–
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–
–
–
–
–
–
–
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REQUISITOS DE
SISTEMA (SRD)
Primary Payload
Structure
Mechanisms
Thermal control
AOCS
Propulsion
Electrical and power
Command Control and Data handling.
On board SW
Communications
Satellite Environment
Communications
Satellite Environment
Satellite budgets (mass and power)
El SRD establece también los requerimientos de Verificación y ensayos, así como la
filosofía de modelos.
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HITOS DEL DESARROLLO
SEOSAT / Ingenio
Fases de desarrollo de acuerdo a los estándares de la ESA
- SRR: marzo 2009
- PDR: marzo de 2010
-CDR: marzo de 2012
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SEOSAT / Ingenio
ESQUEMA INDUSTRIAL SEGMENTO VUELO (CORE TEAM)
Contratista principal
Análisis de misión
Instrumento principal
S/S Comunicaciones
Electrónica
S/S Potencia
S/S Manejo de datos
Apoyo en diseño óptico
Integración y ensayos
Validación aviónica
Apoyo a CP
Software a bordo
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SEOSAT / Ingenio
DESCRIPCIÓN TÉCNICA (I): PRINCIPALES PRESTACIONES
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Sistema dual (civil-militar)
Vida útil: 7 años. Masa: ± 750 kg. Potencia: 800W MAX
Imágenes de alta resolución (2.5m PAN – 10m MX:R, G, B, NIR)
Ancho de barrido en suelo 60 km
Órbita polar heliosíncrona. Altura ~670Km.
LTDN ± 10h
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Acceso lateral ±35°
Ciclo de repetición: 38 días
Mínimo tiempo de revisita: 3 días (con ángulo de visión de 35º)
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SEOSAT / Ingenio
DESCRIPCIÓN TÉCNICA (II): PRINCIPALES PRESTACIONES
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Compresión y encriptación.
Capacidad de memoria> 500 Gbit, velocidad de bajada≥ 150 Mbps.
>500 Imágenes al día. Cobertura anual: >800 Millones km2.
8-9 coberturas de España al año.
Toma de imágenes continua entre 83°N y 56°S.
Geo-localización < 2,5m (nivel 1c, con puntos de control).
Precisión de apuntamiento < 200 m ↔ / 1 km↑.
TTC desde estaciones en España (Torrejón, Maspalomas).
Descarga de datos en Torrejón, Maspalomas y estaciones polares.
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SEOSAT / Ingenio
DESCRIPCIÓN TÉCNICA (III): ELEMENTOS DEL SATÉLITE
COMECI
PCD
MTQ Z
Bat. 1&2
RW
840
OBC
Y
s/ c
ISBT
TRSP
950
MTQ X
GPS Rx
X
MAG 1&2
s/ c
X Band
RIU
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SEOSAT / Ingenio
Z s/ c
85
250
1350
1700
5 candidatos:
• VEGA
• SOYUZ
• ROCKOT
• PSLV
• DNPER
2840
1155
DESCRIPCIÓN TÉCNICA (IV): LANZADOR
1
RO 2 1
CK 0 0
OT
42.
Y s/ c
2
0
00
00
22 A
G
VE
0
290
V
PSL
42.
2
19
75
MI
NI
MU
M
Y s/ c
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X s/ c
CARGA ÚTIL COMPLEMENTARIA
DOS TORRES
• Dos Torres
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Análisis de los efectos de la
radiación espacial en los
materiales
•
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Objetivo: Diseñar un
dosímetro miniaturizado
para uso operacional.
Dimensiones < 10 cm.
CARGA ÚTIL COMPLEMENTARIA
SENSOSOL
• Sensosol
– Identificar la dirección en la que se encuentra el sol para facilitar
la orientación del satélite.
– Método simple y barato.
– Orientado al desarrollo de un elemento operacional.
i
window
Sun
Metal
L
h

Lp
Photodiode 1
d1
d2
Glass
W
Photodiode 2
c-Si
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ESTADO ACTUAL DEL DESARROLLO
SEOSAT / Ingenio
Modelo térmico/estructural en instalaciones de EADS-Casa espacio
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ÍNDICE
1. PNOTS – Plan Nacional de Observación de la Tierra por Satélite
2. Satélite SEOSAT/Ingenio
3. Satélite PAZ
4. Segmento terreno
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SEOSAR / PAZ
DESCRIPCIÓN TÉCNICA (I): PRINCIPALES PRESTACIONES
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Sistema SAR en banda X basado en una antena nueva de 320
subarrays con polarización dual (HH, VV, HV, VH)
Plataforma Terrasar-X
Órbita polar heliosíncrona: ~514 km
LTDN ± 06:00h.
Ciclo de repetición: 5 días
Acceso lateral 15º-60º
Mínimo tiempo de revisita: 5 días
Compresión y encriptación
Capacidad de memoria 256 Gbits
Velocidad de bajada: 300 Mbps
Mínimo 200 imágenes diarias
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SEOSAR / PAZ
DESCRIPCIÓN TÉCNICA (II): MODOS DE ADQUISICIÓN
• Sobre la tecnología radar:
– Al contrario que los sensores ópticos de Ingenio el instrumento de Paz ilumina el terreno con
un haz, con dos polarizaciones.
– La polarización define la orientación del haz radar respecto al terreno, que responde de
forma distinta según la polarización según esta sea vertical u horizontal.
– El instrumento recoge las señales y las convierte en imágenes a partir de las perturbaciones
sufridas en la superficie.
– La textura de la imagen en los diferentes terrenos depende de su rugosidad y capacidad de
absorción de la señal.
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SEOSAR / PAZ
DESCRIPCIÓN TÉCNICA (III): MODOS DE ADQUISICIÓN
STRIPMAP
Single Polarization: 30 km @ 3m
Dual Polarization: 15 km @ 6m
SCANSAR
100 km @ 15m
SPOTLIGHT
Single Polarization: 10 km x 10 km @ 2m
5 km x10 km @ 1m
Dual Polarization: 10km x 10 km @ 4m
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ÍNDICE
1. PNOTS – Plan Nacional de Observación de la Tierra por Satélite
2. Satélite SEOSAT/Ingenio
3. Satélite PAZ
4. Segmento terreno
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SEGMENTO TERRENO
– Operado por Hisdesat y el INTA
– Común para antenas TTC y banda X
– Centros de procesado separados para PAZ
e INGENIO
– Herramientas comunes de archivo, catálogo
y explotación
– Dos centros: Torrejón (Madrid) y
Maspalomas (Islas Canarias)
– Estándares comunes
– Interoperables
Torrejón
Maspalomas
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FASE DE EXPLOTACIÓN
• Objetivos para la fase de Explotación:
– Satisfacer las necesidades de los usuarios españoles y de la
comunidad internacional.
– Máxima utilización del satélite.
– Asegurar fuentes de ingresos que garanticen la
autosostenibilidad del programa.
– Promover la industria de teledetección en España.
• El mercado de Observación de la Tierra crece a un ritmo constante
pero el volumen aún es bajo y el riesgo alto para iniciativas
comerciales.
Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011)
FACTORES CRÍTICOS PARA LA COMERCIALIZACIÓN
•
Garantía de suministro:
– La falta de garantía de continuidad en las misiones dificulta la inversión en
sistemas de procesamiento.
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Precisión:
– La geolocalización es fundamental. P.ej:
• Cartosat 2B (India): 150 m. Spot 5: 8m. SEOSAT objetivo 2,5m.
– Factor de coste muy importante en la fabricación de los sistemas.
•
Información espectral
– Clave para derivar información en usos medioambientales.
•
Tiempo de revisita
– Muchas aplicaciones necesitan que los datos se tomen con regularidad para su
aplicabilidad: agricultura, seguimiento de desastres, …
•
Resolución
– Tendencia a resoluciones muy altas en aplicaciones clave: agricultura de precisión,
cartografía, uso del suelo, defensa y seguridad.
Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011)
MUCHAS GRACIAS
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