Rozbudowa Obserwatorium Satelitarnego Centrum Geomatyki Stosowanej Wojskowej Akademii Technicznej

Transkrypt

1 Rozbudowa Obserwatorium Satelitarnego Centrum Geomatyki Stosowanej Wojskowej Akademii Technicznej Mariusz Figurski 1, Grzegorz Nykiel 1, Marcin Szołucha 1, Krzysztof Kopczyński 2, Jacek Wojtanowski 2 1 Centrum Geomatyki Stosowanej, Wydział Inżynierii Lądowej i Geodezji WAT 2 Instytut Optoelektroniki, WAT

2 Obserwatorium Satelitarne CGS WAT stan obecny W ramach CGS powołano Obserwatorium Satelitarne, w skład którego wchodzą: Pracownia pomiarów GNSS Pracownia geodezji zintegrowanej Klaster komputerowy FENIX Stacje referencyjne WAT1 oraz WAT2

3 Obserwatorium Satelitarne CGS WAT stan obecny Pracownia pomiarów GNSS i Pracownia geodezji zintegrowanej Wykorzystywane są przez pracowników CGS WAT do prowadzenia prac i projektów naukowo-badawczych. Wyposażone są one w stanowiska komputerowe wyposażone w specjalistyczne oprogramowanie do przetwarzania i analizy danych pochodzących z systemów nawigacji satelitarnej. Ponadto stanowiska te podłączone są do klastra komputerowego FENIX umożliwiającego szybkie obliczenia numeryczne. Pracownicy korzystający z pracowni mają również dostęp do stacji referencyjnych WAT1 oraz WAT2 a także mają do dyspozycji zaplecze pomiarowe wyposażone w następujące instrumenty pomiarowe: Odbiorniki GNSS Trimble SPS851 i SPS881 Odbiorniki GNSS Trimble 5700 Odbiorniki GNSS Leica VIVA Tachimetr robotyczny Leica TM-30 Pochyłomierze Leica Nivel Odbiornik Septentrio PolaRxS Pro Rubidowy wzorzec częstotliwości.

4 Obserwatorium Satelitarne CGS WAT stan obecny Klaster komputerowy FENIX W oparciu o klaster prowadzone są badania związane z adaptacją mezoskalowego modelu dynamiki atmosfery WRF dla obszaru Polski. Zbudowany system komputerowy jest wykorzystywany m. in. do symulacji procesów geofizycznych, badania ruchu płyt kontynentalnych, symulacji zmian klimatycznych, propagacji sygnałów GPS, badania przepływów hydrologicznych, analizowania połączonych modeli meteorologicznych, hydrologicznych i numerycznych terenu oraz precyzyjnego opracowania obserwacji GNSS w ramach projektów ASG-EUPOS i EPN. Prowadzenie badań umożliwiają zainstalowane systemy obliczeniowe, m.in. numeryczny model pogody COAMPS i WRF 3.7 oraz oprogramowanie do zaawansowanych obliczeń GNSS: Bernese 5.2 oraz GAMIT 10.5.

5 Rozbudowa Obserwatorium Satelitarnego CGS WAT Projekt realizowany w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Mazowieckiego (RPO WM) Priorytet I.-Tworzenie warunków dla rozwoju potencjału innowacyjnego i przedsiębiorczości na Mazowszu Działanie 1.1. Wzmocnienie sektora badawczo-rozwojowego Wartość projektu: PLN (dofinansowanie 85%) Kierownik projektu: prof. dr hab. Mariusz Figurski

6 Rozbudowa Obserwatorium Satelitarnego CGS WAT Cel projektu Celem projektu jest doposażenie i rozbudowa Obserwatorium Satelitarnego Centrum Geomatyki Stosowanej Wojskowej Akademii Technicznej poprzez zakup odpowiedniej infrastruktury badawczej oraz dostosowanie istniejących laboratoriów. Realizacja projektu pozwoli na zwiększenie możliwości technicznych w zakresie badania i rozwoju nawigacyjnych systemów GNSS oraz stworzenie bazy sprzętowej do realizacji badań naukowych i aplikacji przemysłowych związanych z technikami satelitarnymi i kosmicznymi.

7 Rozbudowa Obserwatorium Satelitarnego CGS WAT W ramach rozbudowy Obserwatorium Satelitarnego CGS WAT zakupiono następujące rozwiązania techniczne: Symulator sygnałów GNSS Odbiornik softwarowy GNSS Wysokoczęstotliwościowy odbiornik GNSS Radiometr mikrofalowy Stacja obserwacyjna z akwizycją danych Przestrzenne Modulatory Światła Laserowy profilometr atmosferyczny Dostosowano również istniejące laboratoria dla potrzeb użytkowania wyżej wymienionej aparatury.

8 Rozbudowa Obserwatorium Satelitarnego CGS WAT W ramach rozbudowy Obserwatorium Satelitarnego CGS WAT zakupiono następujące rozwiązania techniczne: Symulator sygnałów GNSS Odbiornik softwarowy GNSS Wysokoczęstotliwościowy odbiornik GNSS Radiometr mikrofalowy Stacja obserwacyjna z akwizycją danych Przestrzenne Modulatory Światła Laserowy profilometr atmosferyczny Nowe laboratorium Laserowej Teledetekcji Kosmicznej Dostosowano również istniejące laboratoria dla potrzeb użytkowania wyżej wymienionej aparatury.

9 Rozbudowa Obserwatorium Satelitarnego CGS WAT Symulator sygnałów GNSS SPIRENT GSS 9000 Możliwość symulowania następujących częstotliwości: GPS (L1, L2/L2C, L5; C/A & P-Code) GLONASS (G1, G2; C/A & P-Code) Galileo (E1 BOC/CBOC, E5ab AltBOC, E6; OS, CS, SoL, PRS-Noise) BeiDou (B1, B2; Open Service) SBAS (L1, L5; EGNOS, WAAS, MSAS, GAGAN) 108 fizycznych kanałów 9 jednocześnie symulowanych częstotliwości Możliwość symulowania obiektów poruszających się z prędkością do 11200m/s

10 Rozbudowa Obserwatorium Satelitarnego CGS WAT Odbiornik softwarowy GNSS IFEN SX 3 Odbiornik umożliwia odbiór następujących sygnałów GNSS: GPS L1 C/A Code, L2 P-Code & L2C, L5 Galileo E1 BOC/CBOC Capability, E5ab,bE6 GLONASS G1, G2 BeiDou B1, B2 API do wszystkich elementów odbiornika: odbiór sygnału, śledzenie oraz pozycjonowanie.

11 Rozbudowa Obserwatorium Satelitarnego CGS WAT Wysokoczęstotliwościowy odbiornik GNSS JAVAD DELTA 3 Odbiornik umożliwia odbiór następujących sygnałów GNSS: GPS C/A, P1, P2, L2C (L+M), L5 (I+Q) Galileo E1 (B+C), E5A (I+Q), E5B (I+Q), AltBoc GLONASS C/A, L2C, P1, P2, L3 (I+Q) Beidou B1, B2 SBAS L1, L5 Częstotliwość pracy: 100Hz Częstotliwość pracy w trybie RTK: 100Hz Liczba fizycznych kanałów: 860

12 Rozbudowa Obserwatorium Satelitarnego CGS WAT Radiometr mikrofalowy Radiometer Physics HATPRO Pomiar profili temperatury i wilgotności w troposferze do wysokości m z rozdzielczością pionową: 50 m do wysokości m dla temperatury 250 m do wysokości m dla temperatury 350 m do wysokości m dla wilgotności Wyznaczenie opóźnienia sygnału mikrofalowego ze względu na obecność wody w atmosferze. Skanowanie elewacji w zakresie od 0 do 90 stopni (od horyzontu do zenitu). Wbudowana stacja pogodowa zawierająca czujnik ciśnienia, wilgotności, temperatury, deszczu, zegar GPS do synchronizacji czasu, czujniki inklinacji do pozycjonowania instrumentu.

13 Laboratorium Laserowej Teledetekcji Kosmicznej Zapewni kompleksowe podejście do satelitarnych pomiarów telemetrycznych w aspekcie optycznych oddziaływań atmosfery. Obserwacja Łączność bezpośrednia Laserowa Profilowanie lidarowe

14 Laboratorium Laserowej Teledetekcji Kosmicznej Obserwacja bezpośrednia Wysokorozdzielcza obserwacja przestrzeni kosmicznej, wraz z możliwością zautomatyzowanej rejestracji obrazu zapewni materiał źródłowy do badań związanych m. in. z określeniem wpływu mierzonego stanu atmosfery na możliwości obserwacji kosmosu z powierzchni ziemi. Współczesna technologia oferuje rozwiązania w zakresie długoogniskowych konstrukcji teleskopów astronomicznych o ogniskowej dochodzącej do 5 m zintegrowanych z mechanicznym systemem nadążnym kompensującym obrót Ziemi. Wielkoformatowe niskoszumowe matryce CCD lub CMOS o rozdzielczościach kilkudziesięciu megapikseli i rozmiarach pikseli rzędu kilku μm umożliwią uzyskanie wysokiej jakości zobrazowania o rozdzielczości kątowej sięgającej pojedynczych μrad.

15 Laboratorium Laserowej Teledetekcji Kosmicznej Zakupiona aparatura: 1. Teleskop Meade ACF-S.C. 406/3251 Starlock LX600: - średnica 16, - ogniskowa 3251 mm, - światłosiła f/8, - rozdzielczość 0.28, - sterowany komputerowo (baza danych obiektów). Obserwacja bezpośrednia 2. Moduł akwizycji obrazu ATIK Color: - matryca pełnoklatkowa o przekątnej 45 mm, - rozmiar piksela 9 μm, - zdolność rozdzielcza 4008x2672, - matryca chłodzona.

16 Laboratorium Laserowej Teledetekcji Kosmicznej Łączność laserowa z dynamiczną korektą frontu falowego w odpowiedzi na chwilową konfigurację turbulencji atmosferycznych bazować będzie na sensorze frontu falowego oraz przestrzennym modulatorze światła. Łączność Laserowa

17 Laboratorium Laserowej Teledetekcji Kosmicznej Zakupione komponenty - Przestrzenne Modulatory Światła (SLM ang. Spatial Light Modulator) prod. Holoeye: 1. PLUTO-NIR-010-A (odbiciowy, fazowy): x100 pikseli, - rozmiar piksela < 10 μm. 2. LETO (odbiciowy, fazowy): x100 pikseli, - rozmiar piksela < 7 μm. 3. LC 2012 (transmisyjny, fazowy): x500 pikseli, - rozmiar piksela < 40 μm. Łączność Laserowa

18 Laboratorium Laserowej Teledetekcji Kosmicznej Lidarowe pomiary atmosfery wiążą się uzyskiwaniem w czasie rzeczywistym wyników dotyczących przestrzennego rozkładu wybranego parametru wzdłuż drogi propagacji lasera. Połączenie technologii lidarowej z technologią analizy obrazu oraz ewaluacją wydajności łącza laserowego umożliwi wypracowanie wniosków na temat wpływu szeroko rozumianych parametrów atmosferycznych na użyteczność optycznej telemetrii satelitarnej. Profilowanie lidarowe

19 Laboratorium Laserowej Teledetekcji Kosmicznej Zakupione komponenty: 1. Impulsowy laser wysokiej mocy Quantel Q-smart 850: - długości fali: 1064, 532, 355, 266 nm (wymienne przystawki), - energie impulsu dla ww. dł. fali odpowiednio: 850, 430, 230, 100mJ, - czas trwania pojedynczego impulsu 6 ns (repetycja 10 Hz), - rozbieżność wiązki 0.5 mrad. 2. Zwierciadło kondensujące Edmund Optics : - średnica 600 mm. 3. Zestaw fotopowielaczy z zasilaczem Thorlabs PMTSS2: - zakres widmowy od 200nm, - czas narastania impulsu < 1.5ns, - prąd ciemny < 10nA. Profilowanie lidarowe

20 Dziękuję za uwagę!