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Rückgeführte Geodaten

Referenzstrahlungsquelle für die Erdfernerkundung kalibriert

PTB-News 3.2019
24.09.2019
Besonders interessant für

Geophysik, Geobiologie, Geochemie

Erdfernerkundung

Klimaforschung

In der PTB wurde die Referenzstrahlungsquelle des EnMAP-Satelliten zur Erdfernerkundung mit hoher Auflösung kalibriert. Damit ist die langfristige Vergleichbarkeit und Rückführung seiner globalen Messdaten aus dem geobiologischen, geochemischen und geophysikalischen Bereich sichergestellt.

Die OBCA neben dem Transfernormal montiert auf dem Translationssystem in der „Reduced Background Calibration Facility2“ der PTB

Das „Environmental Mapping and Analysis Program“ (EnMAP) ist eine deutsche Satellitenmission zur globalen Erdfernbeobachtung. Dabei erhebt eine Hyperspektralkamera orts- und spektral hochaufgelöste Daten im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 2500 nm, die als Basis für die Messung von Umweltdaten dienen. Mit ihnen lassen sich präzise Informationen etwa über Landbedeckung, Biodiversität, Wasserqualität und Rohstoffe gewinnen, die Aussagen über Folgen des Klimawandels oder lokaler Umweltkatastrophen erlauben.

Zur radiometrischen und spektralen Rückführung der mit der Hyperspektralkamera gemessenen Spektraldaten dient an Bord des Satelliten eine Kombination aus einem Solarreflektor und einer zusätzlichen Referenzstrahlungsquelle. Diese Referenzstrahlungsquelle, die sogenannte „On-Board Calibration Assembly“ (OBCA), soll insbesondere die radiometrische und spektrale Stabilität der Hyperspektralkamera während der Dauer der Mission gewährleisten.

In Kooperation mit dem Hersteller des Instruments, der OHB System AG (Bremen und Oberpfaffenhofen), wurde in der PTB die Strahldichte der Referenzstrahlungsquelle spektral und ortsaufgelöst bestimmt. Hierbei musste eine radiometrische Messunsicherheit von 2 % bei einer spektralen Auflösung von 0,1 nm im gesamten zu kalibrierenden Wellenlängenbereich erreicht werden. Um die kritischen Betriebsdauerbegrenzungen (40 h für die Halogenlampen und 100 h für die LED der OBCA) einzuhalten, hat die PTB ein Kalibrierverfahren entwickelt, das auf dem spektralen Vergleich mit einem radiometrischen Transfernormal basiert. Für die Kalibrierung wurde erstmals die neue „Reduced Background Calibration Facility 2“ (RBCF2) genutzt. Das Transfernormal selbst ist auf Primärnormale der PTB rückgeführt. Sowohl das Qualifikations- als auch das Flugmodell des OBCA konnten im Rahmen der geforderten Unsicherheiten erfolgreich kalibriert werden.

In weiteren Anwendungen wird die RBCF2 derzeit u. a. für die Rückführung des FORUM-Instruments im Rahmen der „Earth Explorer 9“-Mission der europäischen Weltraumagentur ESA genutzt.

Ansprechpartner

Christian Monte
Fachbereich 7.3 Detektorradiometrie und Strahlungsthermometrie
Telefon: (030) 3481-7246
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