> zurück

Kommunikation auf der Erde

Bodenstation

Innerhalb des BayernSat-Projektes ist eine LRT Bodenstation vorgesehen. Im Rahmen des Forschungs- und Lehrauftrages des Lehrstuhls für Raumfahrttechnik ist der Bau einer eigenen Bodenstation im Sommer dieses Jahres angelaufen. Die guten Kooperationen mit renommierten Firmen und Institutionen im Umkreis München bestärkten die Vorstellung der Realisierbarkeit einer Kommandierungs- und Monitoring-Bodenstation. Anhand der Erfahrungen im Bodenstationsbau der Sternwarte Feuerstein bei Nürnberg, die uns einen unbenutzten Antennendrehstand zum Umbau zur Verfügung stellte, gelang es in wenigen Monaten, den Drehstand mechanisch für die Verwendung als TMTC-Bodenstation für LEO Satelliten umzubauen. Der Drehstand mit dem 2m Parabolreflektor wird am Dach des Instituts installiert, um die bestmögliche Sichtbarkeit zu den Satelliten zu erreichen.
Abbildung 2-1 Antenne damals und heute zeigt den Drehstand vor und nach dem Umbau im Sommer dieses Jahres.

Abbildung 1: Antenne damals und heute

Abbildung 2: Kontrollraum im LRT

Projektplan Bodenstation:

Die Bodenstation als Lehr und Forschungsobjekt, an dem zum einen Studenten Semester- und Diplomarbeiten schreiben können, und zum anderen wissenschaftliche Arbeiten für die Forschung im Bereich Space Communication generiert werden, findet auf beiden Seiten guten Anklang. Durch die Beteiligung der Studenten ist eine spezielle Projektplanung für den Bau der Bodenstation erforderlich, um die Randbedingungen des Studiums, z.B. Prüfungszeiten, zu berücksichtigen.
Abbildung 3: Bodenstation – Zeitplan zeigt eine Übersicht des aktuellen Projekt- und Zeitplans der Bodenstation. Ein zentraler Punkt ist im dritten Drittel des Jahres 2005, an dem die ersten Gesamttests der Bodenstation stattfinden sollen. Die endgültige Installation am Dach des Instituts ist aus witterungstechnischer Sicht im Frühjahr des Jahres 2006 geplant. Dieser Fertigstellungstermin ist in guter Übereinstimmung mit dem Gesamtprojektverlauf von BayernSat, so dass für den Einsatz der Bodenstation an BayernSat Ende 2007 ein Zeitpuffer von bis zu einem Jahr für Einarbeitungszeiten und Nachbesserungen möglich wäre.

Abbildung 3: Bodenstation - Zeitplan

Kontrollraum

Das Bild der Allgemeinen Kommunikations-Architektur verdeutlicht die zentrale Rolle der LRT Bodenstation im Zusammenhang mit BayernSat. Eine Vielzahl von unterschiedlichen Daten werden vom LRT aus generiert und verwaltet.
Hierzu ist ein separater Kontrollraum für die Abwicklung aller Aufgaben vorgesehen. Die Räume des LRT sind mit guter Infrastruktur ausgestattet, und bieten beste Voraussetzungen für die Entstehung eines Kontrollraums.
Die Integration des Satelliten soll ebenso im Hause erfolgen, eine nahe örtliche Verbindung zwischen dem Kontrollraum und dem Integrationsraum ist anstrebenswert.
Abbildung 4: Übersichtsplan – Bodensegment zeigt die erste räumliche Aufteilung von Kontroll- und Integrationsraum. Die detaillierte Ausführung beider Räume wird in Kooperation mit der Fakultät für Architektur der TU-München anhand von interdisziplinären Praktika von Studenten erarbeitet.

Abbildung 4: Übersichtsplan - Bodensegment

Kalibrierungseinheit

Für erste Test- und Kalibrationsmessungen der Bodenstation ist eine separate Sendeeinheit hilfreich. Das Meteorologische Institut der Ludwig Maximilian Universität stellt für diese Zwecke einen Platz am Forschungs-Wetterturm Garching zur Verfügung. Die Installation einer kleinen Sendeeinheit soll auf einer Höhe von 35 m erfolgen. Vorgenerierte Satelliten-Telemetrie-Daten können über diese Einheit gesendet werden, und ermöglichen die Verifikation der gesamten Kommunikationsstrecke, wie sie beim späteren Szenario auftreten wird.
Abbildung 5:Übersichtsplan – Campus Garching zeit eine Flugaufnahme des TU Campus Garching und die Positionen der Bodenstation und des Kalibiersenders. Es besteht freie Sicht von der Bodenstation auf den Testsender bei einer Luftlinienentfernung von ca. 500 m.

Abbildung 5: Übersichtsplan – Campus Garching

Antennen – Hardware

Die Steuerungshardware für die Nachführung der Antenne ist ein wichtiges Element in der Realisierung eines Antennen-Drehstandes. Ein weiteres Zeichen der guten Kooperation mit der Sternwarte Feuerstein ist die zur Verfügungstellung der Steuerungsplatinen für die Antriebsseite. Ein Rabbit 2000 Board in Kombination mit einem PIC bilden die Steuerungseinheit. Dieses Board dient sowohl für die Steuerung, als auch für die Regelung, Datenverarbeitung und Datenverwaltung zwischen Drehstand und Kontrollerraum.
Ziel ist es, die gesamte Steuerungseinheit mit Steuerungsterminal und visueller Ausgabe in einen 19“-Einschub zu integrieren und in einem wetterfesten 19“-Rack am Dach zu betreiben.

Abbildung 6: Kontrollplatinen: links Rabbit 2000, rechts PIC

Die Position der Antenne wird mittels Inkrementalgeber ermittelt und die passende Elektronik am Gerät direkt oder via Computerinterface am Kontrollraum-Monitor angezeigt. Die Auflösung der Geber beträgt 0,2° und ist für die gegebenen Anforderungen ausreichend. Die Geber inklusive Elektronik wurde dankenswerterweise von der DLR / Moraba zur Verfügung gestellt.

Abbildung 7: Inkremental-Auswerteelektronik

Weitere Geräte in der Hardwarereihe sind zwei Dauerleihgaben der Firma DomoTV aus Freising, ein PCM Decoder und zwei 19“-Racks.
Der Decoder soll in Zukunft für erste Testversuche und Signalanalysen herangezogen werden.

Abbildung 8: PCM-Decoder


Abbildung 9: 19“-Racks

	Zusatzmaterial Kommunikation ERde
	Kommunikation Erde
	Projektplan Bodenstation
	Detaillierter Projektplan Bodenstation