Titelaufnahme

Titel
Multi-mission satellite ground station for education and research / von Michael Fischer
Verfasser / Verfasserin Fischer, Michael
Begutachter / BegutachterinScholtz, Arpad L. ; Kasal, Miroslav
Erschienen2012
UmfangIX, 141 S. : Ill., graph. Darst., Kt.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Diss., 2012
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Satellitenkommunikation / Erdefunkstelle / Bodenstation / MOST / COROT
Schlagwörter (EN)Satellite Communication / Ground Station / MOST / COROT
Schlagwörter (GND)Technische Universität Wien / Satellitenfunk / Bodenstation
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-61738 Persistent Identifier (URN)
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Multi-mission satellite ground station for education and research [5.55 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

In dieser Arbeit wird die TU Wien Ground Station vorgestellt:

eine Satelliten-Bodenstation gebaut an der Technischen Universität Wien.

Die Bodenstation unterstützt mehrere unterschiedliche Satellitenmissionen und arbeitet derzeit mit zwei Forschungssatelliten aus dem Bereich der Astronomie zusammen: CoRoT und MOST. Die Erdefunkstelle ist auf kleine Satelliten mit niedriger Flugbahn (Low Earth Orbit, LEO) ausgerichtet.

Kleine Satelliten mit niedriger Flugbahn erlauben Universitäten einen kostengünstigen Zugang zu Weltraumtechnik in Forschung und Lehre. Ein wichtiges Element jeder Satellitenmission ist die Kommunikation zwischen Satellit und Erde, zum Beispiel für die Steuerung des Raumfahrzeugs oder für den Empfang der wissenschaftlichen Daten. Solche kleinen Satelliten und Bodenstationen sind ein ausgezeichnetes Mittel in der akademischen Lehre, weil sie komplexe und interdisziplinäre, jedoch teilbare Aufgaben für Studenten mit unterschiedlichem Wissen bieten. Die TU Wien Ground Station wurde auch zur Verwendung in Studierendenlabors entwickelt.

Daher ist sie direkt an der Universität gebaut worden, im Zentrum von Wien. Dieses städtische Umfeld ist jedoch kein idealer Standort für eine Bodenstation, insbesondere wegen der starken elektromagnetischen Einflüsse.

Diese Arbeit beschreibt zunächst einige Satelliten mit denen die Bodenstation zusammenarbeiten soll. Sie fasst Kommunikationsparameter dieser und anderer für sie interessanter Satelliten zusammen. Dann analysiert sie die Anforderungen an die Bodenstation durch das städtische Umfeld des Standortes und ihre geplante Verwendung in der Ausbildung von Studenten und in Bodenstationsnetzwerken.

Im zweiten Teil beschreibt die Arbeit das Design und die Realisierung der Bodenstation unter diesen Anforderungen im Detail und präsentiert die Charakterisierung ihrer Subsysteme. Die Bodenstation ermöglicht vollkommen autonomen Betrieb und ist fernsteuerbar. Aufgrund der klaren und offenen Schnittstellen kann die Bodenstation an verschiedene Bodenstationsnetzwerke oder weitere Satellitenmissionen angepasst werden. Abschließend präsentiert die Arbeit Messungen zur Qualität der Bodenstation welche ihren erfolgreichen Betrieb belegen. Ein Teil dieser Messungen wird zur Qualitätskontrolle in regelmäßigen Abständen automatisch wiederholt.

Zusammenfassung (Englisch)

In this work, the TU Wien Ground Station a satellite ground station built at the Vienna University of Technology is presented. The ground station supports a variety of satellite missions and currently operates two research satellites from the field of astronomy: CoRoT and MOST. It has a focus on small satellites in low Earth orbits (LEOs) as often seen in education.

Small satellites in LEOs give low-cost access to space for research and education at universities. A key element in every satellite mission is the communication between the satellite and Earth, for example for spacecraft control and scientific data download. Such small satellites and ground stations are an excellent tool in education, because they offer complex and interdisciplinary, yet divisible challenges for students with different skills. The TU Wien Ground Station has been designed to also serve the education of students, for example in student labs. Therefore, it has been built at the university, right in the center of Vienna. This urban environment however is not the ideal location for a ground station, for example because of strong radio interferers.

This work first describes a few satellites which the ground station is required to operate with. It collects communication parameters of these and other prospective satellites. Then it analyzes the requirements imposed by the urban environment of the location of the ground station and the use of the ground station in education and in ground station networks.

In the second part, the thesis describes the design and realization of the ground station in detail under the above requirements and presents the characterization of its components. The ground station allows fully autonomous operation and is remotely controllable. Because of clear and open interfaces, the ground station can adapt to different ground station networks and can be easily expanded in the future to support different satellite missions. Finally, the thesis reports performance measurements which prove the successful operation of the ground station.

Some of the measurements are repeated automatically on a regular basis to assure the quality of the ground station.

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