INSTRUMENTO DE ADQUISICIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE IMÁGENES DE OBSERVACIÓN TERRESTRE DE ALTA RESOLUCIÓN ESPACIAL Y TEMPORAL.

Instrumento de adquisición y de distribución de imágenes de observación de la Tierra de circunferencia media C que comprende: - una constelación de satélites

(4) que recibe el nombre de capa (1) espacial de adquisición de imágenes, presentando cada satélite (4) un ancho de barrido F y una órbita baja de forma tal que puede describir un número ORB (ORB > 1) de órbitas en un día, y estando cada satélite equipado con al menos un dispositivo óptico de adquisición de imágenes. - una pluralidad de dispositivos (5) terrestres de tratamiento y distribución de imágenes que recibe el nombre de capa (3) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes, - una red de transmisión de datos que recibe el nombre de capa (2) de telecomunicaciones y está adaptada para asegurar una transferencia de las imágenes tomadas por la capa (1) espacial de adquisición de imágenes hacia dicha capa terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes, comprendiendo dicha capa (2) de telecomunicaciones: • para cada satélite (4), al menos un módulo de emisión adaptado para emitir, después de cada adquisición de imagen por parte de un dispositivo óptico de adquisición de imágenes de este satélite, la imagen (9) adquirida hacia dicha capa (3) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes, • por cada dispositivo (5) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes, al menos un módulo (12) de recepción adaptado para recibir imágenes (9) procedentes de dicha capa (1) espacial de adquisición de imágenes; caracterizado por el hecho de que: - dicha capa (1) espacial de adquisición de imágenes comprende, para cada satélite (4), al menos un dispositivo óptico de adquisición de imágenes con visor fijo que presenta una elevada resolución espacial, - dicha capa (3) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes comprende, para cada dispositivo (5) de tratamiento y de distribución de imágenes, al menos una línea (8) de comunicaciones que conecta a este dispositivo (5) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes y al menos a un dispositivo terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes inmediatamente adyacente, para así permitir solapamientos de las imágenes recibidas por este dispositivo (5) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes con imágenes recibidas por este (estos) dispositivo(s) terrestre(s) de tratamiento y de distribución de imágenes inmediatamente adyacente(s), - cada dispositivo (5) de tratamiento y de distribución de imágenes comprende: • una unidad (11) de tratamiento adaptada para tratar las imágenes (9) recibidas por el módulo (12) de recepción de este dispositivo (5) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes, • medios (13) de memorización de las imágenes tratadas por la unidad (11) de tratamiento, • una conexión (14) a una red numérica (15) para así poder poner a dichas imágenes memorizadas a disposición de usuarios conectados a esta red (15) numérica

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2008/001210.

Solicitante: CENTRE NATIONAL D'ETUDES SPATIALES (C.N.E.S.).

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 2, PLACE MAURICE QUENTIN 75039 PARIS CEDEX 01 FRANCIA.

Inventor/es: ANTIKIDIS,Jean-Pierre.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 28 de Agosto de 2008.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04B7/185D
  • B64G1/10M
  • B64G1/10C

Clasificación PCT:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA > ASTRONAUTICA; VEHICULOS O EQUIPOS A ESTE EFECTO (aparatos... > Vehículos espaciales > B64G1/10 (Satélites artificiales; Sus sistemas; Vehículos interplanetarios (transbordadores espaciales B64G 1/14; sistemas de radiotransmisión que utilizan satélites H04B 7/185))

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2363842_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

La invención se refiere a un instrumento de adquisición y de suministro de imágenes satelitarias de observación terrestre que presenta una elevada resolución en el suelo (de 10 metros o menos, y en particular del orden de un metro) y una elevada frecuencia de cobertura global de la Tierra (de 2 semanas o menos, y en particular del orden de un día).

En todo el texto, la expresión “frecuencia de cobertura global de la Tierra” designa la frecuencia con la cual un instrumento permite una toma de vista completa de la Tierra.

La observación de la Tierra mediante instrumentos satelizados tuvo su nacimiento en los años 1950 con el desarrollo de instrumentos dedicados en particular a la meteorología. Tales instrumentos no han dejado de desarrollarse posteriormente, privilegiando alternativamente y según las aplicaciones pretendidas la resolución en el suelo o la frecuencia de refresco.

Se cuenta hoy en día con un gran número de instrumentos de observación terrestre entre los cuales se incluyen los llamados LANDSAT, MODIS, IKONOS, QUICK BIRD, EROS, SPOT-5, SPOT-4, etc. Estos instrumentos permiten responder a numerosas necesidades en materia de adquisición de imágenes en terrenos tan variados como los de la agricultura, la cartografía, el catastro, la defensa, el medio ambiente, la planificación urbana, las telecomunicaciones, la gestión de riesgos, la gestión de los recursos renovables, etc.

Los instrumentos IKONOS, QUICKBIRD, EROS, etc., son satélites de muy altas resoluciones que permiten unas resoluciones en el suelo del orden de un metro. En cambio, presentan unas tasas de refresco del conjunto del globo superiores a un mes.

Los instrumentos MODIS, MERIS, etc. son instrumentos que presentan bajas resoluciones pero elevadas tasas de refresco del conjunto del globo, del orden de 3 días a una semana.

Dicho de otro modo, en vista del estado de la técnica la concepción de un instrumento de adquisición y de suministro de imágenes satelitarias de observación terrestre está sometida a constricciones contradictorias. Así, hay que elegir entre un instrumento de elevada resolución espacial -del orden de un metro - pero de baja frecuenta de cobertura global - del orden de una semana o de un mes - y un instrumento de elevada frecuencia de cobertura global - del orden de un día - pero de baja resolución espacial - del orden de 100 metros -.

Se han propuesto soluciones alternativas para poder aprovechar una elevada frecuencia de cobertura de zonas específicas predeterminadas, aprovechando al mismo tiempo una interesante resolución espacial. Una solución de este tipo consiste en recurrir a uno o varios satélites equipados con instrumentos ópticos de adquisición de imágenes adaptados para permitir un desapuntamiento de estos instrumentos. En efecto, el hecho de poder adquirir imágenes fuera de la traza natural de un satélite permite la observación, en el curso de varias rotaciones sucesivas del satélite, de la misma zona geográfica.

Por ejemplo, la constelación de satélites SPOT ofrece una capacidad de adquisición y una tasa de refresco que permite adquirir una imagen de una zona predeterminada del globo cada día. Esta constelación comprende una pluralidad de satélites colocados en una órbita polar, circular, heliosíncrona y en fase con respecto a la Tierra. Cada satélite presenta un ciclo de 26 días. Cada satélite comprende instrumentos ópticos, registradores de datos y sistemas de transmisión de las imágenes hacia estaciones de recepción en el suelo. Los instrumentos ópticos están adaptados para asegurar visuales oblicuas parametrables, de forma tal que una misma región puede ser observada varias veces en el curso del ciclo de 26 días. Los registradores de datos permiten almacenar las imágenes a bordo si el satélite no está en la zona de visibilidad de una estación terrestre.

Esta constelación puede así presentar una elevada frecuencia de cobertura de una zona específica de la Tierra. Sin embargo, la frecuencia de cobertura global no puede ser inferior a 26 días. Y más aún, si la constelación está programada de forma tal que se efectúen numerosos desapuntamientos a lo largo del ciclo de 26 días, la frecuencia de cobertura global de la Tierra puede ser bastante superior a 26 días.

Otro inconveniente de una solución de este tipo radica en el coste de la fabricación, de la instalación, de la gestión y del mantenimiento de una constelación de satélites con desapuntamiento. En particular, una constelación de este tipo requiere la instalación y la gestión en tierra de una pluralidad de estaciones terrestres que operen de manera autónoma unas con respecto a las otras y estén adaptadas para enviar los datos de imágenes recibidos a un servidor central de salvaguarda de las imágenes con vistas a sus distribuciones. Además, cada instrumento de cada satélite es gobernado desde el suelo por un equipo de especialistas que se encarga de determinar y optimizar en función de las demandas los desapuntamientos de los instrumentos ópticos. Además, cada satélite debe comprender registradores para paliar una ausencia de visibilidad de una estación terrestre. Cada satélite comprende además un específico sistema de transmisión al suelo.

Por otro lado, una solución de este tipo se topa con una importante dificultad práctica. En efecto, la cobertura del conjunto del globo terrestre por parte de una constelación de satélites de este tipo con vistas a suministrar imágenes que presenten una resolución espacial del orden de un metro y una frecuencia de cobertura global del orden de un día impone la gestión por parte del servidor central de una cantidad del orden de 1500 teraoctetos de datos por día, o sea de 170 gigaoctetos por segundo, que sobrepasa ampliamente las capacidades de transmisión satelitaria y de tratamiento en tierra que son accesibles con las tecnologías y las arquitecturas de los servidores que están actualmente disponibles. Véase la FR-A-2 893 794 (Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt).

La invención pretende paliar estos inconvenientes, superar estas dificultades y proponer un instrumento de adquisición y de suministro de imágenes de observación de la Tierra que presente una elevada resolución espacial y una elevada resolución temporal, en particular del orden de un metro y de un día, respectivamente.

La invención pretende igualmente proponer un instrumento de este tipo que no recurra a desapuntamiento alguno de instrumentos ópticos, permitiendo así una utilización de satélites simplificados, de bajos costes y aptos para funcionar sin necesidad de llevar a cabo complejas operaciones.

La invención pretende igualmente proponer un instrumento de este tipo que no requiera un servidor central de distribución de las imágenes.

La invención pretender igualmente proponer un instrumento de este tipo que no requiera mantenimiento específico alguno.

La invención pretende igualmente proponer un instrumento de este tipo que esté adaptado para alimentar los vectores de información masiva disponibles en la red Internet.

Para hacer esto, la invención se refiere a un instrumento de adquisición y de distribución de imágenes de observación de la Tierra de circunferencia media C que comprende:

- una constelación de satélites que recibe el nombre de capa espacial de adquisición de imágenes, presentando cada satélite un ancho de barrido F y una órbita baja de forma tal que puede describir un número ORB (ORB > 1) de órbitas en un día, y estando cada satélite equipado... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Instrumento de adquisición y de distribución de imágenes de observación de la Tierra de circunferencia media C que comprende:

- una constelación de satélites (4) que recibe el nombre de capa (1) espacial de adquisición de imágenes, presentando cada satélite (4) un ancho de barrido F y una órbita baja de forma tal que puede describir un número ORB (ORB > 1) de órbitas en un día, y estando cada satélite equipado con al menos un dispositivo óptico de adquisición de imágenes.

- una pluralidad de dispositivos (5) terrestres de tratamiento y distribución de imágenes que recibe el nombre de capa (3) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes,

- una red de transmisión de datos que recibe el nombre de capa (2) de telecomunicaciones y está adaptada para asegurar una transferencia de las imágenes tomadas por la capa (1) espacial de adquisición de imágenes hacia dicha capa terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes, comprendiendo dicha capa (2) de telecomunicaciones:

• para cada satélite (4), al menos un módulo de emisión adaptado para emitir, después de cada adquisición de imagen por parte de un dispositivo óptico de adquisición de imágenes de este satélite, la imagen (9) adquirida hacia dicha capa (3) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes,

• por cada dispositivo (5) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes, al menos un módulo (12) de recepción adaptado para recibir imágenes (9) procedentes de dicha capa (1) espacial de adquisición de imágenes; caracterizado por el hecho de que:

- dicha capa (1) espacial de adquisición de imágenes comprende, para cada satélite (4), al menos un dispositivo óptico de adquisición de imágenes con visor fijo que presenta una elevada resolución espacial,

- dicha capa (3) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes comprende, para cada dispositivo (5) de tratamiento y de distribución de imágenes, al menos una línea (8) de comunicaciones que conecta a este dispositivo (5) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes y al menos a un dispositivo terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes inmediatamente adyacente, para así permitir solapamientos de las imágenes recibidas por este dispositivo (5) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes con imágenes recibidas por este (estos) dispositivo(s) terrestre(s) de tratamiento y de distribución de imágenes inmediatamente adyacente(s),

- cada dispositivo (5) de tratamiento y de distribución de imágenes comprende:

• una unidad (11) de tratamiento adaptada para tratar las imágenes (9) recibidas por el módulo (12) de recepción de este dispositivo (5) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes,

• medios (13) de memorización de las imágenes tratadas por la unidad (11) de tratamiento,

• una conexión (14) a una red numérica (15) para así poder poner a dichas imágenes memorizadas a disposición de usuarios conectados a esta red (15) numérica.

2. Instrumento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que cada satélite (4) de dicha capa (1) espacial de adquisición de imágenes comprende al menos un instrumento óptico de adquisición de imágenes con visor fijo que presenta una resolución espacial del orden de un metro.

3. Instrumento según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por el hecho de que:

- cada módulo de emisión de dicha capa (2) de telecomunicación está adaptado para comunicarse con al menos un módulo de emisión adyacente,

- cada módulo (12) de recepción de dicha capa (2) de telecomunicación está adaptado para comunicarse con al menos un módulo de recepción adyacente.

4. Instrumento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que dichos satélites (4) de dicha capa (1) espacial de adquisición de imágenes, dichos dispositivos (5) terrestres de tratamiento y de distribución de imágenes de dicha capa (3) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes, dichos módulos de emisión de imágenes de dicha capa (2) de telecomunicaciones y dichos módulos (12) de recepción de imágenes de dicha capa (2) de telecomunicaciones están distribuidos geográficamente en el conjunto de la Tierra.

5. Instrumento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que:

- dicha capa (1) espacial de adquisición de imágenes comprende al menos N satélites (4), donde

- dicha capa (3) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes comprende al menos M dispositivos (5) terrestres de tratamiento

**(Ver fórmula)**

y de distribución de imágenes distribuidos en la superficie de la Tierra, donde

**(Ver fórmula)**

siendo r el radio medio de los círculos de visibilidad de antenas (6) asociadas a los módulos (12) de recepción de los dispositivos (5) terrestres de tratamiento y de distribución de imágenes, y siendo α un coeficiente predeterminado.

6. Instrumento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que dicha capa (1) espacial de adquisición de imágenes comprende al menos 25 satélites (4), presentando cada satélite (4) un ancho de barrido del orden de 100 kilómetros.

7. Instrumento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que dicha capa (1) espacial de adquisición de imágenes comprende al menos 250 satélites (4), presentando cada satélite (4) un ancho de barrido del orden de 10 kilómetros.

8. Instrumento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que cada satélite (4) presenta una órbita cuasi polar heliosíncrona.

9. Instrumento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que, para capa satélite (4), dicho módulo de emisión de imágenes de dicha capa (2) de telecomunicaciones está adaptado para asegurar una compresión de las imágenes (9).

10. Instrumento según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que, para cada satélite (4), dicha compresión efectuada por dicho módulo de emisión de imágenes es una compresión JPEG.

11. Instrumento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por el hecho de que dicha capa (2) de telecomunicaciones transmite dichas imágenes (9) desde dicha capa (1) espacial hacia dicha capa (3) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes según un protocolo UMTS.

12. Instrumento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por el hecho de que dicha capa de telecomunicaciones transmite las imágenes desde dicha capa espacial hacia dicha capa terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes según un protocolo de comunicaciones que utiliza una norma Internet del tipo IPv

o equivalente que permite intercambios bidireccionales.

13. Instrumento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por el hecho de que dicha red (15) numérica a la cual pueden estar conectados dichos dispositivos (5) terrestres de tratamiento y de distribución de imágenes de dicha capa (3) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes es una red (15) numérica pública.

14. Instrumento según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que comprende un servidor terrestre que recibe el nombre de servidor geoportal y está conectado por medio de dicha red (15) numérica pública a cada dispositivo (5) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes, comprendiendo dicho servidor geoportal:

- medios de recepción de una petición de suministro de una imagen de una región dada del globo terrestre procedente de un usuario distante,

- medios de análisis de esta petición y de determinación del dispositivo (5) terrestre de tratamiento y de distribución de imágenes que tenga esta imagen memorizada en sus medios (13) de memorización,

- medios de repatriación de dicha imagen del dispositivo (5) terrestre de tratamiento y distribución de imágenes determinado,

- medios de puesta a disposición de dicho usuario de la imagen repatriada.