Entramado de estaciones terrestres de recepción y de registro de datos satelitales.

Dispositivo que comprende una pluralidad de estaciones terrestres (5) de recepción y de registro de datos dotadas de medios (13) de memorización de estos datos,

estando cada estación terrestre (5) asociada a medios de recepción de datos de observación procedentes de al menos un satélite en órbita alrededor de la Tierra, estando dicho dispositivo caracterizado por el hecho de que:

-los datos de observación recibidos de al menos un satélite son y quedan repartidos en los medios de memorización (13) de las distintas estaciones terrestres (5) de recepción y de registro,

-cada estación terrestre (5) de recepción y de registro está conectada funcionalmente a las otras estaciones terrestres (5) de recepción y de registro mediante al menos una red numérica (15), y está dotada de al menos un módulo (8) que recibe el nombre de módulo de gestión (8) y está adaptado para que las distintas estaciones terrestres (5) de recepción y de registro sean interconectadas unas a otras por los distintos módulos de gestión (8) a través de la red numérica (15), según una arquitectura que recibe el nombre de entramado satelital y está, adaptada para permitir un acceso compartido transparente y permanente a dichos datos de observación procedentes de al menos un satélite registrados repartidos en los medios de memorización (13) de las distintas estaciones terrestres (5) de recepción y de registro, estando dicho entramado satelital adaptado para hacer que el conjunto de datos de observación registrados repartidos en las distintas estaciones terrestres (5) de recepción y de registro sea accesible y visto como un único juego de datos de observación desde todo punto de acceso de la red numérica (15) .

Entramado de estaciones terrestres de recepción y de registro de datos satelitales

La invención se refiere a un dispositivo al que en todo el texto se denomina “entramado satelital” y que comprende una pluralidad de estaciones terrestres, comunicantes entre sí, de recepción y de registro de datos. Una estación terrestre de recepción y de registro de datos es una estación dotada de medios de recepción de datos de observación procedentes de al menos un satélite en órbita alrededor de la Tierra, y de medios de memorización de datos (memoria (s) masiva (s) ) .

La invención se extiende asimismo a un dispositivo de observación (en particular de observación de la Tierra) que comprende: -al menos una constelación de satélites desplegada en órbita alrededor de la Tierra, comprendiendo cada satélite al menos un dispositivo de adquisición de datos de observación y al menos un dispositivo de transmisión de estos datos de observación con destino a antenas de recepción situadas en la superficie de la Tierra, -una pluralidad de estaciones terrestres de recepción y de registro de datos de observación repartidas en la superficie de la Tierra, estando cada estación terrestre de recepción y de registro conectada a al menos una antena de recepción (y en particular a una antena de recepción que le es propia) , siendo estas estaciones comunicantes entre sí, -estando el dispositivo de transmisión de cada satélite adaptado para poder transmitir datos de observación a toda antena de recepción situada dentro de un campo de visión de este dispositivo de transmisión, estando cada antena de recepción adaptada para poder recibir datos de observación transmitidos por un satélite cuando dicha antena de recepción está situada dentro del campo de visión del dispositivo de transmisión de dicho satélite.

De manera general, en todo el texto el término “observación” designa a toda adquisición de datos, incluyendo las mediciones de parámetros físicos (temperaturas, radiaciones, datos topográficos, imágenes dentro de las distintas longitudes de onda visibles o no, etc.) , y los términos “observación de la Tierra” designan a toda adquisición de datos de observación relativos a la Tierra (y en particular procedentes de la Tierra) .

La invención pretende en particular (aunque no exclusivamente) proponer un dispositivo de observación de la Tierra de este tipo que esté más en particular destinado a la adquisición y al suministro de imágenes de observación terrestre y presente una elevada resolución en tierra (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 a la frecuencia con la cual un dispositivo de observación 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 tierra 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. En todos los casos está previsto que los datos de observación recibidos por las estaciones de tierra desde los satélites sean repatriados a un sitio central de tratamiento y de archivo que permita racionalizar estos distintos datos, ponerlos al día y ponerlos en coherencia elegida con los otros. Un sitio central de este tipo permite asimismo distribuir los datos de observación a usuarios de manera coherente y homogénea en cuanto a su fecha y a su contenido. Una repatriación de este tipo de datos de observación satelital hacia un sitio central plantea las más de las veces problemas de conexión y de banda pasante, teniendo en cuenta el muy gran volumen de estos datos. Por ejemplo, la GB 2432486 prevé reutilizar los satélites de la constelación para repatriar datos hacia una estación de tierra de usuario. Una solución de este tipo es extremadamente costosa y compleja, y no totalmente satisfactoria.

Los instrumentos IKONOS, QUICKBIRD, EROS, etc. son satélites de muy alta resolución que permiten resoluciones en tierra 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.

En otras palabras, en vista del estado de la técnica la concepción de un instrumento de adquisición y de suministro de datos satelitales de observación (en particular 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 frecuencia 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. Tales soluciones consisten 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 situados 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 tierra. 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 visibilidad de una estación de tierra.

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 de tierra 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 su distribución. Además, cada instrumento de cada satélite es gobernado desde tierra 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 de tierra. Cada satélite comprende además un específico sistema de transmisión a tierra.... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo que comprende una pluralidad de estaciones terrestres (5) de recepción y de registro de datos dotadas de medios (13) de memorización de estos datos, estando cada estación terrestre (5) asociada a medios de recepción de datos de observación procedentes de al menos un satélite en órbita alrededor de la Tierra, estando dicho dispositivo caracterizado por el hecho de que: -los datos de observación recibidos de al menos un satélite son y quedan repartidos en los medios de memorización

(13) de las distintas estaciones terrestres (5) de recepción y de registro, -cada estación terrestre (5) de recepción y de registro está conectada funcionalmente a las otras estaciones terrestres

(5) de recepción y de registro mediante al menos una red numérica (15) , y está dotada de al menos un módulo (8) que recibe el nombre de módulo de gestión (8) y está adaptado para que las distintas estaciones terrestres (5) de recepción y de registro sean interconectadas unas a otras por los distintos módulos de gestión (8) a través de la red numérica (15) , según una arquitectura que recibe el nombre de entramado satelital y está, adaptada para permitir un acceso compartido transparente y permanente a dichos datos de observación procedentes de al menos un satélite registrados repartidos en los medios de memorización (13) de las distintas estaciones terrestres (5) de recepción y de registro, estando dicho entramado satelital adaptado para hacer que el conjunto de datos de observación registrados repartidos en las distintas estaciones terrestres (5) de recepción y de registro sea accesible y visto como un único juego de datos de observación desde todo punto de acceso de la red numérica (15) .

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que cada estación terrestre (5) de recepción y de registro está además asociada a medios (10) de emisión de datos hacia al menos un satélite (4) , y de que comprende al menos un módulo de telemando adaptado para poder generar al menos una orden destinada a al menos un satélite (4) y emitir una orden de este tipo en el entramado.

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por el hecho de que dicha red numérica

(15) de dicho entramado satelital es una red numérica terrestre pública (15) .

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que, al ser dichos datos de observación datos aptos para ser visualizados en forma de imágenes, cada estación terrestre (5) de recepción y de registro está adaptada para tratar los datos de observación que recibe de cada satélite (4) de manera adecuada para formar y registrar en sus medios de memorización (13) imágenes correspondientes directamente explotables por parte de un usuario, haciendo el entramado satelital así formado que quede directamente accesible para el usuario la integridad de las imágenes de observación registradas en las distintas estaciones terrestres (5) de recepción y de registro.

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

- al menos una constelación de satélites (4) desplegada en órbita alrededor de la Tierra, comprendiendo cada satélite (4) al menos un dispositivo de adquisición de datos de observación y al menos un dispositivo de transmisión de estos datos de observación con destino a antenas de recepción (6) situadas en la superficie de la Tierra, estando cada estación terrestre (5) de recepción y de registro asociada a al menos una antena de recepción (6) ,

- estando el dispositivo de transmisión de cada satélite (4) adaptado para poder transmitir datos de observación a toda antena de recepción (6) situada dentro de un campo de visión de este dispositivo de transmisión, estando cada antena de recepción (6) adaptada para poder recibir datos de observación transmitidos por un satélite (4) cuando dicha antena de recepción (6) está situada dentro del campo de visión del dispositivo de transmisión de dicho satélite (4) .

6. Dispositivo de observación según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de adquisición de datos de observación de cada satélite (4) está adaptado para adquirir datos de observación de la Tierra y presenta un campo de visión predeterminado que corresponde a una zona de la superficie de la Tierra en visibilidad de este dispositivo de adquisición, y de que cada estación terrestre (5) de recepción y de registro comprende medios (13) de memorización de datos de observación procedentes al menos de una zona terrestre que recibe el nombre de zona de observación registrada y comprende al menos la envolvente de los campos de visión del dispositivo de adquisición de cada satélite (4) en los cuales está situada la antena de recepción (6) de la estación terrestre de recepción y de registro, estando el número y la repartición de las distintas estaciones terrestres (5) de recepción y de registro adaptados para que dichas zonas de observación registradas correspondientes sean complementarias y permitan una cobertura de una superficie terrestre a observar, siendo los distintos datos de observación que corresponden a esta superficie a observar repartidos en los medios de memorización (13) de las distintas estaciones terrestres (5) de recepción y de registro, siendo dicho entramado satelital un entramado de almacenamiento adaptado para que todos los datos de observación memorizados por las distintas estaciones terrestres (5) de recepción y de registro sean permanentemente accesibles como un recurso informático único desde todo punto de acceso de la red numérica (15) de dicho entramado satelital.

7. Dispositivo de observación según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que la zona de observación registrada de al menos una estación terrestre (5) de recepción y de registro comprende al menos una zona situada fuera de la envolvente de los campos de visión de los satélites (4) que contienen la antena de recepción (6) de la estación terrestre (5) de recepción y de registro.

8. Dispositivo de observación según una de las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado por el hecho de que cada estación terrestre (5) de recepción y de registro está adaptada para buscar e incorporar a sus medios de memorización (13) los datos de observación de cada estación terrestre (5) de recepción y de registro cuya zona de observación registrada es adyacente a la suya, de forma tal que cada estación terrestre (5) de recepción y de registro incorpora un mosaico local de las distintas zonas de observación registradas adyacentes a la suya.

9. Dispositivo de observación según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado por el hecho de que cada dispositivo de transmisión de un satélite (4) está adaptado para transmitir los datos de observación según un formato que incorpora metadatos y/o datos que reciben el nombre de datos de geolocalización y son representativos de la localización de la zona observada y de la fecha de observación.

10. Dispositivo de observación según una de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado por el hecho de que cada estación terrestre (5) de recepción y de registro está además asociada a una antena (10) de emisión hacia un satélite (4) , y de que las antenas (10) de recepción y de emisión, los dispositivos de transmisión de los satélites (4) y las estaciones terrestres (5) están adaptados para permitir el establecimiento de intercambios bidireccionales entre los satélites (4) y las estaciones terrestres (5) .

11. Dispositivo de observación según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que comprende al menos un módulo de telemando que está adaptado para poder emitir órdenes hacia cada satélite (4) , y de que cada módulo de telemando está conectado a dicha red numérica (15) y al entramado satelital de estaciones terrestres (5) de recepción y de registro al cual dirige cada orden a transmitir hacia un satélite (4) , siendo dicha orden emitida simultáneamente por todas las estaciones terrestres (5) de recepción y de registro.

12. Dispositivo de observación según una de las reivindicaciones 5 a 11, caracterizado por el hecho de que cada satélite (4) comprende asimismo un módulo de gestión (8) para así quedar incorporado al entramado satelital formado por las distintas estaciones terrestres (5) de recepción y de registro y la red numérica (15) que las conecta.

13. Dispositivo de observación según una de las reivindicaciones 5 a 12, caracterizado por el hecho de que dicho entramado satelital está conectado a una red numérica terrestre pública (15) .

14. Dispositivo de observación según una de las reivindicaciones 5 a 13, caracterizado por el hecho de que cada estación terrestre (5) de recepción y de registro está adaptada para tratar los datos de observación que recibe de cada satélite (4) , para así formar y registrar en sus medios de memorización (13) imágenes correspondientes directamente explotables por parte de un usuario, haciendo el entramado satelital así formado que sea directamente accesible para el usuario la integridad de las imágenes de observación procedentes de los distintos satélites para las distintas zonas de observación registradas en las distintas estaciones terrestres (5) de recepción y de registro.

15. Dispositivo de observación según una de las reivindicaciones 5 a 14, caracterizado por el hecho de que el módulo de gestión (8) de cada estación terrestre (5) de recepción y de registro está adaptado para poner dinámicamente en disponibilidad los datos de observación tal como han sido registrados en último lugar en los medios de memorización (13) en el entramado satelital.