PULSE LIMITED OPERATION
Fig. 2. Reflectie van de radarpulsals het zeeoppervlak niet glad is,
ontstaat een variatie in terugontvangen signaal: de significante golf
hoogte (SWH).
seconde lengte (d.i. 1 meter) op een frequentie van
13,5 GHz. Deze pulsen reflecteren door de divergentie
van het radarsignaal op een gebied met een doorsnede
van 10 km van het zeeoppervlak, hetgeen ook wel de
footprint \ian de radar wordt genoemd (fig. 2). De afstand
meting komt dus niet van een goed gedefinieerd punt, zo
als dat in de landmeetkunde gebruikelijk is, maar repre
senteert een soort hoogte van de satelliet ten opzichte
van het gemiddelde zeeoppervlak in de footprint van de
radar.
Er valt nog meer informatie uit het ontvangen signaal te
halen. De verspreiding in de tijd van een korte puls die
gereflecteerd is op het zeeoppervlak, is een maat voor de
hoogte van de golven in de footprint. Dit soort informatie
noemt men de Significant Wave Height (SWH).
Uiteraard is er naast de afstand- en SWH-meting ook nog
een aantal andere gegevens die via telemetrie van de
satelliet naar de grond wordt gezonden. Zo had SEASAT
bijvoorbeeld een klok en een aantal andere instrumenten
aan boord, waaronder verschillende radiometers en een
Synthetische Apertuur Radar (SAR).
Alle metingen die aan boord van de satelliet worden uit
gevoerd, moeten op een of andere manier via telemetrie
op de grond komen. Met een altimeter is dit een probleem
omdat het apparaat voortdurend meet, terwijl de satelliet
een snelheid heeft van zo'n 7 km/s. Dit is een van de
redenen waardoor telemetrie maar beperkt mogelijk is.
Bij de eerste echte" altimeter-missie van GEOS-3 zijn
daarom alleen maar metingen beschikbaar waar grond
stations de satelliet konden volgen. Pas sinds de missie
van SEASAT is men ertoe overgegaan om de meetge
gevens aan boord op te slaan, hetgeen niet bepaald een
eenvoudige en goedkope techniek is. Het vereist namelijk
de continue en feilloze werking van een aantal taperecor
ders die bij overkomst van de satelliet over een grond
station weer worden „afgespeeld".
Een andere mogelijkheid is het gebruik van TDRS, een
systeem dat uit een aantal geostationaire satellieten be
staat; deze fungeren als bakens die gegevens ontvangen
van een satelliet op geringere hoogte, om deze weer door
te zenden naar grondstations. Dit laatste principe wordt
o.a. gebruikt in de bemande ruimtevaart. Bovendien ge
beurt een stuk van de gegevensverwerking reeds aan
boord van de satelliet, omdat de altimeter met een veel
hogere snelheid meet dan via opslag en telemetrie zou
kunnen worden doorgespeeld naar de grond. Daarom is
er een processor aan boord van de satelliet, die een aan
tal filterbewerkingen uitvoert op het gereflecteerde radar
signaal.
66
Correcties aan de hoogtemetingen
Het blijkt dat afstandmetingen van de altimeter naar het
zeeoppervlak door nogal wat ongewenste effecten wor
den beïnvloed. Ten eerste is het nodig de metingen te
relateren aan het massamiddelpunt van de satelliet, om
dat de uiteindelijke baanberekening hierop betrekking
heeft. Voor de lancering is het daarom noodzakelijk een
zogenaamde center of mass correction van de altimeter
te bepalen.
Vervolgens willen we er zeker van zijn dat het instrument
goed gekalibreerd is en blijft, hetgeen deels voor en deels
tijdens de vlucht wordt geregeld. Kalibratie tijdens de mis
sie is mogelijk door bij overkomst van de altimeter over
bijvoorbeeld een schiereiland met een laserafstandmeter
op de grond te meten naar de reflector aan boord van de
satelliet. Als nu ook nog de hoogte van de laser ten
opzichte van de zee in de omgeving van het schiereiland
bekend is, dan moet dit geheel een sluitende som opleve
ren. Dit gecompliceerde experiment is uitgevoerd bij o.a.
SEASAT met als doel de stabiliteit van de radar in de
gaten te houden. De gecompliceerdheid wordt o.a. ver
oorzaakt, doordat het technisch gezien vrij moeilijk is om
met een laser precies in het zenit te meten waar een
satelliet „voorbijschiet".
Na kalibratie van de altimeter blijft er nog een aantal
andere effecten over die geëlimineerd moeten worden.
Dit zijn o.a. de correcties voor de „droge" en „natte"
troposfeereffecten en de ionosferische refractie van het
radarsignaal. Het „natte" troposfeereffect kan via radio
metermetingen worden gecorrigeerd; de andere effecten
kunnen alleen worden weggewerkt door externe model
len toe te passen.
Keuze van de baan
De belangrijkste criteria die een rol spelen bij de keuze
van de nominale baan, zijn in eerste instantie de cirkel
vormigheid en ten tweede de volledige bedekking van het
aardoppervlak. Nemen we weer SEASAT als voorbeeld,
dan blijkt dat de excentriciteit (e) klein is (e 0,001), de
inclinatie groot 108°) en dat de satelliet op 780 km
hoogte 14,33 keer per dag rondloopt. Het spoor van de
altimeter over het aardoppervlak wordt ook wel de ground
track genoemd; die voor SEASAT zijn weergegeven in
fig. 3. Uit de figuur blijkt, dat de altimeter geen metingen
verricht boven breedtegraden gelijk aan de absolute incli
natie van de satelliet. Een inclinatie van 108° is gelijk aan
-72° en veroorzaakt een retrograde beweging,
d.w.z. van rechts naar links in fig. 3. Daarom zal SEASAT
dus geen metingen doen boven 72° en onder -72°
breedte. De inclinatie van ERS-1 is nog iets groter, name
lijk/ 98,5° -81,5°, zodat een betere bedekking van
de poolgebieden wordt bereikt.
longitude
Fig. 3. De ground tracks van SEASAT weergegeven in een kwadra
tische platkaartprojectie.
NGT GEODESIA 89
