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A Novel Architecture for the Next Generation of Earth Observation Satellites Supporting Rapid Civil Alert

Kerr, Murray und Tonetti, Stefania und Cornara, Stefania und Bravo, Juan-Ignacio und Hinz, Robert und Latorre, Antonio und Membibre, Francisco und Ramos, Alexis und Moron, Alvaro und Solimini, Chiara und Wiehle, Stefan und Breit, Helko und Günzel, Dominik und Mandapati, Srikantha und Tings, Björn und Balss, Ulrich und Koudelka, Otto und Teschl, Franz und Magli, Enrico und Bianchi, Tiziano und Migliorati, Andrea und Motto Ros, Paolo und Caon, Michele und Martina, Maurizio und Freddi, Riccardo und Milani, Fabio und Curci, Guido und Fraile, Silvia und Marcos, Cecilia (2021) A Novel Architecture for the Next Generation of Earth Observation Satellites Supporting Rapid Civil Alert. The 35th Annual Small Satellite Conference - SSC, 07.-12. Aug. 2021, Logan, USA - virtual.

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748kB

Offizielle URL: http://digitalcommons.usu.edu/smallsat/2021/all2021/191

Kurzfassung

The EO-ALERT European Commission H2020 project proposes the definition, development, and verification and validation through ground hardware testing, of a next-generation Earth Observation (EO) data processing chain. The proposed data processing chain is based on a novel flight segment architecture that moves EO data processing elements traditionally executed in the ground segment to on-board the satellite, with the aim of delivering EO products to the end user with very low latency. EO-ALERT achieves, globally, latencies below five minutes for EO products delivery, and below one minute in realistic scenarios. The proposed EO-ALERT architecture is enabled by on-board processing, recent improvements in processing hardware using Commercial Off-The-Shelf (COTS) components, and persistent space-to-ground communications links. EO-ALERT combines innovations in the on-board elements of the data chain and the communications, namely: on-board reconfigurable data handling, on-board image generation and processing for the generation of alerts (EO products) using Machine Learning (ML) and Artificial Intelligence (AI), on-board AI-based compression and encryption, high-speed on-board avionics, and reconfigurable high data rate communication links to ground, including a separate chain for alerts with minimum latency and global coverage. This paper presents the proposed architecture, its hardware realization for the ground testing in a representative environment and its performance. The architecture’s performance is evaluated considering two different user scenarios where very low latency (almost-real-time) EO product delivery is required: ship detection and extreme weather monitoring/nowcasting. The hardware testing results show that, when implemented using COTS components and available communication links, the proposed architecture can deliver alerts to the end user with a latency below five minutes, for both SAR and Optical missions, demonstrating the viability of the EO-ALERT architecture. In particular, in several test scenarios, for both the TerraSAR-X SAR and DEIMOS-2 Optical Very High Resolution (VHR) missions, hardware testing of the proposed architecture has shown it can deliver EO products and alerts to the end user globally, with latency lower than one-point-five minutes.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/145079/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Zusätzliche Informationen:to cite the paper from the USU archive: Kerr, M. et al. 2021. “A Novel Architecture for the Next Generation of Earth Observation Satellites Supporting Rapid Civil Alerts,” Proceedings of the Conference on Small Satellites, Technical Session 8: Advanced Technologies II, SSC21-VIII-07.
Titel:A Novel Architecture for the Next Generation of Earth Observation Satellites Supporting Rapid Civil Alert
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kerr, Murraymurray.kerr (at) deimos-space.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tonetti, Stefaniastefania.tonetti (at) deimos-space.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cornara, Stefaniastefania.cornara (at) deimos-space.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bravo, Juan-Ignaciojuan-ignacio.bravo (at) deimos-space.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hinz, Robertrobert.hinz (at) deimos-space.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Latorre, Antonioantonio.latorre (at) deimos-space.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Membibre, Franciscofrancisco.membibre (at) deimos-space.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ramos, Alexisalexis.ramos (at) deimos-space.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moron, Alvaroalvaro.moron (at) deimos-space.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Solimini, Chiarachiara.solimini (at) deimos-space.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wiehle, StefanStefan.Wiehle (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1476-6261NICHT SPEZIFIZIERT
Breit, HelkoHelko.Breit (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Günzel, DominikDominik.Guenzel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8881-9867NICHT SPEZIFIZIERT
Mandapati, SrikanthaSrikantha.Mandapati (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0672-0597NICHT SPEZIFIZIERT
Tings, BjörnBjoern.Tings (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1945-6433NICHT SPEZIFIZIERT
Balss, Ulrichulrich.balss (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0004-2996-6842NICHT SPEZIFIZIERT
Koudelka, Ottokoudelka (at) tugraz.atNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Teschl, Franzfranz.teschl (at) tugraz.atNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Magli, Enricoenrico.magli (at) polito.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bianchi, Tizianotiziano.bianchi (at) polito.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Migliorati, Andreaandrea.migliorati (at) polito.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Motto Ros, Paolopaolo.mottoros (at) polito.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Caon, Michelemichele.caon (at) polito.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Martina, Mauriziomaurizio.martina (at) polito.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Freddi, Riccardorfreddi (at) cgspace.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Milani, Fabiofmilani.ext (at) cgspace.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Curci, Guidogcurci.ext (at) cgspace.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fraile, Silviasilvia.fraile (at) deimos-imaging.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marcos, Ceciliacmarcosm (at) aemet.esNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:August 2021
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:Seiten 1-7
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Synthetic Aperture Radar, SAR, FPGA, onboard processing, ship detection, civil alert, earth observation
Veranstaltungstitel:The 35th Annual Small Satellite Conference - SSC
Veranstaltungsort:Logan, USA - virtual
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:07.-12. Aug. 2021
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - SAR-Methoden
Standort: Bremen , Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > SAR-Signalverarbeitung
Hinterlegt von: Kaps, Ruth
Hinterlegt am:02 Nov 2021 12:31
Letzte Änderung:29 Mär 2023 00:49

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