DE4041915A1 - Satellite relay for digital data collecting and distributing system - provides electronic mailing to and from small mobile ground transceivers without recourse to central radio station - Google Patents

Abstract

The satellite (1) links mobile ground stations, e.g. buoys (2) with an onshore control and data reception station (3) equipped with a personal computer (5). A serial interface allows digital data exchange between the mobile station and a measuring system (4) incorporating physical, chemical and meteorological sensors. The satellite processes and relays data between ground terminals under programmed control in accordance with its current position. Electronic timing reduces consumption of current from batteries. The mobile station positions can be determined by active Doppler shift compensation. USE/ADVANTAGE - For the SAFIR low-orbit satellite for environmental monitoring and protection, with interference-free, bidirectional communication with mobile ground stations.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Sammlung (Erfassung) und Verteilung von digitalen Informationen (Meßwerte, Kommandos) von kleinen Bodenstationen (Terminals, ferngesteuerten Meßstationen) wie sie von diversen Betreibern (Institute, Ämter, private Einrichtungen) zukünftig zum Zwecke der Umweltüberwachung und des Naturschutzes eingesetzt werden. Die Einrichtung und das Verfahren wird durch ein Kleinsatellitensystem mit dazu passenden bodenseitigen Geräten zur Datenübertragung dargestellt.The invention relates to a device and a method for collecting (detecting) and distribution of digital information (readings, commands) of small Ground stations (terminals, remote-controlled measuring stations) like those of various Operators (institutes, offices, private institutions) in the future for the purpose of Environmental monitoring and nature conservation. The decor and the method is a small satellite system with matching bottom side Devices for data transmission shown.

Bestehende Satellitensysteme (Meteosat, NOAA, INMARSAT) unterstützen prinzipiell die Datenerfassung von Umweltdaten über kleinere Bodenstationen. Aufgrund der spezifischen Auslegungen dieser Satellitensysteme für primär andere Aufgaben (Meteosat und NOAA sind Wettersatelliten, INMARSAT sind Satelliten für den Telephonverkehr) werden die notwendigen Anforderungen im Bereich der Sammlung und Verteilung von Umweltdaten nur unzureichend unterstützt. Wesentliche Nachteile dieser Systeme sind:Existing satellite systems (Meteosat, NOAA, INMARSAT) in principle, the data acquisition of environmental data on smaller ground stations. Because of the specific interpretations of these satellite systems for primarily others Tasks (Meteosat and NOAA are weather satellites, INMARSAT are satellites for the telephone traffic) are the necessary requirements in the area of Collection and distribution of environmental data insufficiently supported. Major disadvantages of these systems are:

• - die große Entfernung zu den geostationären Satelliten (Meteosat, Inmarsat) mit den damit bedingten relativ hohen Sendeleistung der Bodenstationen, verbunden mit sehr geringer Datenübertragungs­ geschwindigkeit (300-1200 Bit/s). Die Bodenstationen benötigen viel Energie und erreichen erhebliche Baugrößen. Der Zeitpunkt der Kommunikation ist dabei vielen Parametern abhängig und kann nicht genau bestimmt werden.- the long distance to the geostationary satellites (Meteosat, Inmarsat) with the resulting relatively high transmission power of Ground stations associated with very low data transmission speed (300-1200 bps). The ground stations need a lot Energy and achieve significant sizes. The timing of Communication is dependent on many parameters and can not be determined exactly.
• - die einschränkende Möglichkeit, von kleinen Stationen Informationen nur zu sammeln (NOAA), und nicht direkt zu Verteilen. Die Verteilung erfolgt über zwei zentrale Satellitenempfangsstationen. Von dort werden die Informationen über bestehende Postdienste an die Benutzer weitergeleitet. Eine Fernsteuerung der Meßstationen ist gar nicht möglich.- the limiting possibility of small stations information only to collect (NOAA), and not directly to distribute. The distribution takes place via two central satellite receiving stations. From there Be the information about existing postal services to the users forwarded. Remote control of the measuring stations is not at all possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, möglichst kostengünstig, und mit geringem technischen Aufwand bei dem Nutzer, eine bi-direktionale Datenübertragung zwischen den Nutzern und ihren Meßstationen zu ermöglichen.The invention is based on the object, as inexpensively, and with low technical effort on the user, a bi-directional To allow data transmission between the users and their measuring stations.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Einrichtungen und Verfahren gelöst.This object is achieved by the devices characterized in the claims and methods solved.

Das dafür einzusetzende Kleinsatellitensystem ist im wesentlichen als Kommunikationssatelliten (SAFIR = Satellit for Information Relay) ausgelegt und unterstützt primär die Datensammlung und -verteilung umweltrelevanter Meßwerte zwischen entsprechenden Bodenstationen. Prinzipiell sind jedoch auch Anwendungen in anderen privaten Bereichen möglich. Gegenüber vorhandenen Systemen auf Basis von Meteosat (DCPs & DCNs) und NOAA (ARGOS) ist bei SAFIR eine direkte bi­ direktionale Kommunikation zwischen den einzelnen Bodenstationen möglich (dezentrale Kommunikation) ohne dabei über eine zentrale Satellitenfunkstelle gehen zu müssen.The small satellite system to be used for this purpose is essentially as Communication satellites (SAFIR = Satellite for Information Relay) designed and primarily supports the data collection and distribution of environmentally relevant measured values between corresponding ground stations. In principle, however, are also applications possible in other private areas. Based on existing systems of Meteosat (DCPs & DCNs) and NOAA (ARGOS) is a direct bi at SAFIR Directional communication between the individual ground stations possible (decentralized communication) without going through a central satellite radio station to have to.

Die Kommunikation konzentriert sich auf die Übertragung von digitalen Werten (digitale und digitalisierte Meßwerte, Statusinformationen, Kommandos). Durch die Anwendung der bi-direktionalen Informationsübertragung entstehen neue operationelle Möglichkeiten mit wesentlichen Vorteilen für den Nutzer:Communication focuses on the transmission of digital values (digital and digitized readings, status information, commands). By the Application of bi-directional information transfer creates new operational Possibilities with significant benefits for the user:

• - Informationen können direkt zwischen zwei oder mehreren Nutzerstationen ausgetauscht werden. Es ist dafür keine zentrale Satellitenfunkstelle notwendig. Die Zeit für eine Informations­ übertragung wird somit minimal.- Information can be directly between two or more User stations are exchanged. It is not central to this Satellite radio station necessary. The time for an information Transmission is thus minimal.
• - Die einzelnen Bodenstationen können in einen stromsparenden Modus geschaltet werden da sie per Satellit direkt kontrolliert (gesteuert, programmiert) werden können. Die Stromversorgungseinheiten der Bodenstationen werden entsprechend klein und ein Batteriebetrieb über lange Zeiträume wird möglich.- The individual ground stations can be in a power-saving mode because they are directly controlled by satellite (controlled, programmed) can be. The power supply units of Ground stations are correspondingly small and a battery operation over long periods becomes possible.
• - Jede Bodenstation sendet nur nach Aufforderung vom Satelliten (Selektiv Aufruf), dadurch ist eine effiziente Ausnutzung der Frequenzkanäle gegeben.- Each ground station only transmits when requested by the satellite (Selective call), this is an efficient use of Given frequency channels.
• - Durch das Kommunikationsprinzip über Mailboxen sowohl im Satelliten als auch in den Bodenstationen ist jede Variante des "Elektronischen Post" realisierbar.- Through the communication principle via mailboxes both in the Satellites as well as in the ground stations is every variant of the "Electronic mail" feasible.

Für die Implementierung des SAFIR-Konzeptes sind Frequenzen im 2 m-Band, 70 cm- Band und 20 cm-Band vorgesehen.For the implementation of the SAFIR concept, frequencies in the 2 m band, 70 cm Band and 20 cm band provided.

Das mögliche Missionsprofil des Satelliten und damit auch der Datensammlung und Verteilung ist in erster Linie von der Satellitenbahn abhängig. Die Bahnhöhe des Satelliten bestimmt dessen Umlaufzeit und damit die Sichtbarkeit des Satelliten pro Umlauf. Aus der Bahninklination resultieren die überflogenen Gebiete auf der Erdoberfläche.The possible mission profile of the satellite and thus also the data collection and Distribution depends primarily on the satellite orbit. The railway height of Satellite determines its orbital period and thus the visibility of the satellite per Circulation. From the railway inclusion the overflown areas result on the Earth's surface.

Bei der vorgesehenen Bahnhöhe des Satelliten (800 km, polare Umlaufbahn mit einer Inklination von 98°), ergeben sich folgende Parameter:At the intended orbit height of the satellite (800 km, polar orbit with a Inclination of 98 °), the following parameters result:

Bahnhöhe des Satelliten:|800 kmRail height of the satellite: | 800 km Maximale Entfernung zwischen Bodenstation und Satellit bei 5° Elevation:Maximum distance between ground station and satellite at 5 ° elevation: 2800 km2800 km Umlaufgeschwindigkeit d. Satelliten:Circulating speed d. satellite: 7,4 km/sec7.4 km / sec Umlaufzeit des Satelliten:Orbit time of the satellite: 100 min100 min Sichtbarkeit des Satelliten:Visibility of the satellite: <=15 min<= 15 min

Aus der Umlaufzeit kann die Anzahl der Umläufe pro 24 Stunden berechnet werden. Wie weiter der Tabelle zu entnehmen ist, beträgt die Sichtbarkeit des Satelliten/Umlauf ca. 15 Minuten. Bei einer vorgesehenen Übertragungsrate von 9.6 kBit/s beläuft sich die Summe der empfangenen Zeichen auf ca. 8.6 MBit, was etwa 300 vollbeschriebenen DIN A4 Seiten entspricht.From the orbital period, the number of cycles per 24 hours can be calculated. As can be seen from the table, the visibility of the Satellite / circulation about 15 minutes. At a scheduled transfer rate of 9.6 kBit / s, the sum of the received characters amounts to about 8.6 MBit, which is about 300 fully written DIN A4 pages.

Mit einem Satelliten werden pro Tag etwa 5-6 Kontakte dieser Art möglich sein und damit eine Gesamtdatenmenge von etwa 5 MByte verwaltbar sein. Wenn z. B. die Nutzer im Mittel jeweils 1 KByte pro Tag an Datenaufkommen haben, können 5000 Nutzer (Bodenstationen) pro Tag bedient werden.With a satellite about 5-6 contacts of this kind will be possible per day and so that a total data volume of about 5 MByte be manageable. If z. B. the Users have on average 1 Kbytes per day of data traffic, can 5000 Users (ground stations) are served per day.

Aufgrund der relativ geringen Bahnhöhe des Satelliten, der noch geringen Übertragungsraten pro Kanal (bis zu 9,6 kBit/s) und der verwendeten niedrigen Frequenzbereiche ist die erforderliche Sendeleistung gering. Die Bodenstationen können klein und leicht gebaut werden.Due to the relatively low orbit height of the satellite, which is still low Transmission rates per channel (up to 9.6 kbps) and the low used Frequency ranges, the required transmission power is low. The ground stations can be made small and lightweight.

Da der Satellit sich gegenüber den Bodenstationen bewegt, entsteht bei der Funkübertragung zwischen Satellit und Bodenstation eine Frequenzverschiebung. Diese Frequenzverschiebung ist unter der Bezeichnung "Doppler-Effekt" allgemein bekannt und wird bei verschiedenen technischen Systemen zur Geschwindigkeits­ messung ausgewertet. Da die Position und Geschwindigkeit eines Satelliten sehr genau bekannt ist, kann der Doppler-Effekt zur Positionsbestimmung der Bodenstation herangezogen werden. Das System ARGOS auf den NOAA Satelliten z. B. verwendet ebenfalls dieses Verfahren.Since the satellite moves opposite the ground stations, arises in the Radio transmission between satellite and ground station a frequency shift. This frequency shift is common under the term "Doppler Effect"  known and used in various technical systems for speed evaluated. Because the position and speed of a satellite is very accurate is known, the Doppler effect for determining the position of the ground station be used. The ARGOS system on the NOAA satellite z. B. used also this procedure.

Neben dieser bekannten Auswertung der Verschiebung der Empfangsfrequenz wird bei SAFIR auch die Sendefrequenz so verstimmt, daß die Bodenstationen keinen Doppler-Effekt bemerken bzw. kompensieren müssen. Dadurch kann die Bandbreite der Empfangerschaltungen in den Bodenstationen sehr viel schmalbandiger ausgelegt werden was zu einer deutlich besseren Empfangsqualität führt und die Fehlerrate bei der Datenübertragung reduziert.In addition to this known evaluation of the shift of the reception frequency is at SAFIR also the transmission frequency so detuned that the ground stations no Doppler effect must notice or compensate. This can change the bandwidth the receiver circuits in the ground stations designed much narrower which leads to a much better reception quality and the error rate reduced data transmission.

Es sind vier unterschiedliche Ausführungen der Bodenstationen vorgesehen um die Nutzeranforderungen optimal erfüllen zu können.There are four different versions of the ground stations provided around the To meet user requirements optimally.

Leit-StationGating station

Diese Station ist verantwortlich für das gesamte Systemmanagement des Satelliten. Ihre Aufgabe liegt vor allem darin, den Satelliten zu überwachen und die Aufgaben des Netzwerk-Managements zu übernehmen, z. B.This station is responsible for the overall system management of the satellite. Your task is mainly to monitor the satellite and the tasks of network management, e.g. B.

• - Steuerung der Sende- und Empfangsantennen der Leitstation.- Control of the transmitting and receiving antennas of the control station.
• - Berechnung der Satellitenbahn, um Korrekturen im Satelliten-Computer vornehmen zu können.- Calculation of the satellite orbit to make corrections in the satellite computer to be able to make.
• - Überwachung und Steuerung der Satellitensubsysteme via Telekommando.- Monitoring and control of satellite subsystems via Telecommand.
• - Zulassung und Parameterisierung neuer berechtigter Nutzer.- Authorization and parameterization of new authorized users.
• - Installieren neuer Verbindungsarten- Install new connection types
• - Steuerung und Datenübernahme von den Meßstationen bei speziellen Anforderungen durch die Nutzer.- Control and data transfer from the measuring stations at special Requirements by the users.

Deshalb hat die Leitstation Zugriff auf alle Satellitensubsysteme und Übertragungs­ kanäle. Therefore, the control station has access to all satellite subsystems and transmission channels.  

Mini-StationMini-Station

Die Mini-Station ist eine transportable Leit-Station. Sie kann problemlos in ein anderes Nutzergebiet gebracht werden und dort für eine begrenzte Zeit die Aufgaben der Leit-Station übernehmen. Sie dient außerdem als heiße Redundanz für die Leit- Station.The mini-station is a transportable control station. You can easily in one be brought to another user area and there for a limited time the tasks take over the control station. It also serves as hot redundancy for the control Station.

Makro-StationMacro Station

Die Makro-Station ist die eigentliche nutzerorientierte Bodenstation. Sie ist von kleinen Abmessungen und kann jederzeit problemlos innerhalb des Übertragungsnetzes installiert werden.The macro station is the actual user-oriented ground station. She is from small dimensions and can be easily located within the Transmission network to be installed.

Die Makro-Station unterscheidet sich von den o.g. Stationen u. a. dadurch, daß sie nur zwei Frequenzbänder benutzt (70 cm, 2 m). Ein Frequenzband wird zum Senden benutzt, das andere zum Empfang.The macro station differs from the o.g. Stations u. a. in that they only two frequency bands used (70 cm, 2 m). A frequency band becomes transmitting used, the other to the reception.

Der eigentliche Sinn der Verwendung der unterschiedlichen Frequenzbänder ist die sende-empfangsseitige Entkopplung. Die Bitrate beträgt z.Z. im 70 cm-Band 4.8 kBps, im 2 m-Band 2.4 kBps (analog zur Leit- und Mini-Station). Durch die Verwendung von nur zwei Frequenzbändern wird außerdem eine Einsparung an Gewicht, Volumen und Sendeleistung erreicht.The real purpose of using the different frequency bands is the transmit-receive decoupling. The bit rate is z.Z. in the 70 cm band 4.8 kBps, in the 2 m band 2.4 kBps (analogous to the control and mini station). By use just two frequency bands will also save weight, volume and transmission power reached.

Die Makro-Station ist standardmäßig mit einer RS-232 Schnittstelle ausgerüstet. So lassen sich leicht Personalcomputer oder dedizierte Meßsysteme anschließen. Aufgrund des dezentralen Kommunikationskonzepts können Nutzer über diese Stationen ihre Meßstationen direkt selbst steuern und die Daten abrufen.The macro station is equipped with an RS-232 interface as standard. So It is easy to connect personal computers or dedicated measuring systems. Due to the decentralized communication concept, users can use this Stations directly control their measuring stations themselves and retrieve the data.

Die Zeichnung 1 zeigt dazu schematisch den Betrieb einer fernbedienbaren Meßeinrichtung auf einer Boje.The drawing 1 shows schematically the operation of a remote-controlled Measuring device on a buoy.

Neben dem nutzerspezifischen Meßaufbau wird eine SAFIR Bodenstation (2) über eine serielle Schnittstelle (RS-232) an das Meßsystem (4) angeschlossen. Über diese Schnittstelle können digitale Informationen zwischen Meßsystem (4) und Bodenstation (2) ausgetauscht werden. Eine zweite SAFIR Bodenstation (3) ist über die serielle Schnittstelle mit einem Personal Computer (5) verbunden. Beide Bodenstationen (2, 3) haben ihre eigene, individuelle Kennung. Sendet der Satellit SAFIR (1) zu einem festgelegten Zeitpunkt die Kennung der Station (2) aus, wird diese die Kommunikation mit dem Satelliten (1) aufnehmen und ihre gesammelten Informationen dem Satelliten (1) übertragen sowie der Satellit (1) Informationen an die Bodenstation (2) senden, falls welche vorhanden sind.In addition to the user-specific measuring setup, a SAFIR ground station ( 2 ) is connected to the measuring system ( 4 ) via a serial interface (RS-232). Via this interface, digital information can be exchanged between measuring system ( 4 ) and ground station ( 2 ). A second SAFIR ground station ( 3 ) is connected to a personal computer ( 5 ) via the serial interface. Both ground stations ( 2 , 3 ) have their own, individual identifier. If the satellite SAFIR ( 1 ) emits the identification of the station ( 2 ) at a fixed time, it will record the communication with the satellite ( 1 ) and transmit its collected information to the satellite ( 1 ) and the satellite ( 1 ) Send ground station ( 2 ), if any.

Zu einer festgelegten Zeit wird nun der Satellit (1) die Kennung für die Bodenstation (3) aussenden. Wurde nun der Informationsblock von der Station (2) mit der Kennung der Station (3) versehen, wird dieser, jetzt im Satelliten (1) gespeicherte Informationsblock, an Station (3) weitergeleitet. Der Nutzer kann danach mit dem Personal Computer (5) die Nachricht aus der Station (3) auslesen. Ebenfalls wird ein in der Station (3) über den Personal Computer (5) abgelegter Informationsblock zum Satelliten (1) übertragen. Ist dieser Informationsblock z. B. mit der Kennung der Station (2) versehen, wird er beim nächsten Kontakt des Satelliten (1) mit der Station (2) der Station (2) übermittelt.At a fixed time, the satellite ( 1 ) will now transmit the identifier for the ground station ( 3 ). Now, if the information block of the station ( 2 ) provided with the identifier of the station ( 3 ), this, now stored in the satellite ( 1 ) information block, forwarded to station ( 3 ). The user can then read the message from the station ( 3 ) with the personal computer ( 5 ). Also in the station ( 3 ) via the personal computer ( 5 ) stored information block to the satellite ( 1 ) is transmitted. Is this information block z. B. provided with the identifier of the station ( 2 ), it is transmitted at the next contact of the satellite ( 1 ) with the station ( 2 ) of the station ( 2 ).

Mikro-StationMicro-Station

Die Mikro-Station verwendet eine halb-duplex Übertragung im 70 cm bzw. 2 m-Band. Jedoch ist die Übertragungsrate im jeweiligen Frequenzband auf 300 Bps begrenzt. Das ergibt eine weitere Einsparung der erforderlichen Übertragungsleistung und damit eine besonders geringe Stromaufnahme.The micro station uses half-duplex transmission in the 70 cm and 2 m band, respectively. However, the transmission rate in the respective frequency band is limited to 300 bps. This results in a further saving of the required transmission power and thus a particularly low power consumption.

Dadurch kann eine komplette Sende-Empfangsstation mit einem Gewicht im Gramm- Bereich realisiert werden. Anwendungsbereiche sind Meßstationen mit geringem Datenaufkommen wie sie z. B. in der Ornithologie bei der Beobachtung von Vögeln und anderen Tieren benötigt werden.This allows a complete transceiver station weighing Be realized area. Applications are measuring stations with low Data volume as z. In ornithology in bird watching and other animals are needed.

Das KommunikationskonzeptThe communication concept

Alle Bodenstationen unterstützen die bi-direktionale Kommunikation. Dabei sind folgende Modelle der Kommunikation möglich:All ground stations support bi-directional communication. There are following models of communication possible:

• - Datenübertragung zwischen festen Bodenstationen,- data transmission between fixed ground stations,
• - Datenübertragung zwischen festen und mobilen Stationen,- data transmission between fixed and mobile stations,
• - Datenübertragung zwischen mobilen Stationen,- data transfer between mobile stations,
• - Positionsbestimmung von mobilen Stationen.- Positioning of mobile stations.

Die Bodenstationen (Makro und Mini) können jedoch nur dann kommunizieren wenn sie eine Zulassung von der Leitstation erhalten haben (Kennungen, die im Satelliten abgelegt werden) und zusätzlich vom Satelliten durch entsprechendes Aussenden dieser Kennung dazu aufgefordert werden. Der Zeitpunkt der Aufforderung durch den Satelliten und die Dauer der Übertragung wird aufgrund der genauen Berechenbarkeit der Satellitenbahn für ca. 1 Monat im voraus berechnet und ebenfalls im Satellit abgelegt. Der Datenaustausch zwischen den Bodenstationen und dem Satelliten erfolgt dann automatisch und wird ausschließlich vom Satelliten gesteuert.The ground stations (macro and mini) can communicate only if they have received an authorization from the control station (identifiers in the satellite be filed) and additionally from the satellite by sending it accordingly  this identifier will be prompted to do so. The time of the request by the Satellites and the duration of the transmission is due to the precise predictability the satellite is charged for about 1 month in advance and also in the satellite stored. The data exchange between the ground stations and the satellite takes place then automatically and is controlled exclusively by the satellite.

Dabei werden die Daten aus dem, für den jeweiligen Nutzer individuell reservierten Speicherbereich im Satelliten ausgelesen und zur Bodenstation gesendet. Jeder Block mit Informationen ist vom Nutzer mit einer gültigen Zieladresse (Kennung der Zielbodenstation) zu versehen. Diese wird vom Satelliten interpretiert um die Informationen an die richtigen Bodenstationen weiterleiten zu können. Die Bodenstationen legen die empfangenen Informationen wiederum in ihren Empfangsspeichern ab. Ebenso werden die in den Bodenstationen zum Senden abgelegten Daten zum Satelliten übertragen und dort in reservierte Speicherbereiche abgelegt.The data from the, individually reserved for each user Memory area in the satellite read out and sent to the ground station. Every block with information is provided by the user with a valid destination address (identifier of Target ground station) to provide. This is interpreted by the satellite to the Forward information to the right ground stations. The Ground stations put the received information in their turn Reception memories from. Likewise, those in the ground stations to send Transfer stored data to the satellite and there in reserved memory areas stored.

Bei der Übertragung werden maximal die vorher festgelegte Datenmenge berücksichtigt. Sind die zu übertragenden Gesamtdatenmengen größer, müssen diese auf mehrere Überflüge aufgeteilt werden. Befinden sich die bei einer Kommunikation logisch zusammengehörigen Bodenstationen gleichzeitig im Empfangsbereich des Satelliten, werden die Informationen im Satelliten direkt und ohne Zwischenspeicherung weitergeleitet.During the transfer, the maximum amount of data will be set considered. If the total data volumes to be transmitted are larger, they must be be split over several overflights. Are they in a communication logically related ground stations simultaneously in the reception area of the Satellites, the information in the satellite is direct and without Caching forwarded.

Zusätzlich wird bei jedem Kontakt zu einer Bodenstation dieser mitgeteilt, wann der nächste Kontakt stattfinden wird. Die Bodenstation leitet aus dieser Information ab, wann sie sich wieder einschalten muß bzw. betriebsbereit sein muß. Dadurch kann die Stromaufnahme der Bodenstationen drastisch reduziert werden.In addition, every contact with a ground station informs the user when the next contact will take place. The ground station derives from this information, when she has to turn on again or be ready for operation. This allows the Power consumption of ground stations are drastically reduced.

Ein derart individueller Kommunikationsdienst wird von den bereits etablierten, kommerziellen Satellitensystemen nicht geboten. SAFIR ist somit nicht als Konkurrenz zu bestehenden Satellitensystemen zu sehen, sondern als eine notwendige Ergänzung. Such an individualized communication service is being developed by the already established, commercial satellite systems are not offered. SAFIR is therefore not as To see competition to existing satellite systems, but as a necessary Complement.  

Bezugsbezeichnungenreference designations

 1 Kleinsatellit SAFIR
 2 SAFIR Bodenstation 1
 3 SAFIR Bodenstation 2
 4 Meßsystem
 5 Personal Computer 1 small satellite SAFIR
2 SAFIR ground station 1
3 SAFIR ground station 2
4 measuring system
5 personal computers

Claims (1)

System und Verfahren zur Sammlung und Verteilung digitaler Informationen von und an kleine, auch mobile Bodenstationen (Terminals), im Bereich der Umweltüberwachung und des Natur­ schutzes, mittels niedrig fliegender Satelliten,

• 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsübertragung zwischen den einzelnen Bodenstationen (Terminals) der Benutzer direkt über die Satelliten erfolgt ohne Benut­ zung einer Satellitenfunkstelle.
• 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Satelliten die Verar­ beitung und das Weiterleiten der Informationen zwischen den einzelnen Bodenstationen (Terminals) programmge­ steuert in Abhängigkeit der aktuellen Satellitenposi­ tion und der Priorität durchführen.
• 3. dadurch gekennzeichnet, daß jede zugehörige Bodensta­ tion (Terminal) über eine Kennung eindeutig identifi­ ziert ist und je einen Sende- und Empfangszug besitzt, welche durch eine spezielle, vom Satelliten program­ mierbare, Timerelektronik aktiviert und deaktiviert werden und somit die Stromaufnahme minimiert wird.
• 4. dadurch gekennzeichnet, daß diese Bodenstationen (Terminals) ausschließlich nach Aufforderung durch den Satelliten (Selektivruf) ihre Information zum Satelliten senden.
• 5. dadurch gekennzeichnet, daß für jede Bodenstation Terminal des Teilnehmers) durch Reservierung eines Speicherbereichs in den Satelliten eine individuelle Datenmenge (Information) übertragen werden kann.
• 6. dadurch gekennzeichnet, daß, der Zeitpunkt und die Dauer des Funkkontaktes zwischen den Satelliten und den ein­ zelnen Bodenstationen (Terminals) genau berechenbar und damit vorhersagbar ist.
• 7. dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer aktiven Dopp­ lerschiftkompensation im Satelliten die Position der Bodenstationen (Terminals) berechnet werden kann und außerdem im Empfangszug der Bodenstationen (Terminals) kein Dopplerschift kompensiert werden muß.

System and method for the collection and distribution of digital information to and from small, including mobile, earth stations (terminals), in the field of environmental monitoring and nature conservation, by means of low-flying satellites,

• 1. characterized in that the information transfer between the individual ground stations (terminals) of the user is done directly via the satellite without Benut tion of a satellite station.
• 2. characterized in that the satellites processing and the forwarding of the information between the individual ground stations (terminals) programmge controls depending on the current satellite positi tion and perform the priority.
• 3. characterized in that each associated Bodensta tion (terminal) via an identifier clearly identifi ed and each has a transmitting and Empfangszug, which are activated by a special programmable by the satellite, timer electronics and deactivated and thus the power consumption is minimized ,
• 4. characterized in that these ground stations (terminals) only after being requested by the satellite (selective call) send their information to the satellite.
• 5. characterized in that for each ground station terminal of the subscriber) by reserving a memory area in the satellite an individual amount of data (information) can be transmitted.
• 6. characterized in that, the time and duration of the radio contact between the satellite and the individual ground stations (terminals) is precisely calculated and thus predictable.
• 7. characterized in that by means of an active Dopp lerschiftkompensation in the satellite, the position of the ground stations (terminals) can be calculated and also in the Empfangszug the ground stations (terminals) no Doppler must be compensated.