In Zusammenarbeit mit der UZH (Remote Sensing Laboratories, Geografisches Institut), der EPFL und NASA/JPL, programmiert das ISC die Software für die Datenakquise und Steuerung für ein hochentwickeltes, Flugzeugspektrometer und übernimmt die Integration.

Das von der Erdoberfläche reflektierte Sonnenlicht wird durch ein System bestehend aus Teleskop und Spektrometer auf ein Flächensensor abgebildet, der vom sichtbaren bis zum kurzwelligen Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums empfindlich ist.

In einem Flugzeug eingebaut, erfasst der CWIS-II Bilder, für welche in jedem Punkt ein Spektrum durch das Spektrometer gemessen wird.

Jede Reihe des Flächensensors zeichnet das Spektrum eines der 1240 Punkte der Sensorlinie auf. Die dritte (Längs-)Dimension des Bilds entsteht durch die Vorwärtsbewegung des Flugzeugs. Die vom CWIS-II gemessenen hyperspektralen «Image Cubes» werden auf die spektrale Strahlungsdichte kalibriert, dann atmosphärisch korrigiert und analysiert, um verschiedene Eigenschaften der abgebildeten Oberfläche zu bestimmen, z. B. die mineralische Zusammensetzung oder biologische Eigenschaften.

Technische Abnahme bei NASA/JPL, Kalifornien

Im Mai 2022 fand die technische Abnahme des von NASA/JPL entwickelten CWIS-II Sensorkopfes in Pasadena, Kalifornien, statt.

Unser Beitrag

Eine spezialisierte, vom ISC entwickelte Software erfasst die Sensor-Rohdaten mit einer Datenrate von >200 MB/s, verarbeitet sie real time zu einem geeigneten, sichtbaren Bild für die Live-Überwachung und speichert sie sicher und redundant während der Flugmissionen. Gleichzeitig werden mehrere zusätzliche Sensorwerte wie GPS/IMU, Kardanwinkel, Temperatur und Druck überwacht und mit den Spektrometerdaten zusammengeführt. Eine spezielle Softwareschnittstelle ermöglicht die Anbindung an das Flugmanagementsystem, um die um den Zeitpunkt der Datenerfassung und die Kalibrierung der Instrumente automatisch zu steuern.

Der CWIS-II Sensorkopf wird in ein Flugzeug eingebaut. Dies erfordert mehrere zusätzliche elektronische Geräte, z.B. eine flexible und leistungsstarke USV, eine Flüssigkeitskühlung und eine kardanische Aufhängung. Das ISC ist für die Integration des Sensorkopfes in ein vollständiges System verantwortlich, das für den Lufteinsatz zertifiziert werden kann.

Erfolgreicher Erstflug über Zürich

Am 29.2.2024 wurde das AVIRIS-4 Spektrometer in der Luft getestet und hat erfolgreich Spektraldaten von der Stadt Zürich aufgenommen.  Hier ein paar Daten-Ausschnitte: