Microsatellite Constellation for Wildfire Monitoring

Sammanfattning: I flera års tid har antalet svåra och okontrollerade skogsbränder ökat i antal. Det finns ett behov av att detektera skogsbränder med hjälp av satelliter som har högre tidsupplösning samt högre geometrisk upplösning än de satelliter som är i bruk idag. I detta examensarbete utfördes dels en studie av bildframställningen hos, och dels designen av omloppsbanan till en mikrosatellitkonstellation, som använder sig av nära-infraröd (NIR) och kortvågig infraröd (SWIR) avbildningsteknik med förstärkt geometrisk upplösning och tidsupplösning för övervakning av skogsbränder. En översikt av den nuvarande tekniken visade olika alternativ för kamera: två kommersiella sensorer med ett spektralområde på 0.7 till 1.7 μm och geometrisk upplösning på 140 m respektive 112 m; en kommersiell sensor med ett spektralområde på upp till 2.2 μm och geometrisk upplösning på 168 m; samt ett förslag till sensor med högre geometrisk upplösning på 20 m eller 50 m, som erhålls genom att öka brännvidden. Flera slutsatser nåddes med hänsyn till avbildningen: lämpligheten hos linserna som hittades till respektive sensor verifierades, och det upptäcktes att förvrängningen till följd av jordens rotation ökade med förlängd exponeringstid, vilket även skedde för förhållandet mellan signal och störningar. Ett förslag till en cirkulär, solsynkron, polär omloppsbana med ett dagligen upprepande mönster lades fram. En förenklad metod för beräkning av halva storaxeln tillämpades, och därmed bestämdes en höjd på 561 km och lutning på 97.64°. I enlighet med detta uppskattades antalet satelliter som krävs för både global och regional (Sverige) täckning för alla avbildningsalternativ. För global täckning beräknades antalet satelliter som krävs för att uppnå en geometrisk upplösning på 140.25 m till 15 stycken, medan en geometrisk upplösning på 50 m krävde 84 stycken satelliter. För regional täckning (Sverige) krävdes å andra sidan endast 6 stycken satelliter för att uppnå en geometrisk upplösning på 140.25 m, och 32 stycken för en geometrisk upplösning på 50 m. Detta examensarbete har visat hur många satelliter som behövs för antingen global eller regional täckning så att skogsbränder kan detekteras med högre geometrisk upplösning samt högre tidsupplösning.