Das Institut für Signalverarbeitung und Systemtheorie bietet ein interessantes und herausforderndes Praktikum für Bachelor Studenten an. Es wird als Projektpraktikum durchgeführt wobei Teams zu je zwei Studenten den Entwurf und Realisierung eines Wettersatellit-Empfangssystems (Demodulation, Synchronisation, Aufbau des Wetterbilds, Falschfarbendarstellung) in Matlab durchführen.
Die Bearbeitung der Themen soll eigenständig erfolgen. Die Laborräume stehen dabei zu üblichen Arbeitszeiten (tagsüber) zur Verfügung. Am Ende des Semesters muss jede Gruppe in einem kurzen Vortrag ihre Ergebnisse präsentieren und eine kurze Ausarbeitung schreiben.
Organisatorisches
Eine genaue Liste der Termine und die Anmeldung finden Sie in ILIAS.
Das PÜL wird nur für Bachelorstudenten der Studiengangs Elektro- und Informationstechnik ab dem 5. Semester angeboten. Die Vorlesungen Signale und Systeme sowie Digitale Signalverarbeitung sind als Voraussetzung zu sehen, wobei DSV auch parallel im 5. Semester gehört werden kann.
Allgemeines
NOAA - Satelliten 
Die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) der USA betreibt seit 1960 Satelliten zur Wetter- und Klimabeobachtung. Die Satelliten bewegen sich auf einer erdnahen, um den Nord- und Südpol führenden Umlaufbahn.
Die NOAA-Satelliten besitzen vier Hauptaufgaben:
- die Erd-, Klima- und Umweltbeobachtung,
- die Messung des Protonen- und Elektronenflusses in ihrer Flughöhe,
- die Sammlung und Weiterleitung der Messdaten von entfernten bzw. weit verteilten Messstationen wie z.B. Messbojen oder Wetterballonen und
- die satellitengestützte Ortung und Verfolgung von Notrufsignalen (SARSAT) z.B. von Schiffen.
Zwei von der NOAA-Bodenkontrollstation ausgewählte Spektralkanäle der AVHRR-Kamera werden in einer reduzierten Auflösung mit dem Automatic Picture Transmission Verfahren (APT) auf einer VHF-Frequenz zwischen 137 MHz und 138 MHz ausgestrahlt.
APT - Automatic Picture Transmission
Die Automatic Picture Transmission (APT) sendet zwei der sechs AVHRR-Kanäle über eine VHF-Verbindung zur Erde. Für den Empfang des APT-Signals wird keine Lizenz bzw. Genehmigung der NOAA benötigt. Die nachfolgende Abbildung zeigt das vereinfachte Blockschaltbild des APT-Sendesystems der NOAA-Satelliten.
Die aufgenommenen Bildzeilen werden kontinuierlich vom APT-Sendesystem verarbeitet und ausgesendet. Sobald ein NOAA-Satellit auf seiner Flugbahn über den Horizont eines bestimmten Standorts steigt und eine Funkverbindung zwischen Empfangsantenne und Satellit besteht, kann die erste Bildzeile empfangen werden. Diese Zeile zeigt den Teil der Erde, der sich zu diesem Zeitpunkt senkrecht unter dem Satelliten befindet. Während des Überflugs wird dann Bildzeile für Bildzeile empfangen, bis der Satellit am gegenüberliegenden Horizont wieder untergeht und die Funkverbindung abreißt. Dies ergibt dann die letzte darstellbare Bildzeile. Nachfolgend sieht man die Spektren der empfangenen (und zum Teil schon vorverarbeiteten) Signale. Diese Signale bilden die Ausgangslage für das Fachpraktikum. Diese Signale stehen als WAV-Dateien zur Verfügung und sollen von den Studenten im Rahmen des Fachpraktikums digital verarbeitet werden (um z.B. das Wettersatelliten-Bild zu erhalten).
Demosignale
Hier können Sie sich Ausschnitte aus einem empfangenen Signal anhören:
AM-Signal (WAV, 16kHz, 30s, 938kB)
FM-Signal mit deutlich wahrnehmbarem Doppler-Effekt (WAV, 48kHz, 30s, 5.1MB)
Empfangenes Wetterbild in Falschfarbendarstellung (Klick auf Bild zum Vergrößern, 3.0MB)
