BME VIK - Műholdas rendszerek és távérzékelés

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Dudás Levente,

A tantárgy tanszéki weboldala https://hvt.bme.hu/

4. A tantárgy előadója

Név:	Beosztás:	Tanszék,Int.:
Dr. Dudás Levente	egyetemi adjunktus	VIK-HVT
Dr. Seller Rudolf	egyetemi adjunktus	VIK-HVT
Dr. Kugler Zsófia	egyetemi adjunktus	ÉMK-FTT
Dr. Nagy Balázs Vince	egyetemidocens	GPK-MOGI

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

műszaki illetve természettudományos felsőfokú alapképzésben szerzett matematikai és fizikai ismeretek

6. Előtanulmányi rend

Ajánlott:
-

7. A tantárgy célkitűzése

A tantárgy célja elsősorban rendszerszintű ismeretek adása, melyek megalapozzák a hírközlő hálózatokban alkalmazott műholdas összeköttetések és rendszerek tervezését, üzemeltetését és alkalmazását.

A tantárgy bevezet a rádióhullámokkal megvalósítható képalkotás és mérés elméletébe. Rendszerezett elméleti és gyakorlati ismereteket nyújt a rádió mérőrendszerek témakörben. Bemutatja a mikrohullámú képek főbb felhasználási területeit(környezetvédelem, geológia, árvízvédelem, mezőgazdaság, régészet, stb.)

8. A tantárgy részletes tematikája

1. alkalom, Bevezetés

Műholdas rendszerek: az elektromágneses spektrum, állandóhelyű és mobil műholdas összeköttetések, rendszerjellemzők: frekvenciasáv, polarizáció, moduláció, hozzáférés, EIRP, G/T.

2. alkalom, Műholdas rendszerek

Műholdas fedélzeti rendszerek, földi állomások: VSAT hálózat, példák : INTELSAT, EUTELSAT, INMARSAT, GLOBALSTAR, IRIDIUM, TELEDESIC, THURAYA

3. alkalom, Horizonton túli hírközlés

Ionoszferikus hullámterjedés, refrakció, troposzférikus szórás, meteorburst, EME.

4. alkalom, Optikai távérzékelés

Alapvető optikai elvek, eszközök (távcsövek, kamerák) a földi ill. műholdas távérzékelésben. Fotometriai és spektrális alapok az UV-VIS-IR tartományokban. Optikai tartományon képfelvétel és digitális képfeldolgozás az űrtechnológiában. Esettanulmányok a Rosetta és DAWN űrmissziókról.

5. alkalom, Távérzékelés általános bevezetés

Képalkotási elvek hullámok (akusztikus, rádió, fény, stb.) segítségével, 2 és 3D képalkotási elvek, optikai és mikrohullámú hologram, mikrohullámú képalkotás, a mikrohullámú kép minősége, mikrohullámú képalkotás kapcsolata a mikrohullámú távérzékeléssel, valamint a radartechnikával.

6. alkalom, Mikrohullámú távérzékelés általános bevezetés

Mérés elve, a mérőrendszer csoportosítása feladat, alkalmazási terület, telepítés, frekvencia, mérendő objektum típusa, stb. szerint.

7. alkalom, Mikrohullámú távérzékelés .

A mérendő objektumról reflektálódott rádióhullámmal közvetlenül mérhető mennyiségek (radiális távolság, radiális sebesség, térbeli irány, céltárgy mérete, alakja, mikro-Doppler stb.), a mérés szabadtéri hatótávolsága, céltárgy hatásos keresztmetszete.

8. alkalom, Távérzékelő rendszerek tipikus antennái, kapcsolat a fedési diagrammal, légkör, föld görbültség, reflexiós hely hatása, fázisvezérelt antennarács.

9. alkalom, Detekció és mérés

Neyman-Pearson hipotézisvizsgálat. Becsléselmélet. A döntés és a mérés minősége. Optimális jelfeldolgozás, illesztett szűrő.

10. alkalom, Optimális vevő, impulzuskompresszió

Impulzuskompressziós adó modulációs eljárások és a megfelelő illesztett szűrők, speciális hardware követelmények, digitális KF.

11. alkalom, Interferenciák és jammerek

Hatótávolság, ill. mérési pontosság termikus zajtól eltérő esetben: felületi ill. térbeli passzív zavarban, rögzített helyű, ill. a céltárggyal együttes aktív zavarban, ECM és ECCM módszerek, MTI, MTD.

12. Alkalom, Mikrohullámú képalkotó távérzékelés I.

Mikrohullámú képalkotó távérzékelés. Aktív és passzív távérzékelési módszerek.

13. Alkalom, Mikrohullámú képalkotó távérzékelés II.

SLAR és SAR képalkotás elve, minőségi paraméterei.

14. Alkalom, Mikrohullámú képalkotó távérzékelés III.

Inverz SAR elve. Interferometrikus SAR elve.

15. Alkalom, Mikrohullámú képalkotó távérzékelés IV.

SAR letapogatási módszerek. Spot SAR képalkotás elve, minőségi paraméterei. Példák műholdas SAR alkalmazásokra.

16. Alkalom, Űrszemét felderítő radar

Űrszemét felderítő radar általános bemutatása. Konkrét űrszemét felderítő radar ismertetése.

17. Alkalom, Meteorológiai radar

Meteorológiai radar 3D képalkotásának elve. Mérendő és származtatott mérési eredmények.

18. Alkalom, Rádió és radar asztronómia

Rádió és radar asztronómia célja és módszerei, érzékenység, radiométer módszerek.

19. Alkalom, Rádió asztronómia

Antenna típusok (rádióteleszkóp ill. interferométer: LBI ill. VLBI rendszerek), antenna

ekvivalens zajhőmérsékletének analízise.

20. Alkalom, Üzemlátogatás

Polgári légiforgalom irányító radar vagy meteorológiai radar üzemlátogatás.

21. Alkalom, Vendégelőadás

A Földmegfigyelő távérzékelés legfontosabb alkalmazásainak áttekintése. Felvételek főbb felhasználási területei: környezet monitorig, globális klímaváltozás, víz körforgás elemeinek megfigyelése, katasztrófavédelem támogatása, kataszteri térképezés, urbanizáció és városi hőszigetek monitoring rendszerei. Alkalmazások, meglévő termékek, adatrendszerek bemutatása, célkitűzések megfogalmazása.

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

Előadás. A tárgy sikeres elvégzése és az ismeretek egymásra épülése miatt a leadott tananyag folyamatos elsajátítása szükséges.

Gyakorlat: Az előadáson elhangzottak áttekintése, gyakorlati példákkal történő kiegészítése.

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban:

A szorgalmi időszakban: két zárthelyi dolgozat. Minden zárthelyire maximum 100 pontot lehet kapni. A kapott pontok alapján az egyes zárthelyik eredménye a következő:

Elégtelen	Elégséges	Közepes	Jó	Jeles
0-49 pont	50-62 pont	63-74 pont	75-87 pont	88-100 pont

A meg nem írt zárthelyiket 0 eredménnyel vesszük figyelembe.

Amennyiben a zárthelyik pontszámának átlaga eléri az 50 pontot, a hallgató megkapja az aláírást. Az 50 pontnál gyengébb átlag esetén a félévközi számonkérés eredménye elégtelen és így a hallgató aláírásra nem jogosult.

b. A vizsgaidőszakban:

Írásbeli vizsga.

c. Elővizsga:

Írásbeli vizsga a pótlási időszakban.

11. Pótlási lehetőségek Mindkét zárthelyi javítására, illetve pótlására a szorgalmi időszak utáni pótlási héten van lehetőség. Amennyiben a zárthelyi pótlását megkísérli a hallgató (jelzi a tanszék számára, hogy azt javítani/pótolni kívánja), akkor ezen zárthelyi végső eredménye minden esetben a pótlási héten írt javító/pótló zárthelyi eredménye lesz.

12. Konzultációs lehetőségek Az előadások előtt és után, valamint bármikor, de előre egyeztetett időpontban.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

1. Skolnik: Radar Handbook, McGraw-Hill Education – Europe, ISBN 9780071485470

2. NASA Ames Research Center: State of the Art - Small Spacecraft Technology NASA/TP-2018-220027

3. Seller Rudolf: Radartechnika alapjai, Jegyzet

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	42
Félévközi készülés órákra	14
Félévközi készülés gyakorlatokra	12
Felkészülés laborra	0
Felkészülés zárthelyire	12
Önálló tananyagfeldolgozás	0
Házi feladat elkészítése	0
Vizsgafelkészülés	40
Összesen	120

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
Dr. Dudás Levente	egyetemi adjunktus	VIK-HVT
Dr. Seller Rudolf	egyetemi adjunktus	VIK-HVT
Hödl Emil Viktor	tanszéki mérnök	VIK-HVT
Dr. Kugler Zsófia	egyetemi adjunktus	ÉMK-FTT
Dr. Nagy Balázs Vince	egyetemi docens	GPK-MOGI