Abteilung Internationales Bodensegment

Das National Ground Segment verwaltet hauptsächlich eine Multi-Antennen-Site für verschiedene Missionen in Neustrelitz, während das International Ground Segment eine Vielzahl von Stationsstandorten betreut, darunter abgelegene Polarantennenstandorte in O’Higgins, Antarktis und Inuvik in der Arktis. Die Abteilung ist verantwortlich für Design, Errichtung, Wartung und Betrieb großer Antennensysteme in extrem harschen polaren Umgebungen zur Empfang von Satellitendaten für eine Vielzahl von Erdbeobachtungsmissionen. Um zuverlässige und vollautomatische Stationsoperationen an unbemannten Standorten weltweit zu gewährleisten, haben wir unser eigenes Kontroll- und Überwachungssystem für Satelliten-Bodenstationen entwickelt.

Darüber hinaus entwickeln und betreiben wir missionsspezifische Verarbeitungssysteme, bei denen die empfangenen Nutzlastdaten auf verschiedene Verarbeitungssysteme übertragen und in Produkte unterschiedlicher Inhaltstiefe (Ebenen) umgewandelt werden. Mit verschiedenen Schwerpunkten werden diese Entwicklungen und umfassenden Engineering-Aufgaben auch mit der Abteilung des National Ground Segment geteilt. Diese Kombination aus Infrastruktur und Wissen resultiert in unserer starken und international anerkannten Kompetenz für effektiven und zuverlässigen Datenzugang und Datenverarbeitung im Kontext eines PDGS oder für geowissenschaftliche Forschung.

Die Verarbeitung von Satelliten-EO-Daten steht derzeit vor der Herausforderung, sehr hohe Datenvolumen zu bewältigen sowie eine signifikante Zunahme der Verarbeitungskomplexität. Beispiele hierfür sind die TanDEM-X bi-statische Verarbeitung und die voneinander abhängige Produktvielfalt der Sentinel-5P-Daten, die wir beide unter dem PDGS entwickelt und betrieben haben. Um diese Anforderungen zu bewältigen, haben wir ein Cloud-Computing-kompatibles Workflow- und Ressourcenmanagementsystem für die EO-Datenverarbeitung entwickelt, das prosEO heißt und als Open-Source-Projekt verfügbar ist. Wir haben zudem die DFD-eigene GeoFarm-Private-Cloud-Einrichtung zu einer hochverfügbaren und skalierbaren Datenverarbeitungsinfrastruktur für Multi-Mission-Operationen ausgebaut.

Im PDGS haben wir in den letzten Jahren greifbare Aktivitäten für bedeutende nationale und ESA/EU-Copernicus-Missionen durchgeführt. Hervorzuheben ist unsere Beteiligung an den Tandem-L- und HRWS-Missionsstudien, die unsere Entwicklungen im Bereich der sehr hohen Datenübertragungsraten und das konzeptionelle Design einer Missionsauswertungsplattform beschleunigt haben. Dies ist ein hervorragendes Beispiel für wichtige IT-Trends, die unsere neuen PDGS-Entwicklungen beeinflusst haben, wie Hardware-Virtualisierung und serviceorientierte Architektur. Früher wurden IT-Hardwareeigenschaften in dedizierten missionspezifischen Engineering-Prozessen einbezogen und eingerichtet. Mittlerweile macht die Hardware-Virtualisierung die Anwendungen bis zu einem gewissen Grad unabhängig von der tatsächlich verwendeten Hardware. Dieser Ansatz, der bereits für virtuelle Maschinen in Rechenzentren üblich ist, wird zunehmend auch auf Bodenstationshardware angewendet. Wir haben Konzepte und Software entwickelt, um diesen Ansatz für fast alle Hardware-Ressourcen im PDGS anzuwenden – für Bodenstationen ebenso wie für Rechenplattformen.

Die serviceorientierte Architektur macht für Software das, was die Virtualisierung für Hardware macht. Als Dienste bereitgestellte Softwarefunktionen können in verschiedenen Kontexten von verschiedenen Anwendungen wiederverwendet werden und machen die Benutzer unabhängig von der tatsächlichen Softwareimplementierung. Der Einsatz von virtualisierter Hardware über einen spezifischen Dienst kann auch organisationsübergreifende Grenzen überschreiten. In diesem Zusammenhang tragen wir wesentlich zur Entwicklung des Terrabyte-Projekts bei, unserer zukünftigen EO-Wissenschafts-Big-Data-Computing-Plattform, in Zusammenarbeit mit dem Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) in Garching. Die abteilungsübergreifenden Aktivitäten sind stark miteinander vernetzt und folgen der Datenkette vom Satelliten zum Boden über die Verarbeitung der Daten und die Lieferung der Produkte an die Benutzer. In Kombination mit der Tatsache, dass die in der Abteilung entwickelten und integrierten Systeme auch in der Abteilung betrieben werden, ist die Teamstruktur entsprechend dieser Systematik organisiert.