Der Hauptgrund für die Gründung der Gruppe Systems Engineering war die Notwendigkeit, sicherzustellen, dass die im Institut entwickelten SAR-Systemkonzepte richtig verstanden und im Bodensegment von Radarsatellitenmissionen umgesetzt werden. Der Schwerpunkt der Gruppe liegt daher auf der Systemtechnik für Bodensegmentsysteme, die für SAR-Satellitensensoren relevant sind. Wir definieren, was am Boden benötigt wird, um die Durchführung der SAR-Mission zu unterstützen und voranzutreiben; wir implementieren diese neuen Systeme und betreiben sie dann, sobald die Mission gestartet ist.
In den letzten Jahren haben wir aus erster Hand miterlebt, wie die Komplexität der Radarsatellitenkonzepte und damit auch der Projekte, die zu ihrer Verwirklichung durchgeführt werden, stetig zunimmt. Die Bodensegmente von Satellitenmissionen haben sich zu großen und heterogenen Systemen entwickelt, die durch die gemeinsame Anstrengung verschiedener technischer Disziplinen aufgebaut werden. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, sich auf die folgenden Fachgebiete zu konzentrieren und dort Wissen zu erwerben.
Bereiche der Expertise
Systems Engineering und Projektmanagement
Unsere Gruppe implementiert systemtechnische Prozesse im Lebenszyklus von Bodensegmentsystemen, die für Satelliten-SAR-Sensoren relevant sind. So sind wir von den frühen Phasen eines Satellitenprojekts, d.h. Machbarkeitsstudien in Phase A (ECSS-Definition), bis hin zum Betrieb und zur Entsorgung (Phasen E bzw. F) beteiligt. Auf diesem langen Weg arbeiten wir eng mit vielen verschiedenen Teams des DLR und unserer Industriepartner zusammen. Durch die Durchführung verschiedener Analysen können wir die Systemgrenzen und auch andere Systeme, Benutzer, Betreiber usw., die an unseren Systemen beteiligt sind, identifizieren. Durch die Interaktion mit diesen Interessengruppen können wir ihre Bedürfnisse verstehen und sie in Anforderungen umwandeln, die in den Systementwurf einfließen müssen.
Identifizierung der Stakeholder und Analyse der Anforderungen
Der nächste wichtige Schritt ist die Ausarbeitung der Systemarchitektur und die Spezifikation der internen und externen Schnittstellen. In der Zwischenzeit planen wir auch die Aktivitäten zur Systemintegration, -verifizierung und -validierung und beteiligen uns dann aktiv daran. Die Erstellung und Ausführung von Betriebs-, Wartungs- und Systemerweiterungskonzepten ermöglicht es uns, das System besser zu verstehen und für seine Nutzung vorzubereiten. Neben der Übernahme der technischen Verantwortung für die Entwicklung von Bodensegmentsystemen ist unsere Gruppe auch mit dem Management von Projekten beauftragt. Dazu gehören Aufgaben wie die Überwachung der Projektdurchführung, die Entscheidungsfindung, die Durchführung von Trade-Off-Analysen, usw.
Software Engineering / Software Development
Softwaresysteme machen einen erheblichen Teil des Bodensegments eines Satelliten aus. Viele von ihnen funktionieren ohne menschliche Interaktion und müssen ein sehr hohes Maß an Zuverlässigkeit aufweisen. Obwohl jede Software-Implementierung ihre eigenen Funktionen hat, haben ihre Bausteine letztlich Ähnlichkeiten mit anderer Software innerhalb desselben Projekts und auch projektübergreifend. Deshalb bemühen wir uns um die Verbesserung der Effizienz der Softwareentwicklung, indem wir den Design- und Wartungsprozess definieren und uns mit der Automatisierung von Modultestverfahren befassen.
Wir haben Erfahrung in der Entwicklung von Softwarelösungen für die autonome Steuerung von SAR-Instrumenten und Datenübernahme, die Verifizierung von SAR-Instrumenten und SAR-Produkten sowie diverse Tools für die Simulation von externen Boden- und Raumsegmentfunktionen, wie zum Beispiel Missionsplanung oder Satellitensynchronisation. Darüber hinaus unterstützen wir Softwareprojekte innerhalb unseres Instituts, zum Beispiel solche, die auf Big Data-Analysen oder leistungsoptimierten Berechnungen beruhen, und führen auch die Implementierung einiger ihrer Kernbestandteile durch.
SAR Payload Operations
Eine sehr wichtige Aufgabe ist die frühzeitige Beteiligung an der Entwicklung des SAR-Instruments. Dadurch können wir zum einen umfassende Kenntnisse über das Design des Instruments gewinnen, die dann in die Entwicklung des Bodensegments einfließen. Andererseits können wir mit unserem Fachwissen zur Spezifikation der Erfassungsmodi und des Betriebs des Instruments beitragen. Wir verfolgen auch das Test- und Charakterisierungsprogramm für das Instrument und nehmen daran teil.
SAR-Image Figure
Darstellung der Position der Entfernungs- und Azimutmehrdeutigkeiten in einem SAR-Bild.
Nachdem wir das notwendige Instrumentenverständnis erlangt haben, entwickeln wir Konzepte zur Datenübernahme, die wir in den späteren Projektphasen implementieren und auch ausführen. Indem wir die volle Flexibilität des Instruments ausnutzen, bereiten wir zusätzliche SAR-Experimente vor und führen sie durch, die als Test und zur Überprüfung von Radartechnologien der nächsten Generation dienen.
Während der Phase E überwachen wir ständig den Betrieb des SAR-Instruments und seinen Gesundheitszustand und führen bei Bedarf vorbeugende und korrigierende Wartungsarbeiten durch.
Instrument Data Management
Zur Unterstützung verschiedener Analysen und der langfristigen Überwachung der Satellitennutzlast (oft mehr als 10 Jahre) entwickeln wir Lösungen für die Datenverwaltung. Diese Lösungen umfassen Archivsysteme wie Datenbanken und Dateiserver sowie verschiedene (meist webbasierte) Funktionen für den Datenzugriff, die Datenbestellung und die Datenverbreitung. Diese Systeme werden dann in die Datenflüsse des Bodensegments integriert.
