IT202100014213A1 - Satellite data acquisition system” - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo Attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION having the title
?sistema satellitare di acquisizione dati? ?satellite data acquisition system?
La presente invenzione riguarda il settore tecnico dei satelliti e delle metodologie di comunicazione da essi implementate. The present invention relates to the technical sector of satellites and the communication methodologies implemented by them.
In particolare, la presente invenzione riguarda un sistema di acquisizione dati installabile su un satellite al fine di configurarlo per l?acquisizione di informazioni, quali ad esempio fotografie, video e pacchetti LoRaWAN, dalla superficie terrestre. In particular, the present invention relates to a data acquisition system that can be installed on a satellite in order to configure it for the acquisition of information, such as for example photographs, videos and LoRaWAN packets, from the earth's surface.
La presente invenzione riguarda altres? l?intero network di comunicazione satellitare comprendente il satellite sul quale ? installato il dispositivo e una stazione di terra con la quale quest?ultimo comunica e sensori / attuatori IoT che trasmettono e/o ricevono pacchetti LoRaWAN. The present invention also relates the entire satellite communication network including the satellite on which? installed the device and a ground station with which the latter communicates and IoT sensors / actuators that transmit and / or receive LoRaWAN packets.
L?imaging satellitare, ovvero l?acquisizione di immagini dalla superficie terrestre mediante uno o pi? satelliti, ? uno strumento di grandissima importanza che viene usato sia da governi che da entit? commerciali al fine di raccogliere utili informazioni in merito alle attivit? in corso di svolgimento sul suolo. Satellite imaging, i.e. the acquisition of images from the earth's surface using one or more satellites, ? a tool of great importance that is used by both governments and entities? commercial in order to collect useful information regarding the activities? taking place on the ground.
Ad esempio, le informazioni acquisite possono essere utilizzate al fine di effettuare una mappatura del terreno, previsioni meteorologiche, coadiuvare la ricerca scientifica, la navigazione, il monitoraggio dell'inquinamento, la pianificazione urbana e simili. For example, the acquired information can be used to carry out land mapping, weather forecasting, assist scientific research, navigation, pollution monitoring, urban planning and the like.
Nella mappatura del terreno, il satellite acquisisce informazioni in tempo reale della superficie terrestre, e gli oggetti situati su di essa, e pu? rappresentare quindi lo stato del terreno, nonch? identificare eventuali cambiamenti (ad esempio, nuove strutture e formazioni geologiche). In terrain mapping, the satellite acquires real-time information of the earth's surface, and the objects located on it, and can therefore represent the state of the ground, as well as? identify any changes (for example, new structures and geological formations).
? pertanto evidente quanto sia importante il ruolo svolto dai satelliti per la raccolta di informazioni e il monitoraggio di determinate aree in particolare grazie alla possibilit? di ottenere dati sostanzialmente in tempo reale. ? therefore it is evident how important the role played by the satellites is for the collection of information and the monitoring of certain areas, in particular thanks to the possibility? to obtain data essentially in real time.
Tuttavia, anche i pi? moderni network di comunicazione satellitare presentano ancora degli svantaggi che ne rendono il funzionamento insufficientemente efficiente ed efficace rispetto alle esigenze degli utilizzatori. However, even the most? modern satellite communication networks still have disadvantages which make their operation insufficiently efficient and effective with respect to the needs of the users.
In particolare, i sistemi di tipo noto presentano architetture e metodologie di funzionamento che limitano fortemente la ricetrasmissione di informazioni da e per il satellite in quanto sono strutturalmente rigidi e permettono lo scambio di informazioni solamente quando il satellite si trova in una precisa finestra di trasmissione molto limitata e che viene spesso per la maggior parte sfruttata unicamente per stabilire il canale di collegamento, lasciando tempo molto limitato per lo scambio delle informazioni effettivamente di interesse. In particular, known systems have architectures and operating methods which severely limit the transmission of information to and from the satellite since they are structurally rigid and allow the exchange of information only when the satellite is in a very specific transmission window. limited and which is often mostly exploited only to establish the connection channel, leaving very limited time for the exchange of information actually of interest.
In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione ? proporre un sistema per l?acquisizione di dati utilizzabile in ambito satellitare che superi almeno alcuni degli inconvenienti della tecnica nota sopra citati. In particolare, ? scopo della presente invenzione mettere a disposizione un sistema per l?acquisizione di dati in grado di stabilire un protocollo di comunicazione particolarmente efficiente ed efficace con una struttura che si trova a terra per l?invio in particolare di segnali ottici che rappresentano fotografie e/o video della superficie terrestre acquisiti da un satellite (o da un suo componente). In this context, the technical task underlying the present invention ? propose a system for acquiring data which can be used in the satellite environment which overcomes at least some of the drawbacks of the prior art mentioned above. In particular, ? object of the present invention to provide a system for acquiring data capable of establishing a particularly efficient and effective communication protocol with a structure located on the ground for sending in particular optical signals representing photographs and/or video of the earth's surface captured by a satellite (or a component thereof).
Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un sistema per l?acquisizione di dati, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o pi? delle unite rivendicazioni. Secondo la presente invenzione viene mostrato un sistema di acquisizione dati per un satellite, The technical task specified and the aims specified are substantially achieved by a system for acquiring data, comprising the technical characteristics set out in one or more? of the joint claims. According to the present invention a data acquisition system for a satellite is shown,
il sistema comprende una fotocamera, un dispositivo per il controllo di parametri ambientali ed elaborazione dei segnali in radiofrequenza ed un microprocessore. the system comprises a camera, a device for controlling environmental parameters and processing radiofrequency signals and a microprocessor.
La fotocamera ? attivabile per acquisire immagini della superficie terrestre generando segnali ottici rappresentativi di tali immagini. The camera ? operable to acquire images of the earth's surface by generating optical signals representative of those images.
Il dispositivo per il controllo di parametri ambientali ed elaborazione dei segnali in radiofrequenza ? interfacciabile con una prima antenna per ricevere un segnale in radiofrequenza per le attivit? di controllo dell?assetto e dei parametri ambientali. The device for the control of environmental parameters and radiofrequency signal processing? interfaceable with a first antenna to receive a radio frequency signal for the activities? of control of the structure and of the environmental parameters.
Il dispositivo per il controllo di parametri ambientali ed elaborazione dei segnali in radiofrequenza ? interfacciabile con una seconda antenna per ricevere i segnali interpretati dal microprocessore, per effettuare operazioni di uplink/downlink LoRaWAN e per effettuare la trasmissione delle immagini/video verso terra. The device for the control of environmental parameters and radiofrequency signal processing? interfaceable with a second antenna to receive the signals interpreted by the microprocessor, to carry out LoRaWAN uplink/downlink operations and to carry out the transmission of images/videos to the ground.
Il microprocessore ? configurato per controllare l?attivazione della fotocamera in funzione di un contenuto informativo del segnale di attivazione. The microprocessor? configured to control the activation of the camera according to an information content of the activation signal.
il microprocessore ? ulteriormente configurato per memorizzare i segnali ottici. the microprocessor? further configured to store optical signals.
il microprocessore ? ulteriormente configurato per processare i segnali ottici, in particolare per comprimere tali segnali ottici. the microprocessor? further configured to process optical signals, in particular to compress such optical signals.
Il microprocessore ? ulteriormente configurato per processare i segnali di uplink/downlink LoRaWAN. The microprocessor? further configured to process LoRaWAN uplink/downlink signals.
La presente invenzione riguarda altres? un satellite per l?osservazione terrestre. The present invention also relates a satellite for earth observation.
Il satellite comprende un sistema di acquisizione dati, una prima antenna, una seconda antenna ed un calcolatore. The satellite comprises a data acquisition system, a first antenna, a second antenna and a computer.
Il sistema di acquisizione dati ? o comprende un sistema di acquisizione dati secondo la presente invenzione. The data acquisition system ? or comprises a data acquisition system according to the present invention.
La prima e la seconda antenna sono connesse al sistema di acquisizione dati. The first and second antennas are connected to the data acquisition system.
La prima antenna ? altres? configurata per trasmettere e ricevere segnali in radiofrequenza in accordo con un primo protocollo di ricetrasmissione. The first antenna? otherwise? configured to transmit and receive radio frequency signals in accordance with a first transceiver protocol.
La seconda antenna ? configurata per trasmettere e ricevere segnali in radiofrequenza in accordo con un secondo protocollo di ricetrasmissione. Preferibilmente, il secondo protocollo di ricetrasmissione ? differente dal primo protocollo di ricetrasmissione The second antenna? configured to transmit and receive radio frequency signals in accordance with a second transceiver protocol. Preferably, the second transceiver protocol ? different from the first transceiver protocol
Il calcolatore ? configurato per interfacciare il microprocessore con la seconda antenna. The calculator ? configured to interface the microprocessor with the second antenna.
Preferibilmente anche la connessione esistente tra la prima antenna e il microprocessore ? gestita/controllato tramite il calcolatore. Preferably also the existing connection between the first antenna and the microprocessor ? operated/controlled by computer.
La presente invenzione riguarda altres? una stazione di terra per la comunicazione satellitare ed un insieme di sensori/attuatori IoT che trasmettono/ricevono dati utilizzando il protocollo LoRaWAN. The present invention also relates a ground station for satellite communication and a set of IoT sensors/actuators that transmit/receive data using the LoRaWAN protocol.
La stazione di terra comprende un?antenna orientabile, una pluralit? di sensori ed un?unit? di controllo. The earth station includes a? steerable antenna, a plurality? of sensors and a?unit? control.
L?antenna orientabile ? interfacciabile con un satellite per comunicare con tale satellite secondo almeno un parametro di comunicazione. The adjustable antenna? interfaceable with a satellite to communicate with this satellite according to at least one communication parameter.
In particolare, l?antenna orientabile ? interfacciabile con un satellite per ricevere segnali ottici. In particular, the adjustable antenna? interfaceable with a satellite to receive optical signals.
I sensori sono configurati per acquisire una o pi? parametri operativi dell?antenna orientabile. Are the sensors configured to acquire one or more? operating parameters of the adjustable antenna.
La stazione pu? altres? comprendere o essere connessa con sensori e/o attuatori configurati per trasmettere/ricevere parametri operativi utilizzando il protocollo LoRaWAN The station can otherwise? understand or be connected with sensors and/or actuators configured to transmit/receive operating parameters using the LoRaWAN protocol
L?unit? di controllo ? configurata per modificare almeno un parametro di comunicazione dell?antenna orientabile in funzione dei parametri operativi. La presente invenzione riguarda altres? un network di comunicazione satellitare. The unit control ? configured to modify at least one communication parameter of the adjustable antenna according to the operating parameters. The present invention also relates a satellite communication network.
Il network comprende almeno un satellite ed almeno una stazione di terra. Il satellite ? o comprende un satellite secondo la presente invenzione. La stazione di terra ? o comprende una stazione di terra secondo la presente invenzione. The network includes at least one satellite and at least one earth station. The satellite ? or comprises a satellite according to the present invention. The ground station? or comprises a ground station according to the present invention.
La presente invenzione riguarda altres? un metodo di comunicazione satellitare. The present invention also relates a method of satellite communication.
In particolare, il metodo ? vantaggiosamente eseguibile da un network per la comunicazione satellitare in accordo con la presente invenzione. In particular, the method ? advantageously executable by a satellite communication network in accordance with the present invention.
Il metodo ? eseguito mediante le seguenti fasi: The method ? performed through the following steps:
- inviare tramite l?antenna orientabile un segnale in radiofrequenza mediante il primo protocollo di trasmissione; - sending a radio frequency signal via the adjustable antenna using the first transmission protocol;
- ricevere il segnale in radiofrequenza mediante la prima antenna; - receive the radio frequency signal through the first antenna;
- convertire mediante il dispositivo per il controllo di parametri ambientali ed elaborazione dei segnali in radiofrequenza il segnale in radiofrequenza nel segnale di attivazione; - converting the radio-frequency signal into the activation signal by means of the device for controlling environmental parameters and processing radio-frequency signals;
- controllare, tramite il microprocessore, l?attivazione della fotocamera in accordo ad un contenuto informativo del segnale di attivazione in modo tale da generare il segnale ottico; - controlling, by means of the microprocessor, the activation of the camera according to an information content of the activation signal so as to generate the optical signal;
- memorizzare il segnale ottico; - memorize the optical signal;
- trasmettere tramite la prima antenna il segnale ottico mediante il primo protocollo di comunicazione; - transmitting through the first antenna the optical signal by means of the first communication protocol;
- ricevere tramite la seconda antenna un segnale in radiofrequenza di uplink LoRaWAN - receive a LoRaWAN uplink radio frequency signal via the second antenna
- Convertire, tramite il microprocessore, il segnale in radiofrequenza in un segnale digitale; - Convert, through the microprocessor, the radio frequency signal into a digital signal;
- inviare, tramite la prima antenna, il segnale digitale all?antenna orientabile; - ricevere tramite la prima antenna un segnale di downlink LoRaWAN - trasmettere tramite la prima antenna il segnale a uno o pi? degli attuatori IoT. - send, via the first antenna, the digital signal to the adjustable antenna; - receive a LoRaWAN downlink signal through the first antenna - transmit the signal to one or more? of IoT actuators.
Le rivendicazioni dipendenti, qui incorporate per riferimento, corrispondono a differenti forme di realizzazione dell'invenzione. The dependent claims, incorporated herein by reference, correspond to different embodiments of the invention.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di [], come illustrato negli uniti disegni in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly from the indicative, and therefore non-limiting, description of a preferred but not exclusive embodiment of [], as illustrated in the attached drawings in which:
- la figura 1 mostra in maniera schematica un satellite sul quale ? installato un dispositivo di acquisizione dati; - figure 1 schematically shows a satellite on which ? installed a data acquisition device;
Nelle figure allegate con il riferimento numerico 1 viene genericamente indicato un sistema per l?acquisizione dati, al quale verr? fatto riferimento nel seguito della presente descrizione semplicemente come sistema 1. In particolare, il sistema oggetto della presente invenzione ? specificatamente progettato e configurato per essere installato in un satellite 10. In the attached figures, the numerical reference 1 generally indicates a system for data acquisition, to which it will be? referred to in the following of the present description simply as system 1. In particular, the system object of the present invention ? specifically designed and configured to be installed in a satellite 10.
Strutturalmente il sistema 1 comprende almeno una fotocamera 2, un dispositivo per il controllo di parametri ambientali ed elaborazione dei segnali in radiofrequenza 3 ed un microprocessore 4. Structurally, the system 1 comprises at least a camera 2, a device for the control of environmental parameters and processing of radio frequency signals 3 and a microprocessor 4.
La fotocamera 2 ? attivabile in modo tale da acquisire immagini quali fotografie e/o video (ottenibili mediante l?acquisizione rapida e ravvicinata di una pluralit? di fotografie) della superficie terrestre. Camera 2? which can be activated in such a way as to acquire images such as photographs and/or videos (obtainable through the rapid and close-up acquisition of a plurality of photographs) of the earth's surface.
In altre parole, la fotocamera 2 ? in grado di operare durante la normale orbita del satellite per acquisire informazioni scattando uno o pi? fotografie della superficie terrestre sulla quale stia scorrendo il satellite 10. In other words, camera 2 ? able to operate during the normal orbit of the satellite to acquire information by taking one or more? photographs of the earth's surface over which satellite 10 is sliding.
Con il termine fotocamera 2 si intende ricomprendere in termini generali un qualunque sensore/dispositivo in grado di acquisire immagini. The term camera 2 is intended to include in general terms any sensor/device capable of acquiring images.
La fotocamera 2 genera quindi dei segnali digitali, identificati nella presente descrizione come ?segnali ottici?, rappresentativi delle informazioni acquisite, ovvero delle immagini ottenute. The camera 2 therefore generates digital signals, identified in the present description as "optical signals", representative of the acquired information, ie of the images obtained.
L?attivazione e pi? in generale il funzionamento della fotocamera 2 pu? essere controllato e gestito da terra mediante l?invio di opportune istruzioni. La corretta acquisizione delle informazioni necessarie a gestire il funzionamento della fotocamera 2, e del sistema 1 in generale, ? mediata dal dispositivo per il controllo di parametri ambientali ed elaborazione dei segnali in radiofrequenza 3, il quale ? interfacciabile con una prima antenna 11 per ricevere un segnale in radiofrequenza che viene quindi convertito in un segnale di attivazione e/o in un segnale di uplink/downlink LoRaWAN. In altre parole, il dispositivo per il controllo di parametri ambientali ed elaborazione dei segnali in radiofrequenza svolge la funzione di gateway accoppiato alla prima antenna 1 per ricevere da essa i segnali in radiofrequenza che vengono captati e tradurli in un linguaggio macchina, ovvero il segnale di attivazione, utilizzabile per pilotare il funzionamento della telecamera 2. The activation and more in general, the operation of the camera 2 pu? be controlled and managed from the ground by sending appropriate instructions. Is the correct acquisition of the information necessary to manage the operation of camera 2, and of system 1 in general, ? mediated by the device for the control of environmental parameters and processing of radiofrequency signals 3, which ? interfaceable with a first antenna 11 to receive a radio frequency signal which is then converted into an activation signal and/or a LoRaWAN uplink/downlink signal. In other words, the device for the control of environmental parameters and radiofrequency signal processing performs the function of gateway coupled to the first antenna 1 to receive from it the radiofrequency signals which are picked up and translate them into a machine language, i.e. the signal of activation, which can be used to control the operation of camera 2.
In maggiore dettaglio, il segnale di controllo ? acquisito e processato dal microprocessore 4 il quale ? configurato per sfruttare il contenuto informativo presente all?interno del segnale di attivazione (e/o del segnale di uplink/downlink LoRaWAN) per controllare il funzionamento della telecamera 2. In more detail, the control signal ? acquired and processed by the microprocessor 4 which ? configured to exploit the information content present within the trigger signal (and/or LoRaWAN uplink/downlink signal) to control the operation of camera 2.
Conseguentemente, il funzionamento del sistema 1 prevede l?acquisizione di comandi da terra sotto forma di segnali in radiofrequenza che vengono convertiti/tradotti dal dispositivo per il controllo di parametri ambientali ed elaborazione dei segnali in radiofrequenza 3 in un segnale di attivazione che pu? essere utilizzato dal microprocessore 4 per controllare il funzionamento, in particolare l?attivazione, della fotocamera 2 al fine di acquisire fotografie e/o video che vengono quindi convertiti in uno o pi? segnali ottici. Consequently, the operation of the system 1 provides for the acquisition of commands from the ground in the form of radio frequency signals which are converted/translated by the device for the control of environmental parameters and processing of the radio frequency signals 3 into an activation signal which can? be used by the microprocessor 4 to control the operation, in particular the activation, of the camera 2 in order to acquire photographs and/or videos which are then converted into one or more? optical signals.
In maggiore dettaglio, il microprocessore 4 ? configurato per selezionare uno o pi? parametri di acquisizione delle fotografie e/o video anche in funzione del contenuto informativo del segnale di attivazione. In greater detail, the microprocessor 4 ? configured to select one or more? acquisition parameters of the photographs and/or videos also according to the information content of the activation signal.
In altre parole, mediante il segnale di attivazione ? possibile controllare da terra i parametri di acquisizione delle informazioni da parte della fotocamera 2. In other words, by means of the activation signal ? It is possible to control the parameters of information acquisition by the camera from the ground 2.
A titolo esemplificativo e non limitativo, il contenuto informativo del segnale di attivazione pu? indicare al microprocessore 4 di pilotare il funzionamento della telecamera 2 in modo tale da modificare almeno uno tra: numero di fotografie da acquisire, istante di acquisizione di una o pi? fotografie, risoluzione, ingrandimento, focalizzazione, luminosit? di una o pi? fotografie. By way of non-limiting example, the information content of the activation signal can? instruct the microprocessor 4 to pilot the operation of the video camera 2 in such a way as to modify at least one of: number of photographs to be acquired, instant of acquisition of one or more? photographs, resolution, magnification, focus, brightness? of one or more photos.
Il microprocessore 4 ? altres? configurato per processare i segnali ottici acquisiti dalla fotocamera 2 in modo tale da modificarne almeno un parametro rappresentativo. The microprocessor 4 ? otherwise? configured to process the optical signals acquired by the camera 2 in such a way as to modify at least one representative parameter.
In altre parole, il microprocessore 4 ? in grado di acquisire e modificare i segnali ottici in particolare, come risulter? pi? chiaro dal seguito della presente descrizione, per favorirne e facilitarne la successiva memorizzazione e trasmissione a terra. In other words, the microprocessor 4 ? able to acquire and modify the optical signals in particular, as it will result? more clear from the continuation of the present description, to favor and facilitate its subsequent memorization and transmission to shore.
In particolare, in tale contesto il microprocessore 4 ? configurato per comprimere i segnali ottici, secondo algoritmi e procedure di tipo noto, al fine di ridurne una dimensione complessiva, ovvero al fine di ridurre la quantit? di memoria necessaria per la loro memorizzazione (? quindi la quantit? complessiva di dati che ? necessario trasmettere per inviare le informazioni acquisite a terra). In particular, in this context the microprocessor 4 ? configured to compress the optical signals, according to known algorithms and procedures, in order to reduce an overall size, or in order to reduce the quantity? of memory necessary for their storage (this is the total amount of data that is necessary to transmit to send the acquired information to the ground).
Inoltre, il microprocessore 4 ? anche vantaggiosamente configurato per criptare i segnali ottici, in modo tale che la loro acquisizione ed interpretazione possa essere eseguita solo da soggetti effettivamente autorizzati a farlo. Furthermore, the microprocessor 4 ? also advantageously configured to encrypt the optical signals, so that their acquisition and interpretation can only be performed by subjects actually authorized to do so.
Il microprocessore 4 ? altres? connettibile con un supporto di memorizzazione leggibile in modo tale da permettere di memorizzare i segnali ottici. The microprocessor 4 ? otherwise? connectable with a readable storage medium in such a way as to allow the storage of optical signals.
Vale a dire che il microprocessore pu? sia memorizzare internamente i segnali ottici che trasmetterli per la memorizzazione al supporto di memorizzazione leggibile. That is to say that the microprocessor pu? both internally storing optical signals and transmitting them for storage to the readable storage medium.
Preferibilmente, come sar? approfondito nel seguito, il supporto di memorizzazione leggibile ? un supporto locale installato sul medesimo satellite 10 sul quale ? installato anche il sistema 1, in modo tale da permettere un?efficiente archiviazione delle informazioni acquisite e garantire che quest?ultime possano essere correttamente trasferite a terra anche in istanti successivi alla loro acquisizione. Preferably, how will it be? detailed below, the readable storage medium ? a local support installed on the same satellite 10 on which ? system 1 was also installed, in such a way as to allow efficient archiving of the acquired information and to ensure that the latter can be correctly transferred to land even in instants following their acquisition.
In accordo con un aspetto della presente invenzione, il sistema 1 fin qui descritto, o in generale un sistema di acquisizione dati presentante almeno alcune delle caratteristiche tecniche fin qui definite, ? installato all?interno di un satellite 10. In accordance with one aspect of the present invention, the system 1 described up to now, or in general a data acquisition system having at least some of the technical characteristics defined up to now, is installed inside a satellite 10.
In particolare, il satellite 10 ? un satellite 10 per l?osservazione terrestre, vale a dire un satellite 10 preposto al monitoraggio della superficie terrestre e all?acquisizione di dati ed informazioni rappresentative di quest?ultima. Preferibilmente, il satellite 10 ? del tipo CubeSat, vale a dire che ? un satellite 10 miniaturizzato avente forma cubica, volume di 1 dm? e massa non superiore a 1,33 kg, risultando quindi particolarmente compatto e leggero. In particular, the satellite 10 ? a satellite 10 for terrestrial observation, ie a satellite 10 responsible for monitoring the terrestrial surface and for acquiring data and information representative of the latter. Preferably, satellite 10 ? of the type CubeSat, that is to say that ? a miniaturized satellite 10 having cubic shape, volume of 1 dm? and mass not exceeding 1.33 kg, making it particularly compact and light.
Strutturalmente, oltre al sistema 1, il satellite comprende anche la prima antenna 11, una seconda antenna 12 ed un calcolatore 13. Structurally, in addition to the system 1, the satellite also comprises the first antenna 11, a second antenna 12 and a computer 13.
Come sopra anticipato, la prima antenna 1 ? connessa al sistema 1 di acquisizione dati ed ? configurata per trasmettere e ricevere segnali in radiofrequenza in accordo con un primo protocollo di trasmissione. As anticipated above, the first antenna 1 ? connected to the data acquisition system 1 and ? configured to transmit and receive radio frequency signals in accordance with a first transmission protocol.
In altre parole, la prima antenna 11 ? configurata per interfacciarsi con un sistema di terra per ricevere da esso segnali in radiofrequenza mediante un primo protocollo di trasmissione che definisce e determina le modalit? di scambio di informazioni tra i due. In other words, the first antenna 11 ? configured to interface with a ground system to receive radio frequency signals from it by means of a first transmission protocol which defines and determines the modalities? exchange of information between the two.
La seconda antenna 12 ? invece configurata per ricevere e trasmettere segnali in radiofrequenza mediante un secondo protocollo di trasmissione, preferibilmente differente rispetto al primo protocollo di trasmissione. The second antenna 12 ? instead configured to receive and transmit radio frequency signals by means of a second transmission protocol, preferably different from the first transmission protocol.
In generale, risulta quindi che il satellite 10 comprende una coppia di antenne ciascuna configurata per operare in maniera autonoma ed indipendente trasmettendo e ricevendo rispettivi segnali in radiofrequenza sfruttando differenti protocolli di trasmissione. In general, therefore, it appears that the satellite 10 comprises a pair of antennas each configured to operate autonomously and independently by transmitting and receiving respective radio frequency signals using different transmission protocols.
In questo modo il satellite 10 ? in grado in comunicare con il suolo andando a selezionare di volta in volta l?antenna pi? adatta per ogni specifica comunicazione ottimizzando il processo di trasmissione delle informazioni acquisite dalla fotocamera 2 e racchiuse nei segnali ottici processati dal microprocessore 4. In this way the satellite 10 ? able to communicate with the ground going to select from time to time? antenna pi? suitable for each specific communication by optimizing the transmission process of the information acquired by the camera 2 and enclosed in the optical signals processed by the microprocessor 4.
In particolare, la prima antenna 11 ? configurata per trasmettere i segnali ottici utilizzando il primo protocollo. In particular, the first antenna 11 ? configured to transmit optical signals using the first protocol.
Mediante la prima antenna 11 ? pertanto possibile inviare a terra le immagini identificate dai segnali ottici generati dalla fotocamera 2 e successivamente compressi dal microprocessore 4. By means of the first antenna 11 ? therefore it is possible to send to the ground the images identified by the optical signals generated by the camera 2 and subsequently compressed by the microprocessor 4.
In accordo con un aspetto realizzativo preferenziale del satellite 10 qui descritto, il primo protocollo di trasmissione ? basato su una modulazione di tipo frequency-shift keying gaussiana -GFSK-. In accordance with a preferential embodiment of the satellite 10 described herein, the first transmission protocol ? based on a Gaussian frequency-shift keying modulation -GFSK-.
Tale protocollo definisce una tecnica di modulazione dei segnali in radiofrequenza di tipo numerico, in cui il segnale modulante contenente l?informazione sposta la frequenza della portante in uscita da uno all'altro di due valori predeterminati. This protocol defines a technique for modulating radio frequency signals of the digital type, in which the modulating signal containing the information shifts the frequency of the outgoing carrier from one to the other by two predetermined values.
In particolare, nella versione gaussiana, la frequenza non ? direttamente modulata con i simboli di dati digitali, ma viene prima filtrata con un filtro gaussiano per rendere le transizioni pi? morbide. In particular, in the Gaussian version, the frequency is not ? directly modulated with digital data symbols, but is first filtered with a Gaussian filter to make transitions smoother soft.
Questo processo di filtraggio ha il vantaggio di ridurre la potenza della banda laterale, riducendo quindi le interferenze con i canali vicini e migliorando la qualit? del processo di trasmissione dei dati. This filtering process has the advantage of reducing the sideband power, thus reducing interference with neighboring channels and improving quality. of the data transmission process.
Ai fini della presente invenzione il protocollo GFSK viene preferibilmente implementato in modo tale da ottenere una velocit? di trasmissione almeno pari a 200 Kbit/s. For the purposes of the present invention, the GFSK protocol is preferably implemented in such a way as to obtain a speed? transmission rate of at least 200 Kbit/s.
Sempre in accordo con un aspetto realizzativo preferenziale del satellite 10, il secondo protocollo di trasmissione ? basato su una modulazione dei segnali in radiofrequenza di tipo LoRa?. Again in accordance with a preferential constructional aspect of satellite 10, the second transmission protocol ? based on a modulation of the LoRa? type radiofrequency signals.
Tale protocollo definisce una tecnica di modulazione dei segnali in radiofrequenza a spettro espanso derivata dalla tecnologia di chirp spread spectrum (CSS). This protocol defines a technique for modulating radio frequency signals with an expanded spectrum derived from chirp spread spectrum (CSS) technology.
Ai fini della presente invenzione il protocollo LoRa? viene preferibilmente implementato con uno spread factor da SF10 a SF12 e permette una velocit? di uplink, ovvero di invio dati da terra al satellite 10 con una velocit? compresa nell?intervallo 400 ? 500bit/s. For the purposes of the present invention, the LoRa protocol? is preferably implemented with a spread factor from SF10 to SF12 and allows a speed? of uplink, or of sending data from the earth to the satellite 10 with a speed? included in the range 400 ? 500bit/s.
La dimensione massima dei singoli pacchetti inviati ? compresa tra 35 e 45 bytes, preferibilmente pari a 40 bytes. The maximum size of the individual packets sent? between 35 and 45 bytes, preferably equal to 40 bytes.
Operativamente, l?interfacciamento tra la prima antenna 11 e il sistema 1 ? realizzato tramite il calcolatore 13. Operationally, the interface between the first antenna 11 and the system 1 ? made using the computer 13.
Il calcolatore 13 pu? altres? realizzare o concorrere a realizzare l?interfacciamento tra il sistema 1 e la seconda antenna 12. The calculator 13 can? otherwise? create or help create the interface between the system 1 and the second antenna 12.
Il calcolatore 13 ?, comprende o definisce un computer di bordo del satellite 10 e risulta preposto alla gestione del suo funzionamento, controllando ulteriormente anche la gestione dei contatti con il suolo mediante l?attivazione delle antenne 11 e 12 e pilotando il loro funzionamento al fine di operare la ricezione e l?invio di segnali in radiofrequenza. The computer 13?, comprises or defines an on-board computer of the satellite 10 and is responsible for managing its operation, also further controlling the management of contacts with the ground by activating the antennas 11 and 12 and piloting their operation in order to operate the reception and? Sending of radio frequency signals.
Preferibilmente, il calcolatore 13 comprende il supporto di memorizzazione leggibile, risultando quindi operativamente configurato per memorizzare almeno i segnali ottici generati dalla fotocamera 2 e processati dal microprocessore 4 e configurato per memorizzare segnali trasmessi/ricevuti tramite il secondo protocollo. Preferably, the calculator 13 comprises the readable memorization medium, thus being operatively configured to memorize at least the optical signals generated by the camera 2 and processed by the microprocessor 4 and configured to memorize signals transmitted/received via the second protocol.
Tale supporto di memorizzazione leggibile pu? essere vantaggiosamente utilizzato anche per la memorizzazione di qualunque dato, informazione, algoritmo, software necessari per il corretto funzionamento e l?operativit? del satellite 10. This readable storage medium can be advantageously used also for the memorization of any data, information, algorithm, software necessary for the correct functioning and l?operativit? of satellite 10.
Il satellite 10 comprende altres? un corpo scatolare 14 all?interno del quale sono posizionati almeno alcuni dei componenti essenziali del satellite stesso 10. Does satellite 10 also include? a box-shaped body 14 inside which at least some of the essential components of the satellite itself 10 are positioned.
In particolare, all?interno del corpo scatolare 14 sono alloggiati il sistema 1 di acquisizione dati ed il calcolatore 13, mentre al contrario la prima e la seconda antenna 11, 12 sono accoppiate ad una superficie esterna del corpo scatolare 14. In particular, the data acquisition system 1 and the computer 13 are housed inside the box-shaped body 14, while on the contrary the first and second antennas 11, 12 are coupled to an external surface of the box-shaped body 14.
Pertanto, le antenne 11, 12 sono disposte esternamente al corpo scatolare 14 in modo tale che quest?ultimo non possa interferire con la corretta trasmissione e ricezione di segnali in radiofrequenza. Therefore, the antennas 11, 12 are arranged externally to the box-shaped body 14 in such a way that the latter cannot interfere with the correct transmission and reception of radio frequency signals.
? pertanto possibile realizzare il corpo scatolare 14 con materiali solidi e resistenti senza doversi preoccupare di eventuali problematiche di schermatura dei segnali in radiofrequenza. ? it is therefore possible to make the box-like body 14 with solid and resistant materials without having to worry about any problems of shielding the radio-frequency signals.
Risulta quindi che il corpo scatolare 14 presenta delle sedi passanti atte a permettere una connessione cablata tra la prima e la seconda antenna 11, 12 e rispettivamente il sistema 1 ed il calcolatore 13. It therefore appears that the box-like body 14 has through seats suitable for allowing a wired connection between the first and second antennas 11, 12 and the system 1 and the computer 13, respectively.
La presente invenzione riguarda altres? una stazione di terra per la comunicazione satellitare con cui il satellite 10 si interfaccia per ricevere segnali in radiofrequenza tramite la prima antenna 1 che sono convertibili in segnali di attivazione dal dispositivo per il controllo di parametri ambientali ed elaborazione dei segnali in radiofrequenza 3 e per inviare i segnali ottici mediante la prima antenna 11 per trasferire a terra le immagini acquisite dalla fotocamera 2. The present invention also relates a ground station for satellite communication with which the satellite 10 interfaces to receive radio frequency signals through the first antenna 1 which can be converted into activation signals by the device for controlling environmental parameters and processing radio frequency signals 3 and to send the optical signals through the first antenna 11 to transfer the images acquired by the camera 2 to the ground.
In dettaglio, la stazione di terra comprende un?antenna orientabile, una pluralit? di sensori ed un?unit? di controllo. In detail, the ground station comprises an adjustable antenna, a plurality of of sensors and a?unit? control.
L?antenna orientabile ? configurata per interfacciarsi con il satellite 10 in modo tale da instaurare un canale di comunicazione, in particolare un canale di comunicazione criptato con algoritmo AES-128, definito secondo almeno un parametro di comunicazione. The adjustable antenna? configured to interface with the satellite 10 in such a way as to establish a communication channel, in particular a communication channel encrypted with the AES-128 algorithm, defined according to at least one communication parameter.
In particolare, il canale di comunicazione ? utilizzato per una comunicazione sfruttante segnali in radiofrequenza finalizzata all?invio al satellite 10 di istruzioni e comandi per pilotarne il funzionamento e per la ricezione dal satellite 10 di segnali ottici tramite i quali vengono acquisite le immagini raccolte dal satellite 10 stesso. In particular, the communication channel ? used for communication exploiting radio frequency signals aimed at sending instructions and commands to the satellite 10 to pilot its operation and for receiving optical signals from the satellite 10 by means of which the images collected by the satellite 10 itself are acquired.
I sensori sono invece configurati per acquisire uno o pi? parametri operativi dell?antenna orientabile, ovvero per misurare e determinare le sue condizioni di funzionamento, con particole attenzione alle caratteristiche del canale di comunicazione (ovvero alla qualit? dei segnali in radiofrequenza trasmessi e ricevuti dall?antenna orientabile). The sensors are instead configured to acquire one or more? operating parameters of the adjustable antenna, i.e. to measure and determine its operating conditions, with particular attention to the characteristics of the communication channel (ie the quality of the radio frequency signals transmitted and received by the adjustable antenna).
In altre parole, mediante i sensori ? possibile monitorare lo stato di funzionamento e la qualit? del canale di comunicazione. In other words, through the sensors ? Is it possible to monitor the operating status and the quality? of the communication channel.
Le informazioni acquisite tramite i sensori sono quindi utilizzate dall?unit? di controllo per impostare ed eventualmente modificare almeno uno dei parametri di comunicazione dell?antenna orientabile. The information acquired through the sensors are then used by the unit? control to set and possibly modify at least one of the communication parameters of the adjustable antenna.
In altre parole, l?unit? di controllo pilota il funzionamento dell?antenna orientabile in funzione dei dati acquisiti tramite i sensori in modo tale da ottimizzare il processo di scambio di segnali in radiofrequenza tra la stazione e il satellite 10. In other words, the unit? control pilots the operation of the adjustable antenna according to the data acquired through the sensors in such a way as to optimize the process of exchanging radio frequency signals between the station and the satellite 10.
In accordo con un aspetto preferenziale, la stazione di terra comprende un dispositivo di movimentazione configurato per movimentare l?antenna orientabile, in particolare per orientarla rispetto ad un?orbita seguita dai satelliti 10 con i quali si interfaccia. In accordance with a preferential aspect, the earth station comprises a movement device configured to move the orientable antenna, in particular to orient it with respect to an orbit followed by the satellites 10 with which it interfaces.
In questo contesto, l?unit? di controllo ? ulteriormente configurata per controllare e pilotare il funzionamento del dispositivo di movimentazione in modo tale da modificare l?orientamento dell?antenna orientabile anche in funzione dei parametri operativi. In this context, the unit? control ? further configured to control and pilot the operation of the movement device in such a way as to modify the orientation of the adjustable antenna also according to the operating parameters.
In particolare, l?unit? di controllo ? configurata per controllare il dispositivo di movimentazione in modo tale da modificare l?orientamento dell?antenna orientabile fino a quando non risulta ottimizzato il canale di comunicazione instaurato tra l?antenna orientabile ed uno specifico satellite 10. In particular, the unit? control ? configured to control the movement device in such a way as to change the orientation of the adjustable antenna until the communication channel established between the adjustable antenna and a specific satellite is optimized 10.
In altre parole, l?antenna orientabile pu? essere movimentata in modo tale da mantenere sempre ottimale lo scambio di informazioni con i satelliti 10. Vantaggiosamente, l?unit? di controllo ? ulteriormente configurata per eseguire un algoritmo predittivo tramite il quale ? possibile determinare la traiettoria di almeno un satellite 10 e i parametri operativi in funzione dei quali vengono determinati i parametri di comunicazione dell?antenna orientabile comprendono anche tale traiettoria. In other words, the adjustable antenna can? be handled in such a way as to always maintain the optimal exchange of information with the satellites 10. Advantageously, the unit? control ? further configured to run a predictive algorithm through which ? It is possible to determine the trajectory of at least one satellite 10 and the operating parameters on the basis of which the communication parameters of the adjustable antenna are determined also include this trajectory.
In altre parole, la traiettoria stimata dei satelliti 10 ? un input che viene utilizzato dall?unit? di controllo per determinare il regime di funzionamento dell?antenna orientabile. In other words, the estimated trajectory of the satellites 10 ? an input that is used by? unit? control to determine the operating regime of the adjustable antenna.
In questo modo ? possibile tenere conto anche del posizionamento relativo tra satellite 10 ed antenna orientabile al fine di ottimizzare la qualit? del canale di comunicazione che viene instaurato tra i due. In this way ? Is it possible to also take into account the relative positioning between satellite 10 and the adjustable antenna in order to optimize the quality? of the communication channel that is established between the two.
Inoltre, grazie a questa caratteristica viene prolungata la finestra temporale all?interno della quale ? possibile alla stazione di terra comunicare con i satelliti 10 in quanto la prima insegue il movimento dei secondi risultando ottimamente allineata per periodi di tempo maggiori. Complessivamente, almeno una stazione di terra ed almeno un satellite 10 comprendenti almeno alcune delle caratteristiche tecniche sopra delineate concorrono a definire un network di comunicazione satellitare. Furthermore, thanks to this feature, the time window within which ? it is possible for the earth station to communicate with the satellites 10 since the former follows the movement of the seconds resulting in optimal alignment for longer periods of time. Overall, at least one earth station and at least one satellite 10 comprising at least some of the technical characteristics outlined above contribute to defining a satellite communication network.
Il network comprende ulteriormente almeno un sensore e/o un attuatore IoT, preferibilmente detto sensore e/o attuatore essendo compatibile in particolare con il primo protocollo di ricetrasmissione. The network further comprises at least one IoT sensor and/or actuator, preferably said sensor and/or actuator being compatible in particular with the first transceiver protocol.
Operativamente, il satellite 10 ? configurato per comunicare (specificatamente mediante i segnali in radiofrequenza) con gli altri componenti nel network, in particolare con la stazione di terra e con i sensori/attuatori IoT. Operationally, satellite 10 ? configured to communicate (specifically via radio frequency signals) with the other components in the network, in particular with the ground station and with the IoT sensors/actuators.
In dettaglio la comunicazione tra il satellite 10 e la stazione di terra avviene mediante la prima antenna 11, mentre le comunicazioni tra il satellite 10 e i sensori/attuatori avvengono tramite la seconda antenna 12. In detail, the communication between the satellite 10 and the ground station takes place through the first antenna 11, while the communication between the satellite 10 and the sensors/actuators takes place through the second antenna 12.
In uso, il satellite 10 oltre a comunicare con la stazione di terra pu? quindi ricevere segnali di uplink da terminali IoT posti a terra (ovvero i sensori/attuatori) ed inviare segnali di downlink verso tali terminali. In use, the satellite 10 in addition to communicating with the earth station can? then receive uplink signals from grounded IoT terminals (i.e. sensors/actuators) and send downlink signals to these terminals.
Tale network definisce quindi complessivamente un gruppo di elementi interconnessi tramite i quali ? possibile acquisire in maniera particolarmente efficiente immagini della superficie terrestre e segnali di uplink/downlink secondo lo standard definito dal protocllo LoRaWAN, in particolare secondo parametri di acquisizione degli stessi definiti dal segnale di attivazione contenuto nel segnale in radiofrequenza inviato dalla stazione/stazioni di terra al satellite/satelliti 10. This network therefore defines a group of interconnected elements through which ? possible to acquire images of the earth's surface and uplink/downlink signals in a particularly efficient way according to the standard defined by the LoRaWAN protocol, in particular according to their acquisition parameters defined by the activation signal contained in the radio frequency signal sent by the ground station/s to the satellite/satellites 10.
Il network pu? altres? comprendere anche un server configurato per acquisire e/o memorizzare e/o distribuire i segnali ottici e i segnali di uplink/downlink LoRaWAN trasmessi dal satellite 10 alla stazione di terra. In altre parole, il server rappresenta il nodo centrale del network tramite il quale ? possibile raccogliere tutte le informazioni acquisite dai vari satelliti 10 per poi processarle, memorizzare e/o distribuirle ad ulteriori terminali (computer, smartphone, tablet?) connessi o connettibili al server. The network can otherwise? also comprise a server configured to acquire and/or store and/or distribute the optical signals and LoRaWAN uplink/downlink signals transmitted by the satellite 10 to the ground station. In other words, the server represents the central node of the network through which ? It is possible to collect all the information acquired by the various satellites 10 and then process, memorize and/or distribute it to further terminals (computers, smartphones, tablets?) connected or connectable to the server.
Vantaggiosamente il server pu? essere un?unit? di elaborazione scalare (cloud computing) non base di dati struttura e non (Sql / MongoDB) facilmente accessibile in maniera remota in modo tale da rendere particolarmente semplice l?acquisizione e la diffusione dei segnali ottici, la visualizzazione dei segnali LoRa acquisiti dai sensori / attuatori IoT e l?invio di comandi agli attuatori. Advantageously, the server can? be a? unit? of scalar processing (cloud computing) non-structured and non-structured database (Sql / MongoDB) easily accessible remotely in such a way as to make the acquisition and diffusion of optical signals, the visualization of the LoRa signals acquired by the sensors / IoT actuators and sending commands to the actuators.
Preferibilmente, i segnali in radiofrequenza sono segnali in radiofrequenza criptati, ovvero tutte le informazioni ed i dati gestiti dal network, in particolare i segnali ottici, sono criptati in modo tale da permetterne l?acquisizione e la comprensibilit? solamente ad utenti effettivamente autorizzati ed abilitati ad accedere ai dati contenuti al loro interno. Preferably, the radio frequency signals are encrypted radio frequency signals, ie all the information and data managed by the network, in particular the optical signals, are encrypted in such a way as to allow their acquisition and comprehension. only to users actually authorized and enabled to access the data contained within them.
I segnali LoRaWAN sono anch?essi criptati a livello di strato fisico. LoRaWAN signals are also encrypted at the physical layer level.
In altre parole, il server od un altro componente del network ? configurato per criptare i segnali ottici. In other words, the server or another network component? configured to encrypt optical signals.
Da un punto di vista del funzionamento, l?operativit? del network qui descritto definisce un metodo di comunicazione satellitare in cui uno o pi? satelliti 10 acquisiscono immagini della superficie terrestre e segnali LoRaWAN sai sensori/attuatori IoT, in accordo con specifici parametri dettati dai segnali di attivazione, e le trasmettono a terra (nello specifico alle stazioni di terra) sotto forma di segnali ottici. From a point of view of operation, the? of the network described here defines a satellite communication method in which one or more? satellites 10 acquire images of the earth's surface and LoRaWAN signals such as IoT sensors/actuators, in accordance with specific parameters dictated by the activation signals, and transmit them to the ground (specifically to ground stations) in the form of optical signals.
Nel dettaglio, il metodo viene eseguito inviando tramite l?antenna orientabile un segnale in radiofrequenza utilizzando il primo protocollo di trasmissione. tale fase pu? essere preceduta da un processo di set up in cui l?antenna orientabile viene attivata e l?unit? di controllo ad essa connessa acquisisce, o calcola, la posizione e le traiettorie dei satelliti 10 con i quali deve interfacciarsi. In detail, the method is performed by sending a radio frequency signal via the adjustable antenna using the first transmission protocol. this phase can? be preceded by a set up process in which the adjustable antenna is activated and the unit? control unit connected to it acquires, or calculates, the position and trajectories of the satellites 10 with which it must interface.
Nella fase di set up ? altres? possibile preimpostare uno o pi? parametri di comunicazione dell?antenna orientabile sia per mezzo dell?unit? di controllo in maniera automatica sia tramite l?inserimento di input da parte di un utilizzatore. In the set-up phase? otherwise? is it possible to preset one or more? communication parameters of the adjustable antenna both by means of the unit? of control automatically and through the insertion of inputs by a user.
Il segnale in radiofrequenza trasmesso dall?antenna orientabile ? quindi captato dalla prima antenna 11, la quale lo inoltra al dispositivo per il controllo di parametri ambientali ed elaborazione dei segnali in radiofrequenza 3 che procede a convertilo trasformandolo nel segnale di attivazione. The radio frequency signal transmitted by the adjustable antenna? then picked up by the first antenna 11, which forwards it to the device for the control of environmental parameters and processing of radiofrequency signals 3 which proceeds to convert it, transforming it into the activation signal.
Il segnale di attivazione ? quindi processato dal microprocessore che ne interpreta il contenuto informativo e pilota conseguentemente il funzionamento della telecamera 2 per l?acquisizione di immagini dalla superficie terrestre. The activation signal? then processed by the microprocessor which interprets the information content and consequently pilots the operation of the television camera 2 for acquiring images from the earth's surface.
Pertanto, la telecamera 2 ? controllata in accordo con il contenuto informativo del segnale di attivazione in modo tale da acquisire immagini e generare conseguentemente i segnali ottici corrispondenti. Therefore, camera 2 ? controlled in accordance with the information content of the trigger signal so as to acquire images and consequently generate the corresponding optical signals.
I segnali ottici possono quindi essere processati, in particolare dal microprocessore, al fine di comprimerli per ridurre la quantit? di memoria necessaria per memorizzarli. The optical signals can therefore be processed, in particular by the microprocessor, in order to compress them to reduce the quantity? of memory needed to store them.
Una volta eseguita questa operazione ? possibile memorizzare i segnali ottici, preferibilmente nel supporto di memorizzazione leggibile che pu? essere ricompreso nel calcolatore 13 del satellite 10. Once this is done? Is it possible to store optical signals, preferably in readable storage medium that can? be included in the calculator 13 of satellite 10.
Grazie a tale processo di memorizzazione il satellite 10 ? vantaggiosamente in grado di archiviare le informazioni acquisite secondo le istruzioni determinate dal segnale di attivazione in modo da permettergli di inviare i corrispondenti segnali ottici a terra anche in un secondo momento. Thanks to this memorization process, the satellite 10 ? advantageously capable of storing the information acquired according to the instructions determined by the activation signal so as to allow it to send the corresponding optical signals to the ground also at a later time.
Tale aspetto risulta particolarmente utile qualora sia richiesta (tramite il segnale di attivazione), l?acquisizione di immagini di una porzione della superficie terrestre che si trova al di fuori del possibile raggio di comunicazione della stazione di terra alla quale tali informazioni dovranno poi essere trasmesse. This aspect is particularly useful when the acquisition of images of a portion of the earth's surface which is located outside the possible communication range of the earth station to which such information must then be transmitted is required (via the activation signal). .
In questo contesto l?acquisizione delle immagini e la loro trasmissione a terra possono quindi essere effettuate in due momenti temporali distinti e separati rendendo pi? versatile il processo di comunicazione tra satelliti 10 e stazioni di terra. In this context, the acquisition of the images and their transmission to the ground can therefore be carried out in two distinct and separate moments of time, making it more the communication process between satellites 10 and earth stations is versatile.
Successivamente alla loro memorizzazione (od anche contestualmente se possibile), i segnali ottici vengono trasmessi, nello specifico tramite la prima antenna 11 del satellite 10, utilizzando il primo protocollo di comunicazione. In altre parole, lo scambio di segnali in radiofrequenza da e per i satelliti 10 viene eseguito sfruttando due protocolli di comunicazione distinti specificatamente ottimizzati per il particolare tipo di dato che deve essere trasmesso. After their storage (or even contextually if possible), the optical signals are transmitted, specifically through the first antenna 11 of the satellite 10, using the first communication protocol. In other words, the exchange of radio frequency signals to and from the satellites 10 is performed by exploiting two distinct communication protocols specifically optimized for the particular type of data to be transmitted.
In dettaglio, il primo protocollo di ricetrasmissione e la prima antenna sono utilizzati per: In detail, the first transceiver protocol and the first antenna are used for:
- inviare al satellite 10 informazioni e comandi tramite i quali ? possibile pilotare il funzionamento del satellite 10 stesso; - send to the satellite 10 information and commands through which ? it is possible to control the operation of the satellite 10 itself;
- inviare al satellite 10 i comandi necessari a controllare/pilotare il funzionamento della fotocamera 2 e tutte le operazioni necessarie ad acquisire, processare e memorizzare le immagini acquisite da quest?ultima; - avviare controllare i processi di comunicazione con la stazione di terra mediante la gestione dei segnali di uplink e downlink che vengono scambiati tra il satellite 10 e la stazione di terra; - sending to the satellite 10 the commands necessary to control/pilot the operation of the camera 2 and all the operations necessary to acquire, process and memorize the images acquired by the latter; - starting and controlling the communication processes with the earth station by managing the uplink and downlink signals which are exchanged between the satellite 10 and the earth station;
- inviare, in particolare alla stazione di terra, le immagini acquisite dalla fotocamera 2. - send, in particular to the ground station, the images acquired by camera 2.
il secondo protocollo di ricetrasmissione e la seconda antenna 12 sono invece utilizzabili per ricevere i segnali trasmessi da uno o pi? terminali presenti a terra verso il satellite 10, in particolare per comunicare con i sensori/attuatori IoT. the second transceiver protocol and the second antenna 12 can instead be used to receive the signals transmitted by one or more? terminals present on the ground towards the satellite 10, in particular for communicating with the IoT sensors/actuators.
Infine, i segnali ottici trasmessi mediante i segnali in radiofrequenza inviati dai satelliti 10 sono captati dalle antenne orientabili selle stazioni di terra e da l? possono essere condivisi all?interno del network per esempio inviandoli ad un server centrale dal quale possono essere memorizzati/processati/smistati e/o trasmessi ad ulteriori terminali connessi o connettibili al network. Finally, the optical signals transmitted by the radio frequency signals sent by the satellites 10 are picked up by the orientable antennas of the earth stations and by there? they can be shared within the network, for example by sending them to a central server from which they can be stored/processed/sorted and/or transmitted to further terminals connected or connectable to the network.
Preferibilmente, la procedura di trasmissione dei segnali ottici per tramite dei satelliti 10 mediante l?opportuno protocollo di comunicazione pu? essere eseguita in risposta ad una fase di pre-autorizzazione alla trasmissione del segnale ottico. Preferably, the procedure for transmitting the optical signals by means of the satellites 10 by means of the suitable communication protocol can be performed in response to a pre-authorization step for the transmission of the optical signal.
In altre parole, l?invio dei segnali ottici da parte dei satelliti 10 ? in questo contesto condizionale all?esecuzione di una procedura di autorizzazione avviata dalle stazioni di terra. In other words, the sending of optical signals by satellites 10 ? in this context conditional on the execution of an authorization procedure initiated by the ground stations.
In dettaglio la fase di pre-autorizzazione viene eseguita inviando tramite l?antenna orientabile di una stazione di terra un segnale di autorizzazione alla trasmissione mediante il primo protocollo di trasmissione. In detail, the pre-authorization step is performed by sending a transmission authorization signal via the adjustable antenna of a ground station by means of the first transmission protocol.
Una volta che tale segnale di autorizzazione ? acquisito dalla prima antenna 11 (ovvero quella preposta a comunicare utilizzando il primo protocollo) ? possibile procede con l?invio a terra dei segnali ottici, sempre utilizzando il secondo protocollo. Once such an authorization signal ? acquired by the first antenna 11 (ie the one responsible for communicating using the first protocol) ? possible proceeds with sending the optical signals to the ground, again using the second protocol.
Vantaggiosamente, la presente invenzione raggiunge gli scopi proposti superando gli inconvenienti lamentati nella tecnica nota mettendo a disposizione dell?utente un sistema 1 di acquisizione dati, un satellite 10, una stazione di terra, un network ed un metodo di comunicazione satellitare che permettono di ottimizzare il processo monitoraggio della superficie terrestre con particolare attenzione alle procedure di acquisizione di immagini (fotografie e/o video) e alla trasmissione a terra delle stesse. Advantageously, the present invention achieves the aims proposed by overcoming the drawbacks complained of in the prior art by making available to the user a data acquisition system 1, a satellite 10, an earth station, a network and a satellite communication method which allow to optimize the monitoring process of the earth's surface with particular attention to the image acquisition procedures (photographs and/or videos) and their transmission to the ground.
Claims (21)
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ID=77627227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT102021000014213A IT202100014213A1 (en) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | Satellite data acquisition system” |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4347404A1 (en) |
| IT (1) | IT202100014213A1 (en) |
| WO (1) | WO2022254327A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014121197A2 (en) * | 2013-02-01 | 2014-08-07 | NanoSatisfi Inc. | System and method for widespread low cost orbital satellite access |
| US20170272150A1 (en) * | 2014-10-15 | 2017-09-21 | Spire Global, Inc. | Satellite operating system, architecture, testing and radio communication system |
| WO2019075305A1 (en) * | 2017-10-13 | 2019-04-18 | Elwha Llc | Satellite constellation with image edge processing |
| WO2019140159A1 (en) * | 2018-01-11 | 2019-07-18 | Skeyeon, Inc. | Radio frequency data downlink for a high revist rate, near earth orbit satellite system |
| US20210036772A1 (en) * | 2019-08-01 | 2021-02-04 | Planet Labs, Inc. | Multi-Pathway Satellite Communication Systems and Methods |
-
2021
- 2021-05-31 IT IT102021000014213A patent/IT202100014213A1/en unknown
-
2022
- 2022-05-31 WO PCT/IB2022/055076 patent/WO2022254327A1/en active Application Filing
- 2022-05-31 EP EP22731323.6A patent/EP4347404A1/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4347404A1 (en) | 2024-04-10 |
| WO2022254327A1 (en) | 2022-12-08 |
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