aktiver Sensor

Engl. active sensor, franz. capteur actif; ein Sensor, der seine eigene Quelle an elektromagnetischer Strahlung hat; er sendet eine Serie von Signalen zum Zielobjekt aus und registriert das Echo.

Zu den aktiven Sensoren gehören:

• Laseraltimeter - Ein Instrument, das mit Hilfe von Lidar die Höhe der Plattform (Raumfahrzeug oder Flugzeug) über der Oberfläche misst. Die Höhe der Plattform in Bezug auf die mittlere Erdoberfläche wird verwendet, um die Topographie der darunter liegenden Oberfläche zu bestimmen.
• Lidar - Ein Lidar-Sensor verwendet einen Laser-Radar (Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission) zur Aussendung eines Lichtimpulses und einen Empfänger mit empfindlichen Detektoren zur Messung des rückgestreuten oder reflektierten Lichts. Die Entfernung zum Objekt wird durch Aufzeichnung der Zeit zwischen gesendeten und rückgestreuten Impulsen und durch Verwendung der Lichtgeschwindigkeit zur Berechnung der zurückgelegten Entfernung bestimmt.
• Radar - Gerät zur aktiven funkgestützten Ortung und Abstandsmessung, das seine eigene Quelle elektromagnetischer Energie liefert. Ein aktiver Radarsensor, ob luft- oder weltraumgestützt, sendet Mikrowellenstrahlung in einer Reihe von Impulsen von einer Antenne aus. Wenn die Energie das Ziel erreicht, wird ein Teil der Energie zum Sensor zurückreflektiert. Diese rückgestreute Mikrowellenstrahlung wird erfasst, gemessen und zeitlich erfasst. Die Zeit, die die Energie benötigt, um zum Ziel zu gelangen und zum Sensor zurückzukehren, bestimmt den Abstand oder die Reichweite zum Ziel. Durch die Aufzeichnung der Entfernung und des Betrags der Energie, die von allen Zielen reflektiert wird, während das System an dem Objekt vorbeizieht, kann ein zweidimensionales Bild der Oberfläche erzeugt werden.
• Ranging Instrument - Ein Gerät, das den Abstand zwischen dem Instrument und einem Zielobjekt misst. Radargeräte und Radar-Altimeter arbeiten, indem sie die Zeit bestimmen, die ein ausgesandter Impuls (Mikrowellen oder Licht) benötigt, um an einem Ziel zu reflektieren und zum Instrument zurückzukehren. Eine andere Technik verwendet identische Mikrowelleninstrumente auf einem Plattformpaar. Signale werden von jedem Instrument zum anderen übertragen, wobei der Abstand zwischen den beiden aus der Differenz zwischen der empfangenen Signalphase und der gesendeten (Referenz-)Phase bestimmt wird. Dies sind Beispiele für aktive Techniken. Bei einer aktiven Technik wird das Ziel von beiden Enden einer Grundlinie mit bekannter Länge aus betrachtet. Die Änderung der scheinbaren Blickrichtung (Parallaxe) hängt mit dem absoluten Abstand zwischen Instrument und Ziel zusammen.
• Scatterometer - Ein Hochfrequenz-Mikrowellenradar, das speziell zur Messung rückgestreuter Strahlung entwickelt wurde. Über Meeresoberflächen können Messungen der rückgestreuten Strahlung im Mikrowellen-Spektralbereich verwendet werden, um Karten der Oberflächenwindgeschwindigkeit und -richtung abzuleiten.
• Sounder - Ein Instrument, das die vertikale Verteilung des Niederschlags und andere atmosphärische Eigenschaften wie Temperatur, Feuchtigkeit und Wolkenzusammensetzung misst.

Systeme mit aktiven Sensoren arbeiten im Bereich der Mikrowellen. In diesem Segment des elektromagnetischen Spektrums kann unabhängig von Tageszeit und Wetter gemessen werden. Die Sensoren senden selbst Strahlung (Mikrowellen) aus und messen anschließend die von den Objekten reflektierte oder rückgestreute Strahlung. Aktive Radarsensoren sind beispielsweise auf Sentinel-1 und TerraSAR-X verbaut.

Schema eines passiven Sensors im Vergleich zu einem aktiven Sensor Aktive Sensoren eignen sich u.a. zur Messung der vertikalen Profile von Aerosolen, der Waldstruktur, des Niederschlags und der Winde, der Topographie der Meeresoberfläche und des Eises. Quelle: NASA

Weitere Informationen:

• Listen aktiver und passiver amerikanischer Sensoren (NASA)