A Föld körüli, űrbéli rádiófrekvenciás szennyezettség ábrázolása a SMOG projekt mérései alapján

2019. december 6-án állt pályára a műegyetemi fejlesztésű második és harmadik magyar műhold, a SMOG-P és az ATL-1. Mindkettő fedélzetén helyet kapott egy-egy rádiófrekvenciás spektrumanalizátor, melyek segítségével első alkalommal került megmérésre a Föld körüli pályán érzékelhető, a felszíni digitális TV adók által az űrbe kisugárzott rádiófrekvenciás jelek erőssége. Dolgozatunkban bemutatjuk, hogy hogyan készítettünk a nyers, űrből kapott adatokból két- és háromdimenziós rádiószmog-térképeket.

A műholdak kis mérete és korlátozott teljesítménye miatt azokon nem kapott helyet orientációszabályozó-rendszer, a fedélzeti antenna pedig jelentős iránykarakterisztika fluktuációval rendelkezik, ezért erősen szelektálni kellett a mért adatokat. A mérési pontok térbeli helyzetét, sűrűségét a műhold pályája és a földi állomással való kommunikáció sávszélessége is korlátozta, így jelentős térbeli interpolációra is szükség volt. A távolsággal inverz négyzetesen súlyozott interpolációt a mért RSSI értékek frekvenciatartománybeli átlagából visszaszámolt teljesítmény-értékeken végeztük. Ennél figyelembe kellett venni, hogy a mért pontok gömbfelületen helyezkednek el, így az interpoláció egy megfelelően sűrű ikozahedrális hálón történt.

Továbbiakban az immáron szűrt, interpolált adatok látványos megjelenítése volt a cél. Ezt egy JavaScript technológián alapuló webalkalmazás segítségével értük el. Ez a feldolgozott adathalmazt alapján különféle módokon (diszkrét mérési pontok, folytonos interpolált eloszlás, kontúrvonalak stb.) tudja megjeleníteni. Az oldal interaktív, így a felhasználó képes frekvencia szerint szűrni az eredményeket, valamint képes befolyásolni a megjelenő objektumok egyes tulajdonságait. A megjelenítéshez a webGL alapú THREE.js nevű könyvtárat vettük igénybe.

Munkánk eredményeként egy teljes adatfeldolgozási lánc készült el, amely a Föld körül keringő zseb-műholdak által szolgáltatott nyers mérési eredményekből a saját fejlesztésű program és weboldal segítségével jeleníti meg a Földet körülvevő űrbéli rádiófrekvenciás szennyezettség legjobb jelenlegi becslését. A kifejlesztett környezet bővíthető, de már jelen állapotában is képes a jövőben indítandó, hasonló misszióval rendelkező műholdak adatainak feldolgozására.

szerzők

• 
  Markotics Boldizsár
  Villamosmérnöki szak, alapképzés
  alapképzés (BA/BSc)
• 
  Takács Donát
  Gépészeti modellezés mesterképzési szak
  mesterképzés (MA/MSc)

konzulens

• 
  Dr. Dudás Levente
  egyetemi adjunktus, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

helyezés