ROHP-PAZ

ciencia campaña de Tierra

Sitio experimental de la campaña de tierra. La antena de RO polarimétricas GNSS y el radiómetro de banda-L están colocados en dos torres separadas. El resto de equipos están cerrados en el refugio (remolque). El sitio tiene vistas claras al horizonte, sobre un área donde se dan fenómenos de precipitación intensa varias veces al año.
Sitio experimental de la campaña de tierra. La antena de RO polarimétricas GNSS y el radiómetro de banda-L están colocados en dos torres separadas. El resto de equipos están cerrados en el refugio (remolque). El sitio tiene vistas claras al horizonte, sobre un área donde se dan fenómenos de precipitación intensa varias veces al año.

ESTA CAMPAÑA SE COMPLETÓ CON ÉXITO, VER DETALLES Y RESULTADO FINAL EN [Padullés et al., 2016].

Una campaña experimental de tierra se está realizando antes del lanzamiento del satélite PAZ, con el objetivo de empezar a identificar y entender todos los factores que pueden estar afectando los observables de RO polarimétricas. Se trata de una colaboración entre el ICE-CSIC/IEEC y el departamento de Teoria de la Señal y Comunicaciones de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC).

El sitio seleccionado es el pico de un monte de ~1700 m de altura (Puig Sesolles), en el Parque Natural del Montseny, a unos ~50 km N-NE de Barcelona. El sitio está en un terreno militar, cerrado y protegido, con disponibilidad de electricidad. Tiene vistas claras sobre el horizonte en dirección Sur (de Este a Oeste), un área en la cual episodios de precipitación intensa acostumbran a pasar varias veces al año. Los equipos estarán operando durante un periodo largo, mínimo de 6 meses.

Imagen frontal y posterior de la antena GNSS polarimétrica de 7-elementos (circuitos descubiertos).
Imagen frontal y posterior de la antena GNSS polarimétrica de 7-elementos (circuitos descubiertos).

La campaña utiliza el receptor GOLD-RTR [Nogués-Correig et al. (2007), Cardellach et al. (2011)], un receptor en "open-loop" que se diseñó originalmente para adquirir señales GNSS reflejadas en la superficie del mar. El receptor se ha modificado para seguir los radio-enlaces GNSS en geometría de ocultación.

Una antena con doble polarización (H y V) ha sido diseñada y fabricada por un grupo de la UPC para este experimento concreto. La antena es una agrupación de 7 elementos, cada uno de ellos un "patch" cuadrado alimentado de forma simétrica por cuatro puntos i realizado en sustrato Rogers 4003. Se consigue una ganancia en el pico de 12.9 dB, 45 grados de anchura de haz a media-potencia, y un aislamiento polarimétrico mejor que -35 dB en el pico (y mejor que -30 dB en el resto de lòbulo principal).

La antena se ha montado en un brazo articulado, que rota en azimut y elevación por un posicionador y un controlador, enfocando hacia el satélite GNSS deseado. La selección del satélite GNSS a seguir se hace en base a la información a-priori sobre la constelación GNSS, la máscara de elevaciones y azimuts del sitio, y la presencia de lluvia.

Cuando no llueve, la adquisición sigue un patrón que se repite diariamente, siguiendo siempre los mismos satélites a las mismas orientaciones. El sistema apunta hacia satélites entre 90 y 270 grados azimut (excluyendo ángulos muertos donde hay obstáculos), y entre 0 y 30 grados de elevación. El vasto conjunto de datos libres de lluvia serán de gran valor para entender todos los factores que afectan la polarización y que no tienen relación con la precipitación ("multipath", ionosfera, diagramas de las antenas transmisoras, otras cuestiones instrumentales).

Vistas sobre el horizonte, desde el sitio del experimento de tierra, situado a unos ~1700 metros de altura (superior) Hacia la dirección oeste (inferior) Hacia la dirección sur.
Vistas sobre el horizonte, desde el sitio del experimento de tierra, situado a unos ~1700 metros de altura (superior) Hacia la dirección oeste (inferior) Hacia la dirección sur.

Desde las instalaciones del ICE-CSIC/IEEC se comprueban los radares meteorológicos de la zona de forma automática cada 6 minutos (frecuencia con la que se actualizan los datos de los radares). Las posiciones de los satélites GNSS (dentro de las máscaras de azimut y elevación de interés) se comparan con las medidas de reflectividad de los radares, y el experimento se modifica cuando se detecta una coincidencia. En tal caso, se sigue el GNSS que se ha localizado a lo largo de la dirección de la lluvia, en vez de el satélite que se debería observar por defecto.

De esta manera, la campaña conseguirá un conjunto de datos auto-consistentes libres de lluvia, y también un conjunto de datos con GNSS ocultándose a través de episodios de precipitación.

Los datos se guardan localmente, y también son accesibles mediante un enlace Internet. Este mismo enlace se utiliza también para actualizar las programaciones de adquisición de datos.

Además, un radar a banda-L de la UPC ha sido instalado en la campaña, apuntando hacia la misma dirección que la antena GNSS polarimétrica, de forma que se obtendrá la opacidad atmosférica en la misma dirección de las observaciones GNSS.

La UPC ha sido responsable de la logística del experimento, incluyendo el remolque utilizado como refugio para los equipos, UPS, ..., las torres, y la mano de obra para acondicionar el sitio. Agradecimientos especiales al Ejército del Aire y a la Dirección General de Infraestructura del Ministerio de Defensa español, por dejarnos disponer del sitio e instalaciones.