Kurz: Zpracování satelitních dat Aqua pomocí nástrojů poskytovaných NASA
Poznámka:
NASA zastaralá podpora softwaru DRL používaného ke zpracování satelitních snímků Aqua. Viz: Aktuální stav DRL. Kroky 2, 3 a 4 tohoto kurzu už nejsou relevantní, ale jsou prezentovány pouze pro informační účely.
Tento článek obsahuje komplexní návod, jak pomocí stanice Azure Orbital Ground Station (AOGS) zachytit a zpracovat satelitní snímky. Představuje AOGS a jeho základní koncepty a ukazuje, jak plánovat kontakty. Tento článek také prochází příkladem, ve kterém shromažďujeme a zpracováváme satelitní data NASA Aqua na virtuálním počítači Azure pomocí nástrojů poskytovaných NASA.
Aqua je polární vesmírná loď, kterou nasa spustila v roce 2002. Data ze všech vědeckých nástrojů na palubě Aqua jsou downlinkovaná na Zemi pomocí přímého vysílání přes X pásma téměř v reálném čase. Další informace o Aqua najdete na webu Aqua Project Science .
Pomocí AOGS zachytáváme vysílání Aqua, když je satelit v dohledu pozemní stanice naplánováním kontaktu. Kontakt je čas vyhrazený na pozemní stanici pro komunikaci se satelitním zařízením. Během kontaktu pozemní stanice orientuje svou anténu na Aqua a zachycuje data přímého vysílání. Zachycená data se odesílají do virtuálního počítače Azure jako datový proud a zpracovávají se pomocí nástroje RT-STPS (Software Telemetry Processing System) v reálném čase, který poskytuje direct readout Lab (DRL), který generuje produkt úrovně 0. Tento produkt úrovně 0 se dále zpracovává pomocí nástroje IPOPP (International Planety Observation Processing Package) společnosti DRL k výrobě produktů vyšší úrovně.
V tomto kurzu budeme shromažďovat a zpracovávat data Aqua pomocí těchto kroků:
Volitelné kroky nastavení pro zachytávání telemetrie pozemní stanice jsou zahrnuty v průvodci příjmem telemetrie v reálném čase z pozemních stanic.
Krok 1: Použití AOGS k naplánování kontaktu a shromáždění dat Aqua
Provedení kroků uvedených v kurzu: Downlink data z veřejné satelitní NASA
Výše uvedený kurz obsahuje návod k naplánování kontaktu s Aqua a shromažďování dat přímého vysílání na virtuálním počítači Azure.
Poznámka:
V části Příprava virtuálního počítače na příjem dat AQUA s downlinkovanými daty použijte následující hodnoty:
- Název: receiver-vm
- Operační systém: Zadejte název upřednostňované schválené distribuce Linuxu.
- Velikost: Standard_D8s_v5 nebo vyšší
- IP adresa: Ujistěte se, že má virtuální počítač přístup k internetu pro stahování nástrojů, protože má jednu standardní veřejnou IP adresu.
Tip
Veřejná IP adresa je určená jenom pro připojení k internetu, nikoli kontaktní data. Další informace najdete v tématu Výchozí odchozí přístup v Azure.
Na konci tohoto kroku byste měli mít nezpracovaná data přímého vysílání uložená jako .bin soubory ve ~/aquadata složce na .receiver-vm
Krok 2: Instalace nástrojů NASA DRL
Poznámka:
Vzhledem k potenciálnímu kolizí prostředků drL doporučuje nainstalovat RT-STPS a IPOPP na samostatné počítače. V tomto kurzu ale nainstalujete oba nástroje, receiver-vm protože je nespouštíme současně. V případě produkčních úloh postupujte podle doporučení pro změnu velikosti a izolaci v uživatelských příručkách dostupných na webu DRL.
Zvětšení velikosti disku s operačním systémem na virtuálním počítači receiver-vm
Výchozí místo na disku s operačním systémem virtuálního počítače Azure nestačí k instalaci nástrojů NASA DRL. Postupujte podle následujících kroků a zvětšete velikost disku s operačním systémem na receiver-vm 1 TB.
- Otevřete portál.
- Přejděte na virtuální počítač.
- Na stránce Přehled vyberte Zastavit.
- Na stránce Disky vyberte disk s operačním systémem.
- V podokně Disk přejděte na stránku Velikost a výkon .
- V rozevíracím seznamu SKU disku vyberte SSD úrovně Premium (místně redundantní úložiště).
- Vyberte vrstvu disku P30 (1024 GB).
- Zvolte Uložit.
- Přejděte zpět do podokna Virtuální počítač .
- Na stránce Přehled vyberte Start.
Na virtuálním počítači receiver-vm ověřte, že kořenový oddíl má nyní k dispozici 1 TB.
lsblk -o NAME,HCTL,SIZE,MOUNTPOINT
Měla by se zobrazit hodnota ~1 TB přidělená kořenovému / přípoj bodu.
NAME HCTL SIZE MOUNTPOINT
sda 0:0:0:0 1T
├─sda1 500M /boot
├─sda2 1023G /
├─sda14 4M
└─sda15 495M /boot/efi
Instalace desktopového serveru a serveru VNC
Použití nástrojů NASA DRL vyžaduje podporu pro spouštění aplikací grafického uživatelského rozhraní. Pokud chcete tuto možnost povolit, nainstalujte na počítačové nástroje a server vncserver na receiver-vm:
sudo yum install tigervnc-server
sudo yum groups install "GNOME Desktop"
Spusťte server VNC:
vncserver
Po zobrazení výzvy zadejte heslo.
Vzdálený přístup k ploše virtuálního počítače
Přesměrujte port vncserveru (5901) přes SSH na místní počítač:
ssh -L 5901:localhost:5901 azureuser@receiver-vm
Poznámka:
K nahrazení receiver-Vm v tomto příkazu použijte veřejnou IP adresu názvu DNS virtuálního počítače.
- Na místním počítači stáhněte a nainstalujte Prohlížeč TightVNC.
- Spusťte Prohlížeč TightVNC a připojte se k
localhost:5901. - Zadejte heslo vncserveru, které jste zadali v předchozím kroku.
- Měli byste vidět desktop GNOME, který běží na virtuálním počítači v okně prohlížeče VNC.
Stažení instalačních souborů RT-STPS a IPOPP
Z GNOME Desktop přejděte do Aplikace>Internet>Firefox a spusťte prohlížeč.
Přihlaste se k webu NASA DRL a stáhněte si instalační soubory RT-STPS a skript stažení IPOPP v rámci stahování softwaru. Stažené soubory budou přistály pod ~/Stažené soubory.
Poznámka:
Stažení a spuštění stejného počítače downloader_DRL-IPOPP_4.1.sh.
Instalace RT-STPS
tar -xvzf ~/Downloads/RT-STPS_7.0.tar.gz --directory ~/
tar -xvzf ~/Downloads/RT-STPS_7.0_testdata.tar.gz --directory ~/
cd ~/rt-stps
./install.sh
Ověřte instalaci RT-STPS zpracováním testovacích dat dodaných s instalací:
cd ~/rt-stps
./bin/batch.sh config/jpss1.xml ./testdata/input/rt-stps_jpss1_testdata.dat
Ověřte, že ve složce dat existují výstupní soubory:
ls -la ~/data/
Tím se dokončí instalace RT-STPS.
Instalace IPOPP
Spusťte skript pro stažení IPOPP pro stažení instalačních souborů IPOPP.
cd ~/Downloads
./downloader_DRL-IPOPP_4.1.sh
tar -xvzf ~/Downloads/DRL-IPOPP_4.1.tar.gz --directory ~/
cd ~/IPOPP
./install_ipopp.sh
Konfigurace a spuštění služeb IPOPP
Služby IPOPP se konfigurují pomocí grafického uživatelského rozhraní řídicího panelu.
Přejděte na plochu virtuálního počítače a spusťte nový terminál v části Terminál Nástroje>aplikací>.
Z terminálu spusťte řídicí panel IPOPP:
~/drl/tools/dashboard.sh
IPOPP se spustí v režimu monitorování procesů. Pomocí možnosti nabídky přepněte do režimu konfigurace.
Na kartě EOS povolte následující:
- gbad
- MODISL1DB l0l1aqua
- MODISL1DB l1atob
- IMAPP
Pomocí možnosti nabídky přepněte zpět do režimu monitorování procesů.
Spusťte služby IPOPP:
~/drl/tools/services.sh start
~/drl/tools/services.sh status
Tím se dokončí instalace a konfigurace protokolu IPOPP.
Krok 3: Vytvoření produktu úrovně 0 pomocí RT-STPS
Spuštěním příkazu rt-stps v dávkovém .bin režimu zpracujete soubor shromážděný v kroku 1.
cd ~/rt-stps
./bin/batch.sh ./config/aqua.xml ~/aquadata/raw-2022-05-29T0957-0700.bin
Tento příkaz vytvoří soubory produkční sady dat úrovně 0 v.pds adresáři ~/rt-stps/data .
Krok 4: Vytvoření produktů vyšší úrovně pomocí IPOPP
Příjem dat pro zpracování
Zkopírujte soubory PDS vygenerované rt-STPS v předchozím kroku do adresáře ingestování IPOPP pro další zpracování.
cp ~/rt-stps/data/* ~/drl/data/dsm/ingest/.
Spuštěním ingestování IPOPP vytvořte produkty nakonfigurované na řídicím panelu.
~/drl/tools/ingest_ipopp.sh
Průběh můžete sledovat na řídicím panelu.
~/drl/tools/dashboard.sh
IPOPP vytvoří výstupní produkty v následujícím adresáři:
cd ~/drl/data/pub/gsfcdata/aqua/modis/
Další kroky
Pokud chcete snadno nasadit podřízené komponenty nezbytné pro příjem a zpracování dat pozorování vesmíru pomocí stanice Azure Orbital Ground Station, přečtěte si:
Kompletní implementaci, která zahrnuje extrakci, načítání, transformaci a analýzu prostorových dat pomocí geoprostorových knihoven a modelů AI s Azure Synapse Analytics, najdete tady: