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Tutorial: Downlink-Daten von öffentlichen Satelliten

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Über den Dienst Azure Orbital Ground Station können Sie in Azure direkt mit Satelliten kommunizieren. Nach Empfangen von Daten über einen Downlink können Sie sie in Azure verarbeiten und analysieren.

In diesem Tutorial lernen Sie Folgendes:

  • Erstellen eines Raumfahrzeugs für bestimmte öffentliche Satelliten
  • Vorbereiten einer VM zum Empfangen der über den Downlink empfangenen Daten
  • Konfigurieren eines Kontaktprofils für eine Downlinkmission
  • Planen eines Kontakts mit einem unterstützten öffentlichen Satelliten mithilfe von Azure Orbital Ground Station und Speichern der über den Downlink empfangenen Daten

Azure Orbital Ground Station unterstützt mehrere öffentliche Satelliten, darunter Aqua, Suomi NPP, JPSS-1/NOAA-20 und Terra.

Voraussetzungen

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Erstellen einer Raumfahrzeugressource

  1. Geben Sie im Suchfeld des Azure-Portals Raumschiff ein. Wählen Sie in den Suchergebnissen Raumschiff aus.
  2. Klicken Sie auf der Seite Raumschiffe auf Erstellen.
  3. Wählen Sie aus, welcher öffentliche Satellit kontaktiert werden soll: Aqua, Suomi NPP, JPSS-1/NOAA-20 oder Terra. In der folgenden Tabelle sind NORAD-ID, die Mittelfrequenz, die Bandbreite und die Linkrichtung sowie die Polarisation für die einzelnen Satelliten beschrieben. Nutzen Sie diese Informationen in den folgenden Schritten und im gesamten Tutorial.
Raumfahrzeug NORAD-ID Mittelfrequenz (MHz) Bandbreite (MHz) Richtung Polarisation
Aqua 27424 8160 15 Downlink RHCP
Suomi NPP 37849 7812 30 Downlink RHCP
JPSS-1/NOAA-20 43013 7812 30 Downlink RHCP
Terra 25994 8212.5 45 Downlink RHCP

  1. Suchen Sie unter CelesTrak nach Ihrem gewünschten öffentlichen Satelliten, und ermitteln Sie sein TLE (Two-Line Element, zweizeiliges Element).

    Hinweis

    Aktualisieren Sie dieses TLE auf den aktuellen Wert, ehe Sie einen Kontakt planen. Ein TLE, das älter als zwei Wochen ist, kann zu einem nicht erfolgreichen Downlink führen.

    Erfahren Sie mehr über TLE-Werte.

  2. Geben Sie in Raumfahrzeugressource erstellen auf der Registerkarte Grundlagen die folgenden Informationen ein, oder wählen Sie sie aus:

    Feld Wert
    Abonnement Wählen Sie Ihr Abonnement aus.
    Ressourcengruppe Wählen Sie Ihre Ressourcengruppe aus.
    Name Geben Sie den Namen des öffentlichen Raumfahrzeugs ein.
    Region Wählen Sie USA, Westen 2 aus.
    NORAD-ID Geben Sie die NORAD-ID aus der obigen Tabelle ein.
    TLE Titelzeile Geben Sie AQUA, SUOMI NPP, NOAA 20 oder TERRA ein.
    TLE Zeile 1 Geben Sie Zeile 1 des TLE von Celestrak ein.
    TLE Zeile 2 Geben Sie Zeile 2 des TLE von Celestrak ein.

  3. Klicken Sie auf Weiter. Wählen Sie im Bereich Links die Option Neuen Link hinzufügen aus.

  4. Geben Sie auf der Seite Link hinzufügen die folgenden Informationen ein, oder wählen Sie sie aus:

    Feld Farbe
    Name Geben Sie Downlink ein.
    Richtung Wählen Sie Downlink aus.
    Mittenfrequenz Geben Sie die Mittelfrequenz (in MHz) aus der obigen Tabelle ein.
    Bandbreite Geben Sie die Bandbreite (in MHz) aus der obigen Tabelle ein.
    Polarisation Wählen Sie RHCP aus.

  5. Klicken Sie auf Überprüfen + erstellen. Klicken Sie nach Abschluss der Validierung auf Erstellen.

Wenn Ihre Raumfahrzeugressource genau mit den Informationen in Schritt 3 übereinstimmt, wird Ihr Raumfahrzeug automatisch an Microsoft-Bodenstationen autorisiert.

Hinweis

Sie können bestätigen, dass Ihre Raumfahrzeugressource autorisiert ist, indem Sie überprüfen, ob als Autorisierungsstatus auf der Übersichtsseite des Raumfahrzeugs Zugelassen angezeigt wird.

Bereiten Sie Ihre VM und Ihr Netzwerk auf den Empfang von Daten des öffentlichen Satelliten vor.

  1. Erstellen Sie ein virtuelles Netzwerk, um Ihre Datenendpunkt-VM mit demselben Abonnement und derselben Ressourcengruppe zu hosten, in der sich Ihre Raumfahrzeugressource befindet.

  2. Erstellen Sie eine VM in dem von Ihnen erstellten virtuellen Netzwerk mit demselben Abonnement und derselben Ressourcengruppe, in der sich Ihre Raumfahrzeugressource befindet. Stellen Sie sicher, dass diese VM über die folgenden Spezifikationen verfügt:

    • Gehen Sie auf der Registerkarte „Grundlagen“ folgendermaßen vor:
      • Image: Das Betriebssystem ist Linux (Ubuntu 20.04 oder höher).
      • Größe: Die VM hat mindestens 32 GiB RAM.
    • Geben Sie auf der Registerkarte „Netzwerk“ wie folgt vor:
      • Öffentliche IP-Adresse: Die VM hat über eine standardmäßige öffentliche IP-Adresse Zugriff auf das Internet, um Tools herunterzuladen.

    Tipp

    Die öffentliche IP-Adresse dient hier nur zur Konnektivität mit dem Internet, nicht für Kontaktdaten. Weitere Informationen finden Sie unter Standardzugriff in ausgehender Richtung in Azure.

  3. Navigieren Sie zu der neu erstellten VM. Befolgen Sie die Anweisungen in Schritt 2, um eine Verbindung mit der VM herzustellen. Geben Sie an der Bash-Eingabeaufforderung für Ihre VM die folgenden Befehle ein, um auf der VM ein temporäres Dateisystem (tmpfs) zu erstellen. Auf diese VM werden die Daten geschrieben, um langsame Schreibvorgänge auf Datenträger zu vermeiden.

    Hinweis

    Dieser Befehl verweist auf Aqua. Bearbeiten Sie den Befehl entsprechend dem öffentlichen Raumfahrzeug, das Sie verwenden.

    sudo mkdir /media/aqua
sudo mount -t tmpfs -o size=28G tmpfs /media/aqua

  4. Geben Sie den folgenden Befehl auf Ihrer VM ein, um sicherzustellen, dass das Tool Socat auf dem Computer installiert ist:

    sudo apt install socat

  5. Befolgen Sie die Anweisungen, um ein Subnetz an Azure Orbital Ground Station zu delegieren.

  6. Befolgen Sie die Anweisungen, um Ihren VM-Endpunkt vorzubereiten. Geben Sie den folgenden Befehl auf Ihrer VM ein, um die MTU-Stufe auf 3650 festzulegen:

    sudo ifconfig eth0 3650

Konfigurieren von Event Hubs für Antennentelemetrie

Befolgen Sie die Anweisungen zum Erstellen und Konfigurieren eines Azure Event Hubs in Ihrem Abonnement, um Antennentelemetrie während der Kontakte mit Ihrem ausgewählten öffentlichen Satelliten zu empfangen.

  1. Geben Sie im Suchfeld des Azure-Portals Kontaktprofile ein. In den Suchergebnissen Kontaktprofile auswählen.

  2. Klicken Sie auf der Seite Kontaktprofile auf Erstellen.

  3. Geben Sie auf der Registerkarte Grundlagen in Kontaktprofilressource erstellen die folgenden Informationen ein, oder wählen Sie sie aus:

    Feld Wert
    Abonnement Wählen Sie Ihr Abonnementaus.
    Ressourcengruppe Wählen Sie Ihre Ressourcengruppe aus.
    Name Geben Sie [Satellitenname]_Downlink ein, z. B. Aqua_Downlink.
    Region Wählen Sie USA, Westen 2 aus.
    Minimale durchführbare Kontaktdauer Geben Sie PT1M ein.
    Mindesthöhe Geben Sie 15.0 ein.
    Automatische Verfolgungs-Konfiguration Wählen Sie X-Band aus.
    Telemetriedaten an Event Hub senden? Wählen Sie Ja aus.
    Event Hubs-Namespace Wählen Sie einen Azure Event Hubs-Namespace aus, an den Sie Telemetriedaten für Ihre Kontakte senden. Sie müssen ein Abonnement auswählen, ehe Sie einen Event Hubs-Namespace auswählen können.
    Event Hubs-Instanz Wählen Sie eine Event Hubs-Instanz aus, die zum zuvor ausgewählten Namespace gehört. Dieses Feld wird nur angezeigt, wenn Sie zuerst einen Event Hubs-Namespace auswählen.
    Virtual Network Wählen Sie das zuvor erstellte virtuelle Netzwerk aus.
    Subnetz Wählen Sie das zuvor erstellte delegierte Subnetz aus. Dieses Feld wird nur angezeigt, wenn Sie zuerst ein virtuelles Netzwerk auswählen.

  4. Klicken Sie auf Weiter. Klicken Wählen Sie auf der Seite Links auf Neuen Link hinzufügen.

  5. Geben Sie auf der Seite Link hinzufügen die folgenden Informationen ein, oder wählen Sie sie aus:

    Feld Farbe
    Name Geben Sie einen Namen für den Link ein, z. B. Aqua_Downlink
    Richtung Wählen Sie Downlink aus.
    Verstärkung/Temperatur Geben Sie 0 ein.
    EIRP in dBW Gilt nur für Uplink. Lassen Sie dieses Feld leer.
    Polarisation Wählen Sie RHCP aus.

  6. Klicken Sie auf Kanal hinzufügen. Geben Sie im Bereich Kanal hinzufügen die folgenden Informationen ein, oder wählen Sie sie aus:

    Feld Farbe
    Name Geben Sie einen Namen für den Kanal ein, z. B. Aqua_Downlink_Channel.
    Mittelfrequenz (MHz) Geben Sie die Mittelfrequenz in MHz ein. In der obigen Tabelle finden Sie den Wert für Ihr ausgewähltes Raumfahrzeug.
    Bandbreite (MHz) Geben Sie die Bandbreite in MHz ein. In der obigen Tabelle finden Sie den Wert für Ihr ausgewähltes Raumfahrzeug.
    Endpunktname Geben Sie den Namen der VM ein, die Sie zuvor erstellt haben.
    IP-Adresse Geben Sie die private IP-Adresse der VM ein, die Sie zuvor erstellt haben.
    Port Geben Sie 56001 ein.
    Protokoll Geben Sie TCP ein.
    Konfigurationstyp der Demodulation Wählen Sie Voreingestellte benannte Modemkonfiguration aus.
    Demodulationskonfiguration Wählen Sie die Demodulationskonfiguration für Ihren ausgewählten öffentlichen Satelliten aus. Details finden Sie unter Konfigurieren der Modemkette.
    Decodierungskonfiguration Lassen Sie dieses Feld leer.

  7. Klicken Sie auf Übermitteln, um den Kanal hinzuzufügen. Klicken Sie erneut auf Übermitteln, um den Link hinzuzufügen.

  8. Klicken Sie auf Überprüfen + erstellen. Klicken Sie nach Abschluss der Validierung auf Erstellen.

Planen eines Kontakts mit Aqua und Speichern der über den Downlink empfangenen Daten

Hinweis

Überprüfen Sie die öffentlichen Satellitenzeitpläne, um festzustellen, ob es zu Ausfällen öffentlicher Übertragungen kommen kann. Azure Orbital Ground Station kontrolliert keine öffentlichen Satelliten und kann die Verfügbarkeit der Daten während des Vorbeiflugs nicht garantieren.

  1. Geben Sie im Suchfeld des Azure-Portals den Begriff Raumfahrzeug ein. Wählen Sie in den Suchergebnissen Raumfahrzeug aus.

  2. Wählen Sie auf der Seite Raumfahrzeug Ihre öffentliche Raumfahrzeugressource aus.

  3. Klicken Sie auf der oberen Leiste der Übersicht über das Raumfahrzeug Kontakt planen.

  4. Geben Sie auf der Seite Kontakt planen die folgenden Informationen an:

    Feld Wert
    Kontaktprofil Wählen Sie das Kontaktprofil aus, Sie zuvor erstellt haben.
    Erdfunkstelle Wählen Sie Microsoft_Quincy aus.
    Startzeit Bestimmen Sie eine Startzeit für das Fenster „Kontaktverfügbarkeit“.
    Beendigungszeit Bestimmen Sie eine Endzeit für das Fenster „Kontaktverfügbarkeit“.

  5. Klicken Sie auf Suchen, um die verfügbaren Kontaktzeiten anzuzeigen.

  6. Wählen Sie mindestens ein Kontaktfenster aus, und klicken Sie dann auf Planen.

  7. Zeigen Sie den geplanten Kontakt an, indem Sie die Raumfahrzeugressource auswählen, im linken Bereich zu „Konfigurationen“ navigieren und auf Kontakte klicken.

  8. Kurz bevor Sie mit der Ausführung des Kontakts beginnen, starten Sie das Lauschen an Port 56001, und geben die empfangenen Daten in der Datei aus:

    Hinweis

    Dieser Befehl verweist auf Aqua. Bearbeiten Sie den Befehl entsprechend dem öffentlichen Raumfahrzeug, das Sie verwenden. Darüber hinaus müssen Sie möglicherweise sudo hinzufügen.

    socat -u tcp-listen:56001,fork create:/media/aqua/out.bin

  9. Nachdem Sie Ihren Kontakt ausgeführt haben, kopieren Sie die Ausgabedatei aus tmpfs in Ihr Basisverzeichnis, um zu vermeiden, dass die Datei beim Ausführen eines anderen Kontakts überschrieben wird:

    Hinweis

    Dieser Befehl verweist auf Aqua. Bearbeiten Sie den Befehl entsprechend dem öffentlichen Raumfahrzeug, das Sie verwenden.

    mkdir ~/aquadata
cp /media/aqua/out.bin ~/aquadata/raw-$(date +"%FT%H%M%z").bin

Hinweis

Für einen 10-minütigen Kontakt mit Aqua während der Übertragung mit 15 MHz Bandbreite sollten Sie mit dem Empfang von etwa 450 MB Daten rechnen.

Nächste Schritte