Share via

Kurz: Zpracování satelitních dat Aqua pomocí nástrojů poskytovaných NASA

  • Článek

Upozornění

Tento článek odkazuje na CentOS, linuxovou distribuci, která se blíží stavu Konec životnosti (EOL). Zvažte své použití a plánování odpovídajícím způsobem. Další informace najdete v doprovodných materiálech CentOS End Of Life.

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 DRL International Planety Observation Processing Package (IPOPP) pro výrobu 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: Linux (CentOS Linux 7 nebo novější)
  • 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.

  1. Otevřete portál.
  2. Přejděte na virtuální počítač.
  3. Na stránce Přehled vyberte Zastavit.
  4. Na stránce Disky vyberte disk s operačním systémem.
  5. V podokně Disk přejděte na stránku Velikost a výkon .
  6. V rozevíracím seznamu SKU disku vyberte SSD úrovně Premium (místně redundantní úložiště).
  7. Vyberte vrstvu disku P30 (1024 GB).
  8. Zvolte Uložit.
  9. Přejděte zpět do podokna Virtuální počítač .
  10. 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.

  1. Na místním počítači stáhněte a nainstalujte Prohlížeč TightVNC.
  2. Spusťte Prohlížeč TightVNC a připojte se k localhost:5901.
  3. Zadejte heslo vncserveru, které jste zadali v předchozím kroku.
  4. 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: