Tutorial: Dados de downlink de satélites públicos

  • Artigo

Você pode se comunicar com satélites diretamente do Azure usando o serviço Estação Terrestre do Azure Orbital. Depois de fazer downlink dos dados, você pode processá-los e analisá-los no Azure.

Neste tutorial, você aprenderá como:

  • Crie uma espaçonave para satélites públicos selecionados.
  • Prepare uma VM (máquina virtual) para obter os dados recebidos por downlink.
  • Configure um perfil de contato para uma missão de downlink.
  • Agende um contato com um satélite público compatível usando a Estação Terrestre do Azure Orbital e salve os dados recebidos por downlink.

A Estação Terrestre do Azure Orbital é compatível com vários satélites públicos, incluindo Aqua, Suomi NPP, JPSS-1/NOAA-20 e Terra.

Pré-requisitos

Entrar no Azure

Entre no portal do Microsoft Azure – Orbital.

Criar um recurso de nave espacial

  1. Na caixa de pesquisa portal do Azure, insira Naves espaciais. Selecione Naves espaciais nos resultados da pesquisa.
  2. Na página Naves espaciais, selecione Criar.
  3. Escolha o satélite público para contato: Aqua, Suomi NPP, JPSS-1/NOAA-20 ou Terra. A tabela a seguir descreve a ID do NORAD, a frequência central, a largura de banda, a direção do link e a polarização de cada satélite. Consulte essas informações nas etapas a seguir e ao longo do tutorial.
Nave espacial ID DEVAD Frequência Central (MHz) Largura de Banda (MHz) Direção Polarização
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. Pesquise seu satélite público desejado no CelesTrak e identifique seu TLE (elemento de duas linhas) atual.

    Observação

    Atualize esse TLE para o valor mais recente antes de agendar um contato. Um TLE com mais de duas semanas pode resultar em um downlink malsucedido.

    Leia mais sobre os valores TLE.

  2. Em Criar recurso de nave espacial, na guia Básico, insira ou selecione estas informações:

    Campo Valor
    Assinatura Selecione sua assinatura.
    Grupo de Recursos Selecione o grupo de recursos.
    Nome Insira o nome da nave espacial pública.
    Região Selecione Oeste dos EUA 2.
    ID DEVAD Insira o ID do NORAD na tabela acima.
    Linha de título TLE Insira AQUA, SUOMI NPP, NOAA 20 ou TERRA.
    Linha TLE 1 Insira a linha 1 do TLE da CelesTrak.
    Linha TLE 2 Insira a linha 2 do TLE da CelesTrak.

  3. Clique em Avançar. No painel Links, selecione Adicionar novo Link.

  4. Na página Adicionar Link, insira ou selecione as seguintes informações:

    Campo Valor
    Nome Insira Downlink.
    Direção Selecione Downlink.
    Frequência central Insira a frequência central em MHz na tabela acima.
    Largura de banda Insira a largura de banda em MHz na tabela acima.
    Polarização Selecione RHCP.

  5. Clique em Revisar + Criar. Após concluir a validação, clique em Criar.

Se os recursos da sua espaçonave corresponderem exatamente às informações da Etapa 3, sua espaçonave será automaticamente autorizada nas estações terrestres da Microsoft.

Observação

Você pode confirmar que o recurso de nave espacial está autorizado verificando se o Status de autorização mostra Permitido na página de visão geral da nave espacial.

Preparar a máquina virtual e a rede para receber dados do satélite público

  1. Crie uma rede virtual para hospedar a VM (máquina virtual) de ponto de extremidade de dados usando a mesma assinatura e o grupo de recursos em que o recurso da nave espacial está localizado.

  2. Crie uma máquina virtual na rede virtual que você criou usando a mesma assinatura e o grupo de recursos em que o recurso da nave espacial está localizado. Verifique se essa VM tem as seguintes especificações:

    • Na guia Básico:
      • Imagem: o sistema operacional é Linux (Ubuntu 20.04 ou posterior).
      • Tamanho: a VM tem pelo menos 32 GiB de RAM.
    • Na guia Rede:
      • IP Público: a VM tem acesso à Internet para baixar ferramentas com um endereço IP público padrão.

    Dica

    O endereço IP público aqui é apenas para conectividade com a Internet, não para dados de contato. Para obter mais informações, consulte Acesso de saída padrão no Azure.

  3. Navegue até a VM recém-criada. Siga as instruções vinculadas na Etapa 2 para se conectar à VM. No prompt bash da VM, insira os comandos a seguir para criar um sistema de arquivos temporário (tmpfs) na VM. É nessa VM que os dados serão gravados para evitar gravações lentas no disco.

    Observação

    Esse comando faz referência ao Aqua. Edite o comando para refletir a nave espacial pública que você está usando.

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

  4. Insira o seguinte comando na VM para garantir que a ferramenta Socat seja instalada no computador:

    sudo apt install socat

  5. Siga as instruções para delegar uma sub-rede à Estação Terrestre do Azure Orbital.

  6. Siga as instruções para preparar o ponto de extremidade da VM. Insira o seguinte comando na VM para definir o nível de MTU como 3650:

    sudo ifconfig eth0 3650

Configurar Hubs de Eventos para telemetria de antena

Para receber telemetria de antena durante os contatos com o satélite público selecionado, siga as instruções para criar e configurar um hub de eventos do Azure em sua assinatura.

  1. Na caixa de pesquisa do portal do Azure, insira Perfis de Contato. Selecione Perfis de Contato nos resultados da pesquisa.

  2. Na página Perfis de Contato, clique em Criar.

  3. Em Criar recurso de Perfil de Contato, na guia Básico, insira ou selecione as seguintes informações:

    Campo Valor
    Assinatura Selecione sua assinatura.
    Grupo de recursos Selecione o grupo de recursos.
    Nome Insira [Satellite_Name]_Downlink, por exemplo, Aqua_Downlink.
    Região Selecione Oeste dos EUA 2.
    Duração mínima de contato viável Insira PT1M.
    Elevação mínima Insira 15.0.
    Configuração de rastreio automático Selecione X-band.
    Enviar telemetria para o Hub de Eventos? Selecione Sim.
    Namespace dos Hubs de Eventos Selecione um namespace dos Hubs de Eventos do Azure para o qual você enviará dados telemétricos dos contatos. Você precisa selecionar uma assinatura antes de selecionar um namespace dos Hubs de Eventos.
    Instância do Hubs de Eventos Selecione uma instância dos Hubs de Eventos que pertença ao namespace já selecionado. Esse campo só será exibido se você selecionar um namespace dos Hubs de Eventos primeiro.
    Rede Virtual Selecione a rede virtual que você criou anteriormente.
    Sub-rede Selecione a sub-rede delegada que você criou anteriormente. Esse campo será exibido somente se você selecionar uma rede virtual primeiro.

  4. Clique em Avançar. Na página Links, clique em Adicionar novo Link.

  5. Na página Adicionar Link, insira ou selecione as seguintes informações:

    Campo Valor
    Nome Insira um nome para o link, por exemplo, Aqua_Downlink
    Direção Selecione Downlink.
    Ganho/Temperatura Insira 0.
    EIRP em dBW Aplicável somente ao uplink. Deixe em branco.
    Polarização Selecione RHCP.

  6. Clique em Adicionar Canal. No painel Adicionar Canal, adicione ou selecione as seguintes informações:

    Campo Valor
    Nome Insira um nome para o canal, por exemplo, Aqua_Downlink_Channel.
    Frequência Central (MHz) Insira a frequência central em MHz. Consulte a tabela acima para obter o valor da nave espacial selecionada.
    Largura de Banda (MHz) Insira a largura de banda em MHz. Consulte a tabela acima para obter o valor da nave espacial selecionada.
    Nome do ponto de extremidade Insira o nome da máquina virtual que você já criou.
    Endereço IP Insira o endereço IP privado da máquina virtual que você já criou.
    Porta Insira 56001.
    Protocolo Insira TCP.
    Tipo de configuração de desmodulação Selecione Configuração de Modem Nomeado de Predefinição.
    Configuração de demodulação Selecione a configuração de demodulação para o satélite público selecionado. Veja Configurar a cadeia de modem para obter detalhes.
    Configuração de decodificação Deixe este campo em branco.

  7. Clique em Enviar para adicionar o canal. Clique em Enviar novamente para adicionar o link.

  8. Clique em Revisar + Criar. Após concluir a validação, clique em Criar.

Agendar um contato com o Aqua e salvar os dados recebidos por downlink

Observação

Consulte as agendas públicas por satélite para entender se pode haver interrupções de transmissão pública. A Estação Terrestre do Azure Orbital não controla os satélites públicos e não pode garantir a disponibilidade de dados durante a passagem.

  1. Na caixa de pesquisa do portal do Azure, insira Nave espacial. Selecione Nave espacial nos resultados da pesquisa.

  2. Na página Nave Espacial, selecione o recurso de nave espacial pública.

  3. Clique em Agendar contato na barra superior da visão geral da nave espacial.

  4. Na página Agendar contato, especifique as seguintes informações:

    Campo Valor
    Perfil de contato Selecione o perfil de contato você já criou.
    Estação terrestre Selecione Microsoft_Quincy.
    Hora de início Identifique um horário de início na janela de disponibilidade de contato.
    Hora de término Identifique um horário de término na janela de disponibilidade de contato.

  5. Clique em Pesquisar para exibir os horários de contato disponíveis.

  6. Selecione uma ou mais janelas de contato e clique em Agendar.

  7. Para exibir o contato agendado, selecione o recurso de nave espacial, navegando até Configurações no painel esquerdo e clicando em Contatos.

  8. Um pouco antes do início da execução do contato, comece a escutar na porta 56001 e envie os dados recebidos ao arquivo:

    Observação

    Esse comando faz referência ao Aqua. Edite o comando para refletir a nave espacial pública que você está usando. Além disso, pode ser necessário adicionar sudo.

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

  9. Depois de executar o contato, copie o arquivo de saída de tmpfs para o diretório base para evitar a substituição do arquivo ao executar outro contato:

    Observação

    Esse comando faz referência ao Aqua. Edite o comando para refletir a nave espacial pública que você está usando.

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

Observação

Para um contato de dez minutos com o Aqua enquanto ele está transmitindo com 15 MHz de largura de banda, você receberá cerca de 450 MB de dados.

Próximas etapas