AWS Ground Station을 사용한 지구 관측: 

우리는 데이터에 대한 액세스가 우리의 결정과 행동을 주도하는 데 도움이 되는 정보 사회에 살고 있습니다. 예를 들어, 남극 이글 섬의 만년설이 녹고 야생 동물에 미치는 영향을 보여주는 NASA의 최근 위성 이미지는 강력합니다. 멸종 위기에 처한 종을 보호해야 할 필요성을 강조합니다.

지난 10년 동안 지구 관측(EO)에 중점을 둔 새로운 기업들이 귀중한 EO 데이터에 이전보다 더 많은 사람들이 접근할 수 있도록 했습니다 . 그 결과 우리는 EO 과학의 극적인 증가를 목격하고 있습니다.

EO 데이터의 가치는 변화를 모니터링하는 능력입니다. 최근에는 레이더와 같은 위성에 장착된 새로운 장비를 통해 구름을 통해 "볼" 수 있어 지구의 모든 부분을 관찰할 수 있습니다. 현재 위성에서 흐르는 신뢰할 수 있고 반복 가능하며 정확한 데이터는 위성 이미지로 구동되는 운영 서비스의 현실을 열어주고 있습니다.

소형 저궤도(LEO) 위성을 발사하기 위한 우주 경쟁이 치열해짐에 따라 소형 위성 및 발사체 재사용과 같은 기술 개발로 인해 위성 구축 및 발사 비용이 낮아졌습니다. 위성 공간 내에 있고 임시로 트랜스폰더 용량을 임대해야 하거나 값비싼 위성 지상 세그먼트 인프라에 투자하고 싶지 않은 경우 AWS Ground Station을 고려하십시오 .

AWS Ground Station은 자체 위성 지상국을 구매, 임대, 구축 또는 유지 관리할 필요 없이 위성과 통신할 수 있는 완전관리형 종량제 결제 서비스입니다. 스타트업 아이디어나 과학적 노력을 위해 EO 데이터 사용을 고려하고 있다면 이 블로그 게시물에서 AWS Ground Station을 사용하여 지구 관측 위성에서 데이터를 수신하고 처리하는 방법을 설명합니다. 이 게시물에서 제안된 솔루션을 사용하면 성공적인 위성 연결 후 몇 분 이내에 Amazon Simple Storage Service(Amazon S3) 버킷 에 사용 가능한 데이터가 있게 됩니다 .

글로벌 변경 모니터링은 현실이며 AWS Ground Station은 데이터 연결 비용을 줄이면서 데이터 액세스 속도를 높입니다. AWS Ground Station을 사용하여 수신한 데이터는 Amazon S3를 사용한 저비용 스토리지 및 웹 게시, Amazon Kinesis를 사용한 실시간 스트리밍 또는 Amazon SageMaker를 사용한 기계 학습을 포함한 AWS 글로벌 인프라를 사용하여 추가로 처리할 수 있습니다 .

높은 수준의 솔루션 개요

이 블로그 게시물에서는 이 링크를 사용하여 위치를 실시간으로 추적할 수 있는 AQUA 위성으로부터 데이터를 수신하고 처리합니다 . AQUA는 2002년에 시작되었으며 NASA의 지구 과학 데이터 시스템(ESDS) 프로그램의 일부입니다. 고도 705km에서 태양동기 근극 궤도로 지구 궤도를 도는 LEO(Low Earth Orbit) 위성입니다. AQUA에는 5개의 능동 감지 기기가 있습니다. ESDS 프로그램은 글로벌 변화를 정확하게 예측할 수 있는 검증된 글로벌 및 대화형 지구 시스템 모델 개발에 중요한 역할을 합니다.

AWS Ground Station은 현재 LEO 및 MEO(Medium Earth Orbit) 위성을 지원합니다. 궤도 주기로 인해 이러한 위성은 통과하는 동안 몇 분 동안만 지상에서 볼 수 있으며 통신은 지상국의 시야 내에 있을 때만 가능합니다. AWS Ground Station은 위성과 접촉을 설정한 다음 무선 주파수 신호를 수신, 복조 및 디코딩합니다. 그런 다음 디코딩된 데이터를 VITA 49 스트림으로 수신자 Amazon Elastic Compute Cloud(Amazon EC2) 인스턴스에 푸시합니다.

수신기 EC2 인스턴스에서 실행되는 데이터 캡처 애플리케이션은 수신 VITA 49 스트림을 수집합니다. 각 VITA 49 패킷 내에서 페이로드가 추출되어 원시 데이터 파일로 결합됩니다. 원시 데이터 파일은 로컬에 보관되며 Amazon S3로 푸시되어 나중에 필요에 따라 재처리됩니다.

AQUA는 CCSDS 호환 CADU(Channel Access Data Unit) 데이터 프레임을 브로드캐스트합니다. CADU는 NASA의 RT-STPS(Real-Time Software Telemetry Processing System)를 사용하여 레벨 0 데이터 제품으로 처리됩니다. 그런 다음 레벨 0 데이터가 S3로 푸시됩니다. 역시 NASA에서 제공하는 IPOPP(International Planetary Observation Processing Package)는 레벨 0 데이터를 상위 레벨 제품으로 처리하는 데 사용됩니다. 

예를 들어 레벨 1 HDF 파일과 레벨 2 HDF 파일 및 TIFF 이미지가 있습니다. IPOPP는 프로세서 Amazon EC2 인스턴스에 설치 및 구성되며 레벨 1 및 레벨 2 데이터 제품을 S3로 푸시합니다. S3에 있으면 데이터 제품을 데이터 구독자에게 게시하거나 거의 실시간 처리를 위해 Amazon SageMaker와 같은 다른 AWS 서비스에서 검색할 수 있습니다.