Linux Polska wygrała przetarg w Europejskiej Agencji Kosmicznej na monitoring misji obserwacyjnych Ziemi. Dostarczone rozwiązanie analizuje poprawność i wydajność przetwarzania danych z satelitów obserwujących ziemię.
Odbiorcą jest Ośrodek Obserwacji Ziemi ESA-ESRIN we Frascati pod Rzymem. Zajmuje się on planowaniem misji satelitarnych oraz dostarczaniem gotowych danych z instrumentów pomiarowych zamontowanych na satelitach. „Flota” satelitarna ESRIN obejmuje: CryoSat, Swarm, GOCE, SMOS, ADM-Aeolus, EarthCARE, Envisat, Sentinel, Proba-V.
Aby przeanalizować złożoność zagadnienia przyjrzyjmy się misji CryoSat.
Celem misji jest obserwacja grubości pokrywy lodowej i jej zmian w czasie, co ma kluczowe znaczenie dla określenia tempa i charakteru zmian klimatycznych na Ziemi.
Każda misja prowadzona przez ESA, także ta, to przedsięwzięcie wymagające międzynarodowej współpracy:
- Szczegóły misji oraz ustawienia instrumentów pomiarowych są planowane w centrum obserwacji ziemi ESRIN we Frascati pod Rzymem.
- Utrzymywanie właściwej orbity satelity jest realizowane przez Centrum Kontroli Operacji ESOC w Darmstadt w środkowych Niemczech.
- Dwie stacje naziemne zlokalizowane w Esrange i Kirunie w północnej Szwecji 11 razy dziennie przez 10 minut przekazują satelicie CryoSat-2 polecenia sterujące i równocześnie odbierają dane.
- W Kirunie są przetwarzane wielkie ilości danych otrzymanych z satelity :
- produkty danych poziomu 0 – to dane surowe z satelity, które po wstępnej archiwizacji, przetwarzane są na dwie kategorie:
- produkty danych poziomu 1 (Level-1b) tj. echa radarowe zlokalizowane geograficznie, z uwzględnioną poprawką na cechy przyrządu pomiarowego
- produkty danych poziomu 2 (Level-2) tj. wysokość powierzchni Ziemi i swobodnego lodu, z uwzględnionymi poprawkami atmosferycznymi i geofizycznymi
- Dla jak najszybszego udostępnienia danych dla ośrodków naukowych uruchomiony jest tryb NRT czyli bliski czasowi rzeczywistemu, co gwarantuje dostępność danych w ciągu 3h od pobrania z satelity.
- Produkty wyższych poziomów – dla większej precyzji – wymagają dodatkowych danych w postaci plików pomocniczych wytwarzanych przez współpracujące instytucje naukowe.
Jak widać z powyższego przykładu przetwarzanie danych z satelitów to złożony proces wymagający współpracy kilku lub kilkunastu jednostek. Jego sprawna realizacja jest możliwa dzięki dużemu stopniowi automatyzacji prac.
Z uwagi jednak na fakt, że poszczególne etapy przetwarzania są realizowane przez różne centra obliczeniowe posiadające niezależne systemy monitoringu poprawności działania, uzyskanie pełnego obrazu wymaga nowego narzędzia obejmującego cały proces przetwarzania od początku do końca.
Tak powstała koncepcja narzędzia End-to-End Monitoring.
Jego podstawową funkcjonalnością jest dostarczenie całościowego obrazu sprawności przetwarzania danych w oparciu o wskaźniki całościowej wydajności (KPI).
Narzędzie dostarcza jednolity panel kontrolny (single pane of glass) pozwalający na kontrolę poziomu realizacji docelowych wartości KPI określonych w politykach przetwarzania danych dla poszczególnych misji i ich produktów.
Adresatami tych funkcjonalności są Kierownicy Misji (Mission Operation Managers) oraz Kierownicy Usług Przetwarzania Danych (Service Operation Managers). Użytkownik może w dowolnym momencie otworzyć kokpit prezentujący stan podlegających mu misji, który pokazuje poziom realizacji KPI w ostatnim czasie. W przypadku problemów odchylenia i trendy są sygnalizowane kolorem, symbolami i wartościami odchyleń. W przypadku niepożądanych wyników można poprzez kliknięcie wskaźnika drążyć dane w poszukiwaniu przyczyny i miejsca występowania problemów z przetwarzaniem danych. Drążąc dalej można dotrzeć do pojedynczego produktu i jego parametrów przetwarzania.
Wyróżnikiem dostarczonego przez Linux Polska rozwiązania są narzędzia zaawansowanej analizy danych. Poprzez prostą manipulację progami czasowymi i jakościowymi bezpośrednio na wykresach można filtrować produkty w poszukiwaniu odstępstw lub w poszukiwaniu realnie osiągalnego poziomu wydajności przetwarzania. Rozwiązanie umożliwia też predykcję przyszłych danych w oparciu o dane historyczne, ich trendy i sezonowość.
Bardzo istotnym elementem rozwiązania jest konfigurowalność. Każda misja i każdy produkt danych mają odrębnie dedykowany łańcuch przetwarzania. Dla poszczególnych kroków definiowane są parametry czasowo-jakościowe przetwarzania. Na tej bazie buduje się dedykowane wskaźniki wydajności procesu (KPI).
Oferowane przez Linux Polska rozwiązanie dostarcza konkretnych korzyści dla docelowych użytkowników:
- usprawnienie zarządzania misją,
- szybkie ustalanie źródła problemów w transmisji danych z satelit,
- szybka i łatwa konfigurowalność,
- sprawna adaptacja do nowych wymagań pojawiających się w trakcie misj.
5 maja 2016 w siedzibie centrum obserwacji ziemi ESRIN we Frascati koło Rzymu odbyła się demonstracja na żywo rozwiązania dostarczonego przez Linux Polska. Prezentacja zakończyła się sukcesem i stanowi podstawę do odbioru i zakończenia pierwszego etapu pilotażowego. Przed Linux Polska nowe wyzwania.
