정지궤도 해양위성 2호 지상시스템의 설계 및 구현

Abstract

2020년에 발사 예정인 정지궤도 해양위성 2호(Geostationary Ocean Color Imager-II; GOCI-II)를 위한 신규 지상시스템(GOCI-II Ground Segment; G2GS)이 고성능 컴퓨팅, 확장성, 사용성등이 확보되도록 최신 IT 기술을 적용하여 개발되었다. GOCI-II 자료처리량은 GOCI에 비해 24배 증가할 것으로 예상되며, 기존 순차처리방식으로는 준 실시간 처리가 불가능하기 때문이다. 고성능 컴퓨팅을 위해 GPU 기반 병렬분산처리 기법을 적용하였고, 확장성을 위해 다양한 지원도구 및 프레임워크를 개발하였으며, 사용성을 위해 REST API 등 표준화된 자료 검색 시스템을 도입하였다. 이 시스템에서는 운영자를 위한 시스템 운영 환경, 사용자를 위한 자료 서비스 환경을 구현하였다. 또한, 알고리즘 개발 환경은 해색연구자의 생산성을 향상시킬 수 있도록 효율적인 병렬처리 코드 생산 기법이 제시되었다. 이 기법을 GOCI 대기보정 코드에 적용했을 때 처리성능이 약 29.2배 향상된 것으로 확인되었다. 재처리 성능시험에서는 10일치 자료를 16시간 내에 재처리 가능하다는 것을 확인하였다. 이후, G2GS는 위성 발사 후 궤도상시험을 거쳐 정규 운영에 활용될 계획이다.

A new GOCI-II ground segment (G2GS) has been developed for the Geostationary Ocean Color Imager-II (GOCI-II) to be launched in 2020. This system incorporates the latest IT technology to provide high-performance computing, extensibility, and usability. The data throughput of the GOCI-II is expected to be 24 times larger than that of the GOCI. The existing sequential processing method, however, does not allow near-real-time data processing. In an attempt to achieve high-performance computing, a GPU-based parallel distributed processing approach was employed. To obtain extensibility, various support tools and frameworks have been developed. Finally, usability was achieved by introducing a standardized data retrieval system like REST API. The system also provides system operation environments (SOE) and data service environments (DSE) intended for system operators and data users, respectively. For the sake of algorithm development environment (ADE) for ocean color researchers, a technique for efficient parallel processing code generation has been proposed to improve productivity. We applied our technique to the atmospheric correction program for GOCI data as a case study and the achieved program’s performance was about 29.2 times faster. The reprocessing performance test confirmed that the data accumulated for past 10 days could be reprocessed within 16 hours. Lastly, the in-orbit test will be performed to assess the compliance of the system with operating requirements. Subsequently, G2GS will be used as a regular operating tool of the satellite.