[위성 데이터] GRACE-FO 데이터 다운로드(Linux, Level-1B)

 

GRACE-FO는 지구 중력을 구할 때 필요한 데이터를 수집하는 중요한 위성이다.
GRACE-FO에 관한 설명은 따로 작성해두었으니, 이 글을 다시 참고해보아야겠다. 

 

이제는 실전이다! 

GRACE-FO에서 제공하는 데이터를 직접 다운로드 받고 활용할 것이다. 

현재 Linux 서버를 사용하고 있어, 서버에서 스크립트를 실행한다. 

 

GRACE-FO 데이터 다운로드(Level 1) 

https://search.earthdata.nasa.gov/ (로그인) → 검색창에 'GRACE-FO Level-1' 검색 → A/B 데이터 선택 후 날짜 지정 → 다운로드 후 Download Script 탭에서 스크립트 다운로드 → 서버에 업로드 후 스크립트 실행 

 

 

GRACE-FO-Level-1B 데이터를 다운받는다. (GRACE-FO Level-1B Release version 4.0 from JPL in ASCII) 

 

 

왼쪽 페이지에서 가장 첫번째 Collections를 선택하면 우측과 같이 Start - End를 입력하는 창이 나온다. 여기서 하단의 'Download All' 파란색 버튼을 눌러보자. 

 

 

Download All버튼을 누르면 또 data 선택 창이 뜨는데 아무것도 바꾸지 않고 좌측 하단에 있는 파란색 Download Data 버튼을 누른다. 그럼 이제 Download Status가 뜨는데, 여기서 Download Script를 다운받기 

 

그럼 숫자로 시작하는 쉘 스크립트를 다운로드 받을 수 있다. 

 

#!/bin/bash

GREP_OPTIONS=''

cookiejar=$(mktemp cookies.XXXXXXXXXX)
netrc=$(mktemp netrc.XXXXXXXXXX)
chmod 0600 "$cookiejar" "$netrc"
function finish {
  rm -rf "$cookiejar" "$netrc"
}

trap finish EXIT
WGETRC="$wgetrc"

prompt_credentials() {
    echo "Enter your Earthdata Login or other provider supplied credentials"
    read -p "Username (eunju): " username
    username=${username:-myname}
    read -s -p "Password: " password
    echo "machine urs.earthdata.nasa.gov login $username password $password" >> $netrc
    echo
}

exit_with_error() {
    echo
    echo "Unable to Retrieve Data"
    echo
    echo $1
    echo
    echo "https://archive.podaac.earthdata.nasa.gov/podaac-ops-cumulus-protected/GRACEFO_L1B_ASCII_GRAV_JPL_RL04/gracefo_1B_2025-12-31_RL04.ascii.LRI.tgz"
    echo
    exit 1
}

prompt_credentials
  detect_app_approval() {
    approved=`curl -s -b "$cookiejar" -c "$cookiejar" -L --max-redirs 5 --netrc-file "$netrc" https://archive.podaac.earthdata.nasa.gov/podaac-ops-cumulus-protected/GRACEFO_L1B_ASCII_GRAV_JPL_RL04/gracefo_1B_2025-12-31_RL04.ascii.LRI.tgz -w '\n%{http_code}' | tail  -1`
    if [ "$approved" -ne "200" ] && [ "$approved" -ne "301" ] && [ "$approved" -ne "302" ]; then
        # User didn't approve the app. Direct users to approve the app in URS
        exit_with_error "Please ensure that you have authorized the remote application by visiting the link below "
    fi
}

 

대충 이렇게 생겼다. 이 스크립트에 실행 권한을 주고 (chmod 777 [스크립트 명]) 실행하면 원하는 데이터를 다운받을 수 있다. 

 

스크립트를 실행하고 데이터를 다운로드 받았다. 그럼 서버에 저장된 데이터를 찾을 수 있다. 쉘 스크립트가 저장되어 있으며 실행된 폴더에 데이터들이 저장된다. 

 

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GRACE-FO 데이터 구성 

 

다운받은 데이터를 보면 3가지 구성으로 되어있다. 

압축파일명	설명
LRI(Laser Ranging Interferometer)	레이저 거리 측정기
noLRI	레이저 데이터를 포함하지 않고, 기존의 K-Band(마이크로파) 측정 데이터만 포함된 파일, 일반적으로 K-Band데이터가 표준이므로 분석 목적에 따라 이 파일을 주로 사용함
ACX2(Accelerometer Data)	위성이 받는 가속도 데이터를 개선된 알고리즘으로 처리한 파일, 중력장 정밀도를 높이기 위해 추가된 고급 데이터셋

 

 

 

 

물론 압축 파일이라 이게 끝은 아니다 .. 

우리 연구실에서는 분석 목적으로 noLRI를 사용하므로 noLRI에 포함된 데이터 셋에 대해서 다루어보겠다. 

 

 

 

해당 데이터에 대한 설명은 GRACE-FO Level-1 Data Product에서 찾아볼 수 있다. 

 

데이터 명	의미	설명
ACC	Accelerometer	위성이 우주에서 받는 가속도를 X,Y,Z 축 별로 기록
ACT	Corrected Accelerometer	SRF에서 보정된 선형 가속도 데이터
AHK	ACC Housekeeping	시간 태그가 G
CLK	Receiver Clock	위성에 탑재된 시계의 오차 정보(GPST)
GNI	GNSS Navigation(Inertial)	정밀 궤도 결정(POD)에서의 위치와 속도를 관성계에서 기록
GNV	GNSS Navigation(ECEF)	정밀 궤도 결정(POD)에서의 위치와 속도를 회전계에서 기록
GPS	GPS Satellite Data	위성이 수신한 GPS 신호 데이터
IHK	Instrument Housekeeping	위성 전체 장비들의 일반적인 상태를 기록
IMU	Inertial Measurement Unit	위성의 자세 변화를 측정하는
KBR	K-Band Ranging	위성의 자세 변화를 측정하는 관성 측정 장치 데이터
MAG	Magnetometer	위성이 위치한 곳의 자기장 측정값
MAS	Masses	추진기 사용과 탱크 관측을 통한 위성과 탱크의 질량
SCA	Star Camera Assembly	관성 좌표계에서 SRF로의 회전 쿼터니언 형식으로 처리된 데이터
THR	Thruster	위성의 자세제어를 위해 추력기를 사용한 데이터
TIM	Time Offset	OBC(Onbroad Computer)를 수신기 시계와 매핑
TNK	Tank Data	위성 연료 탱크의 압력과 온도 센서 데이터
USO	Ultra-Stable Oscillator	POD의 기반이 되는 USO와 K-Band주파수 데이터

 

* qualflg: quality flag 

* SRF(Satellite Reference Frame): 위성 고정 좌표계 

* house keeping data: 핵심 목적(통신, 영상 촬영 등)을 수행하는 주 장치가 아닌 시스템이 정상적으로 작동하도록 돕는 보조적인 상태 관리 데이터(예: 전압, 온도, 압력)를 의미 

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GRACE-FO Level-1B 데이터 제품군은 위성의 위치(GNV), 자세(SCA), 거리(KBR), 가속도(ACT)를 조합하여 지구 중력장을 센티미터 단위의 정밀도로 산출하기 위한 기초 자료이다. 또한 House keeping data인 IHK(장비), AHK(가속도)와 시간 정밀도(USO, TIM)가 확보될 때, 데이터의 신뢰성을 알 수 있다.