Azure Orbital Ground Station

解決する課題

衛星を運用するには、衛星が上空を通過するタイミングで電波を送受信する地上局（アンテナ・無線設備）が必要です。自前で全世界に地上局を建てるのは莫大な設備投資と保守負担を伴います。Azure Orbital Ground Station は、その地上局をマネージドサービスとして提供し、こうした負担を解消します。

• アンテナや無線設備を自前で建設・保守せず、必要な通過時だけ地上局を借りられる
• 受信したデータをそのまま Azure 上に取り込み、ストレージや解析パイプラインへ直結できる
• 全世界に分散した地上局をAPI/ポータルから予約でき、運用を大幅に簡素化できる

主要概念と用語

• Ground Station（地上局）: 衛星と電波を送受信するアンテナと無線設備を備えた拠点。Azure が運用し、利用者は通過時にこれを借りる
• Spacecraft（宇宙機）: 通信対象となる衛星を表すリソース。NORAD ID や周波数・リンク方向などの諸元を登録して定義する
• Contact（コンタクト）: 衛星が地上局の上空を通過し、通信できる一回の機会。利用は基本的にこのコンタクト単位で予約する
• Contact Profile（コンタクトプロファイル）: 変調方式・帯域・周波数・データ送出先など、コンタクト時に使う通信設定をまとめたテンプレート
• アップリンク / ダウンリンク: 地上局から衛星への送信がアップリンク、衛星から地上局への受信がダウンリンク
• TLE（Two-Line Element）: 衛星の軌道要素。通過時刻の算出に使われ、コンタクトの予約可否を決める基礎情報になる
• パートナー地上局: Microsoft 自社局に加え、提携事業者のアンテナネットワークを同じ仕組みから利用できる形態もある

仕様・制限・クォータ

• 利用はコンタクト（通過）単位が基本で、通過は数分程度と短く、衛星の軌道に従って機会が決まる
• 対応する周波数帯（バンド）や変調方式には範囲があり、宇宙機の諸元と合致している必要がある
• 登録できる Spacecraft 数や同時予約できるコンタクト数にはサブスクリプション単位の上限があり、引き上げ申請が可能な場合がある
• 新しい衛星を登録する際は、適切な**周波数利用の許認可（オーソライゼーション）**が前提となる
• 地上局の地理的な配置により、対象衛星の軌道との組み合わせで予約可能な通過の数や品質が変わる

内部の仕組み

Azure Orbital は、世界各地の地上局アンテナと Azure リージョンを内部ネットワークで結び、衛星から受信したデータを利用者の Azure リソースへ届けます。

• 利用者は Spacecraft と Contact Profile を定義し、衛星の軌道情報をもとに通過時刻を求めてコンタクトを予約する
• 予約された通過の時刻になると、地上局のアンテナが衛星を追尾し、プロファイルの設定どおりにアップリンク/ダウンリンクを行う
• ダウンリンクで受信した信号は復調・処理され、仮想ネットワーク経由で利用者のエンドポイント（VM やデータ取り込み先）へ流し込まれる
• 取り込んだデータは Azure 上でストレージや解析サービスへ連携でき、地上設備からクラウドまでが一本の経路でつながる

設計パターン / ベストプラクティス

• コンタクトの自動予約: 軌道に応じた通過は周期的に発生するため、予約・受信・後処理をAPI でパイプライン化して取りこぼしを防ぐ
• 受信側の常時待機: 通過は短時間なので、データ受信エンドポイントを事前にスケールアウトしておき、開始直後から取り込める状態にする
• 冗長な地上局の活用: 重要な通過は複数の地上局やパートナー局を候補にし、単一拠点の障害や天候の影響を緩和する
• 取り込みと解析の分離: まず生データを確実に保存し、重い解析は非同期で後段に回すことで通過時間中の処理を軽くする

運用・監視

• コンタクトごとの成功/失敗、受信品質、データ量を記録し、取りこぼした通過がないかを継続的に確認する
• 地上局からデータ取り込み先までのネットワーク経路の健全性（到達性・スループット）を監視する
• 予約済みコンタクトのスケジュールと実行結果を突き合わせ、追尾失敗やリンク不良を早期に検知する
• Azure Monitor のメトリックやログと連携し、通過直前のリソース準備状況をアラート化しておく

コスト

セキュリティ

• 衛星の登録には周波数利用の許認可が前提で、正当な運用であることが求められる
• ダウンリンクデータは仮想ネットワーク内のエンドポイントへ届くため、ネットワーク分離とアクセス制御を設計する
• 地上局やリソースの操作は Azure RBAC で最小権限に絞り、コンタクト予約や設定変更の権限を限定する
• 取得した観測データは保存時の暗号化とアクセス制御を適用し、機微なデータの取り扱いを統制する

関連サービス・比較

衛星データの取得という領域で最も近いのは AWS の Ground Station です。どちらも地上局をサービス化し、取得データを自社クラウドの解析基盤へつなげる点で位置づけが共通します。

ハンズオン / CLI例

# リソースグループを作成
az group create --name demo-rg --location japaneast

# 宇宙機（衛星）リソースを登録（NORAD ID と軌道要素を指定）
az orbital spacecraft create \
  --resource-group demo-rg \
  --name demo-spacecraft \
  --location japaneast \
  --norad-id 12345 \
  --title-line "DEMO-SAT" \
  --tle-line1 "1 12345U ..." \
  --tle-line2 "2 12345 ..."

# 登録した宇宙機の状態（許認可など）を確認
az orbital spacecraft show \
  --resource-group demo-rg \
  --name demo-spacecraft \
  --query "{name: name, noradId: noradId, authorization: authorizationStatus}"

# 利用可能な通過（コンタクト機会）を一覧して予約計画に使う
az orbital spacecraft list-available-contacts \
  --resource-group demo-rg \
  --spacecraft-name demo-spacecraft \
  --contact-profile demo-profile \
  --ground-station-name demo-station \
  --start-time "2026-06-28T00:00:00Z" \
  --end-time "2026-06-29T00:00:00Z"