空间科学卫星数据快速处理方法

针对卫星获取的大规模数据进行快速数据处理一直是空间信息处理系统建设中的关键。面对空间科学卫星全天候观测、探测载荷类型多、处理算法多样带来的数据处理难题,现有基于CCSDS标准格式的数据分析方法,难以满足目前在轨的多颗空间科学卫星数据处理系统在正确性和时效性方面的要求。针对空间科学卫星探测数据处理特点,提出了一种空间科学数据快速处理方法,设计两层联合索引结构,将空间科学大数据处理问题转化为索引表和源包数据单元的处理问题,提高了数据处理效率;采用科学工作流技术设计了数据驱动和业务驱动协同的处理框架,支持多样化的空间科学卫星数据处理流程,各类载荷数据处理任务并行调度。实验结果表明,这种方法处理速度可扩展,内存使用较少,已应用于空间科学卫星地面系统中,取得了良好的效果。     

基于流式计算的空间科学卫星数据实时处理

针对空间科学卫星探测数据的实时处理要求越来越高的问题,提出一种基于流计算框架的空间科学卫星数据实时处理方法。首先,根据空间科学卫星数据处理特点对数据流进行抽象分析;然后,对各处理单元的输入输出数据结构进行重新定义;最后,基于流计算框架Storm设计数据流处理并行结构,以适应大规模数据并行处理和分布式计算的要求。对应用该方法开发的空间科学卫星数据处理系统进行测试分析,测试结果显示,在相同条件下数据处理时间比原有系统缩短了一半;数据局部性策略比轮询策略具有更高的吞吐率,数据元组吞吐率平均提高29%。可见采用流式计算框架能够大幅缩短数据处理延迟,提高空间科学卫星数据处理系统的实时性。     

分布式卫星系统仿真支撑框架设计

分布式卫星系统是卫星技术发展的一个重要方向,但分布式卫星系统的复杂性也给传统的仿真技术提出了挑战.为降低仿真开发的难度,为分布式卫星系统仿真从模捌建立、仿真定义到仿真运行设计了支撑软件框架.基于支持实时分布式条件下通信的数据分发服务实现.并定义了进程间和进程内两层仿真支撑框架,使得可以根据仿真成员的特性灵活布置仿真成员.提高分布式仿真的计算效率.分布式卫星系统仿真支撑框架提高了仿真开发的灵活性和效率,并能满足分布式卫星系统仿真在仿真成员互操作性和可重用性方面的需求.     

基于GBDT的卫星工程参数异常检测

卫星及其载荷的在轨运行异常诊断是卫星高效安全运行的重要支持,发展智能、高效的卫星异常检测方法,是卫星地面系统的研究焦点之一.在我国空间科学先导专项系列卫星任务的应用背景下,根据空间科学卫星的数据特性与异常形态,基于梯度提升决策树(gradient boosting decision tree,GBDT)原理构建卫星工程...     

平流层气球吊篮及姿态控制系统设计

平流层气球测量测试与通信技术目前在国际上处于研究热点状态,平流层气球与卫星及其它空间飞行器相比,具有成本低、寿命长、风险小等优点,在一定程度可取代成本高昂的卫星和空间飞行器,用于通信领域和空间科学研究领域,具有十分广阔的应用前景。本文结合平流层空气球吊篮及姿态控制系统的研制,对球载控制系统与地面中心站及各节点机组成的异构分布式系统数据通信网络以及监测系统软件的设计方法进行了介绍,并陈述了在LabWindows/CVI开发环境下开发测控应用程序所须注意的问题。     

基于ArcSDE与WebGIS的卫星数据管理与检索系统研究与实现

针对遥感卫星数据的特点,研究了遥感卫星数据管理和检索的各项关键技术,然后提出了使用ArcSDE与Oracle对卫星数据进行管理,实现了卫星数据的空间化。在此基础上采用J2EE技术,设计并实现了一个基于WebGIS的卫星数据检索系统。     

基于三维地球的多源空间科学数据可视化管理系统的设计与实现

如何高效地组织和管理日益增长的多源海量空间科学数据、提高数据的可用性和易用性,是空间科学目前需要重点解决的技术问题。在充分分析现有空间科学数据管理技术和数据特点的基础上,提出了一种有效的系统架构,研究并利用空间关系数据库及分布式数据库技术,实现了海量异构数据的高效存储、检索与定位;研究基于三维数字地球的多层次细节展示方法、三维数据剪裁、多线程并行加载等关键技术,提高了空间科学数据的集成可视化显示与应用效率。最后设计并集成了多源空间科学数据可视化组织与管理系统,在实际工程应用中验证了设计的合理性与有效性。     

基于C/S结构的可监视遥感数据存档系统

介绍了一个卫星遥感数据自动存档系统,包含产品数据自动获取、元数据提取、产品数据归档、元数据编目入库以及过程监视五个子模块.本系统采用以数据库为Server端,各个子模块为Client端的C/S结构.各子模块相互独立、松散耦合,通过灵活使用配置文件,实现系统分布式管理,提高了系统的可维护性和可扩展性.过程监视子模块提供了可视化的界面对存档过程进行实时监视.本系统已经成功应用于海洋一号卫星遥感数据存档过程中,同时对于同类卫星数据也有很好的适用性.     

卫星群分布式技术的研究与实现

随着航天技术的发展,越来越多的信息需在星上处理,卫星群分布式技术已成为近年来研究的热点. 与地面环境不同,卫星受到体积、功耗、空间辐射等条件的限制,在卫星群建立分布式环境需掌握架构设计、操作系统、资源管理等关键技术. 针对以上问题,本文先研究卫星群分布式计算与存储架构、其次研究卫星群分布式资源监控的实现过程,最后通过卫星群验证系统证明其可行性与优越性.     

HXMT-1卫星时间同步系统设计

硬X射线调制望远镜（Hard X-ray Modulation Telescope ,简称HXMT）卫星是国内首颗空间天文卫星,用于实现宽波段、大视场X射线巡天观测和成像。为实现高灵敏度、高分辨率的空间X射线成像,满足卫星平台和有效载荷对高精度卫星时间同步的需求,设计了适用于空间科学试验卫星的卫星时间同步系统,包括一般精度时间和高精度时间同步,通过GPS校时、遥控校时、星时总线广播和GPS硬件秒脉冲输出等多种方式对卫星时间进行维护。文章在对时间同步系统进行详细介绍的同时,结合星地测控对接试验结果和卫星在轨测试结果,对卫星时间同步系统的应用情况进行了说明。