iGMAS数据中心同步机制与实时数据流优化算法研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jenny_408
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
国际GNSS监测评估系统(iGMAS)是对北斗卫星导航系统运行状况和主要性能指标进行监测和评估,生成高精度精密星历和卫星钟差、地球自转参数、跟踪站坐标和速率、全球电离层延迟等产品的开放信息平台。  iGMAS数据中心是iGMAS系统原始观测数据和各类产品的收集汇集点,也是分析中心、产品综合与服务中心、监测评估中心以及相关科研用户的数据提供者,在整个系统中处于中心节点的位置。数据中心的服务性能影响着iGMAS系统本身的建设,也关系着整个iGMAS系统的服务性能。  本文围绕提升iGMAS数据中心服务性能这一目标,深入研究了数据中心之间的文件同步机制、实时数据流解码算法以及实时数据流传输性能评估方法三个关键技术。在此基础上,结合iGMAS数据中心的特点,改进了适合iGMAS数据中心的优化机制和算法。并以实时数据流优化软件为工具,提出了一种实时数据流传输性能评估方法。最后利用iGMAS和MGEX的数据进行了ERP估计和分析。所做的工作具有重要的科学研究和实际应用意义。主要研究成果和内容包括:  1.阐述了GNSS数据中心在国内外的现状和发展趋势,分析了iGMAS系统对数据中心的需求,以及iGMAS数据中心亟待解决的几个问题,完成了软硬件平台和业务软件的总体设计。  2.研究了远程文件同步算法和实时数据流解码算法。包括Rsync算法、NTRIP协议、BKG NTRIP软件、RTCM3.1标准等。  3.提出了iGMAS数据中心之间数据同步机制。该机制逐步缩小遍历目录范围,计算差集并记录日志,采用动态规划均衡分配需要同步的数据,充分利用了通信链路,提高了同步效率。试验结果表明,假如某数据中心的网络分别中断15分钟、1小时和1天,则数据中心需要从另外两个数据中心分别同步文件的大小为5.1MB、27.4MB和887.3MB。采用该算法相比采用Rsync算法,同步时间分别缩短了1.661秒、106.048秒和3213.733秒。并且通过采用Paxos算法,实现数据中心分布式一致性、同步服务保活机制,保证三个数据中心之间进行可靠、高效、安全地同步文件。  4.优化了GNSS实时数据流解码算法。该算法优化了NTRIP Client的数据流解码算法和NTRIP Caster的用户认证策略,相比BKG的NTRIP软件处理效率有明显的提升,数据流传输时延显著减少。另外,采用BINEX数据流进行转码的方法,解决了当前Trimble接收机没有北斗RTCM格式实时数据流问题。  5.提出了一种实时数据流传输性能评估方法—“同源-反向法”。该方法既能对正在完善中的接收机实时数据流处理时延进行测评,又能对跟踪站网络条件进行预先测试,具有成本低、效率高的优点。根据实测和评估结果可以看出,采用RTCM SC-104传输实时数据流大大减小了网络传输压力,部分站采用互联网与采用专线传输的时延和丢包基本相当。就目前的互联网条件,实时数据流丢包很少,99.4%以上的数据包的时延在1秒以内,采用互联网能满足iGMAS、CORS、SBAS等系统对实时数据流的传输性能要求。在NTRIP软件中采用加密方案可以提高数据的安全、保密性,大大减少系统的运营成本。  6.基于iGMAS和MGEX网络的跟踪站数据,研究讨论利用GPS/BDS观测值测定地球自转参数的精度。得出初步结论:目前BDS单系统测站数据可用于地球自转参数的测定,确定ERP产品的精度与IGS的ERP超快速预报产品精度相当。随着中国BDS卫星星座的逐步完善以及测站数量和精度的提高,BDS测定ERP精度会更高。
其他文献
X射线双星是由一颗普通恒星和一颗致密星(中子星或黑洞)组成,根据光学伴星质量的大小可以将X射线双星分为大质量X射线双星和小质量X射线双星两类。致密星可以从伴星吸积物质并
学位
磁重联电流片中直流电场加速是太阳耀斑中粒子加速的主要机制之一。该理论认为,在磁重联X点附近的粒子可以被电场加速到高能并形成幂律形式的能谱。用试验粒子近似模拟直流电
本文对应用于SST的基于JPEG2000的图像压缩技术进行了研究。文章在对SST的观测数据以及压缩单元方案进行分析之后,给出了具体的压缩任务指标。针对指标,对JPEG2000做了可行性分
伽玛射线暴(简称伽玛暴)是来自宇宙空间的伽玛射线短时间内大爆发的现象。这种现象最初由美国的Vela军事卫星于1967年偶然发现。1973年,美国著名的ApJ杂志在其Letter上发表了V
太阳耀斑是最剧烈的太阳活动现象.通常认为,太阳大气各种活动现象的能量,都来源于磁场能量的释放和转化。各种太阳爆发现象与存储在磁场中的非势部分能量的快速释放过程有关。
纵观国内安全生产事故的影响,事故发生后对所属行业企业的停产整顿是对所属行业的最大影响,一个企业的事故在一定时期内直接影响了本地区本行业的经济发展。 Looking at the
太阳是一个巨大的磁等离子体,其间的一切现象和过程都受到太阳磁场的调控,同时,太阳磁场还通过冕洞区的开放的磁力线结构将其影响延伸到日地空间及整个日球区域,因此太阳磁场的研
软X射线暂现源和超大质量黑洞潮汐撕裂恒星事例的X射线闪耀,是X射线天空中变化最剧烈的天体之一;它们的光度可以在几十天之内变化几个量级。这两类源的X射线辐射都来自于致密
磁流体力学(MHD)激波是一种重要的物理现象,它广泛地存在于各种尺度的天体和天体物理环境中,它能有效地加速电子和离子。对MHD激波的研究有助于我们理解各种高能物理过程。日冕
中国科学院国家授时中心(NTSC)从2004年开始在原子钟和相关设备的配备方面有了较大改善,随着计算机自动控制技术的发展和守时系统中各种仪器设备的控制接口的完善,UTC(NTSC)