CN105049493A - 一种虚拟组网的分布式卫星数据服务系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟组网的分布式卫星数据服务系统，包括卫星虚拟组网模块，用于根据接收的卫星观测需求，生成组网规划方案，并对需要进行模拟协商的组网规划方案进行卫星规划协商；卫星数据源节点模块，部署于分布式卫星数据中心，用于与各卫星数据中心的数据存档和数据业务系统进行交互，对外提供一致化的数据服务接口；中心元数据库系统，用于对各个卫星数据中心进行同步和管理；资源管理模块，用于对分布式系统中的资源进行注册、更新和监控；系统门户模块，用于面向用户提供对组网观测的调用，实现对多卫星虚拟组网和分布式卫星数据源的一致查询和数据获取。本发明可有效提高多卫星中心之间的数据互操作和综合服务能力。

Description

一种虚拟组网的分布式卫星数据服务系统

技术领域

本发明涉及感卫星数据服务系统领域，具体来说，涉及一种虚拟组网的分布式卫星数据服务系统。

背景技术

随着遥感卫星数量的增加和应用日益广泛，多卫星、传感器的综合利用能有效提高观测的能力，然而目前卫星遥感数据存档和服务系统存在分布式异构的特征，从分布特性上来看，往往呈现地理上分布式存储于不同的卫星中心，这些卫星数据存档属于不同的机构所有，各自的管理和存储方式差异性就很大；在服务模式上，数据源对外提供的服务形式是不同的，有的基于传统查询获取模式，有的直接提供数据的存档访问，同时由于基于标准的不断变化，数据的访问接口也表现出了越来越大的异构性。在用户使用这些数据时，需要分布从不同的卫星中心下载这些卫星数据，这些问题为多卫星、多传感器的综合应用带来了困难。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种虚拟组网的分布式卫星数据服务系统，其可以有效提高多卫星、传感器的协同虚拟组网，提高多卫星中心之间的数据互操作和综合服务能力，为实现对地观测的综合数据服务设施提供技术方案。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种虚拟组网的分布式卫星数据服务系统，包括：

卫星虚拟组网模块，用于根据接收的卫星观测需求，生成组网规划方案，并对需要进行模拟协商的组网规划方案进行卫星规划协商；

卫星数据源节点模块，部署于分布式卫星数据中心，用于与各卫星数据中心的数据存档和数据业务系统进行交互，对外提供一致化的数据服务接口；

中心元数据库系统，用于对各个卫星数据中心进行同步和管理；

资源管理模块，用于对分布式系统中的资源进行注册、更新和监控；

系统门户模块，用于面向用户提供对组网观测的调用，实现对多卫星虚拟组网和分布式卫星数据源的一致查询和数据获取。

其中，所述卫星虚拟组网模块包括组网规划模块和组网协商模块，其中，

组网规划子模块，用于根据接收的卫星观测需求，生成与所述卫星观测需求对应的组网规划方案，其中，所述组网规划方案包括未来观测任务规划方案和当前存档卫星成像规划方案；

组网协商子模块，用于对未来观测任务规划方案启动卫星规划协商，确定组网方案合理性。

其中，所述卫星数据源节点模块包括节点管理子模块、一致化服务子模块和业务系统交互子模块，其中，

节点管理子模块，用于辅助节点管理员对节点进行对应操作，其中，所述对应操作包括数据服务发布操作、服务启动关闭操作、服务配置修改操作、数据访问记录操作、数据更新操作；

一致化服务子模块，用于对外提供一致化的服务接口，实现数据查询、数据获取、编目同步服务和组网观测服务；

业务交互子模块，用于实现一致化服务模块与各卫星数据中心业务系统的交互，完成数据节点服务器对业务系统的数据查询、数据获取、编目同步、组网观测任务的业务过程调用。

其中，所述中心元数据库系统用于建立多卫星数据源的统一中心元数据库，对中心元数据库与各卫星数据中心进行数据同步，实现全局的多源遥感卫星元数据库。

其中，所述资源管理模块用于实现系统组件的注册管理、资源和任务状态的监控、系统安全和用户分级管理，提供统一的服务注册功能。

此外，所述系统门户模块还用于用户的注册及管理，实现一致化数据获取界面，对数据订单进行管理，对分布式资源监控的结果进行显示。

本发明的有益效果：克服了目前卫星数据服务系统架构的不足，通过提出基于一种虚拟组网的分布式卫星数据服务系统，很好地实现了多卫星中心业务系统在架构上虚拟组网和一致化的对外服务；通过提供卫星虚拟组网观测功能，提供观测目标的卫星观测和数据组网获取方案，能够很好地为系统集成和综合应用服务，达到跨机构服务的能力；适用于广域网分布式卫星数据源的具备虚拟组网规划能力的分布式卫星数据服务系统，提供连接多卫星中心的分布式数据服务架构，形成具备组网观测和数据综合服务能力的地观测数据服务设施。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的虚拟组网的分布式卫星数据服务系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的虚拟组网的分布式卫星数据服务系统操作流程图；

图3是本发明实施例的卫星虚拟组网模块的结构示意图；

图4是本发明实施例的卫星数据源节点模块的结构示意图；

图5是本发明实施例的卫星数据源节点模块一致化数据服务调用流程图；

图6是本发明实施例的资源管理模块的结构示意图；

图7是本发明实施例的中心元数据库系统的结构示意图；

图8是本发明实施例的系统门户模块的结构示意图；

图9本发明实施例的虚拟组网的分布式卫星数据服务系统的系统部署示意框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种虚拟组网的分布式卫星数据服务系统。

如图1所示，根据本发明实施例的虚拟组网的分布式卫星数据服务系统包括：卫星虚拟组网模块、卫星数据源节点模块、资源管理模块和系统门户模块，中心元数据库系统。其中，卫星虚拟组网模块负责对组网观测进行规划和模拟，卫星数据源节点模块负责与各中心数据存档业务系统进行连接，资源管理模块为各模块提供分布式资源的注册和管理，保证系统的可扩展性，系统门户模块是对各模块的集成，服务相关模块的集成和调用。

如图2所示，本发明所述的虚拟组网的分布式卫星数据服务系统的调用流程，对其业务流程的描述如下：门户系统接收到外部任务单后，将外部任务单解析为组网观测全局任务单并将该任务单转换为观测规划内部任务单，并将任务单提交给组网观测规划模块；组网观测模块接收到观测规划内部任务单后，根据输入条件生成组网规划方案，包括对未来观测任务规划和目前存档卫星成像方案规划，对于未来观测规划方案启动卫星规划协商，来确定组网方案的合理性。在完成整个过程后将组网规划方案返回给门户模块；在门户模块收到组网规划方案后，生成数据任务全局单，对于存档产品的需求生成存档数据内部任务单；对于存档数据内部任务单，由数据节点模块从各卫星中心的业务系统中获取数据。

卫星虚拟组网模块结构框图如图3所示，通过两种方式获取用户输入条件：a)用户通过选择典型应用，利用典型应用分析获取卫星、传感器/模式、观测时间范围、地面观测区域以及方案约束条件等信息。b)用户从交互界面直接指定卫星、传感器/模式、观测时间范围、地面观测区域以及方案约束条件等信息；对获取的信息进行分析，组织成符合标准的文件传递给多星组网系统，并接收初步形成的多星组网观测规划方案；规划出的方案交由客户初步确认；将组网规划方案分解为相关卫星中心任务单，与各卫星中心进行协作，对成像方案进行洽商，并根据各中心的实际情况对成像方案进行调整；将调整后的案交给用户确认；如用户提对调整方案提出新的约束条件，则继续返回调整；如用户接受调整后的方案，则形成最终组网方案；将成像方案在系统中进行仿真推演；接收卫星中心观测状态并反馈给用户。

卫星数据源节点模块结构框图如图4所示，包括三个功能子模块：节点管理子模块、一致化服务子模块和业务系统交互子模块。节点管理子模块是各个卫星中心的节点管理员对其节点进行对应操作，包括了数据服务发布，服务启动关闭，服务配置修改，数据访问记录，更新数据到中心元数据库等功能；一致化服务子模块对外提供一致化的服务接口，实现数据查询、数据获取、目录（编目）同步服务和组网观测服务四个主要服务；业务系统交互子模块实现一致化服务模块与各卫星中心业务系统的交互，完成数据节点服务器对业务系统的数据查询、获取、编目、观测任务等的业务过程调用。

所述卫星数据源节点模块一致化数据服务模块的调用流程如图5所示，一致化服务模块是一个服务接口转换器，用于屏蔽各个卫星中心业务系统所提供服务的异构性，对外提供一致化的数据访问服务接口，由数据查询服务，数据获取服务，数据编目服务和组网观测服务组成。组网观测服务提供与各卫星中心的组网协商的接口。数据查询服务和数据获取服务多由应用用户发起，其消息传递机制是用户通过门户经过中心节点处理到达数据查询服务得到返回符合条件的数据元信息描述，系统根据任务单号获取附加的查询结果；在数据元信息中包含了数据的ID，用户得到元信息后可选择需要的数据ID，通过门户发送订单给对应的卫星中心数据节点数据获取服务以获得获取任务ID，再由ID得到数据的下载地址。

资源管理模块结构框图如图6所示，实现系统组件的注册管理、资源和任务状态的监控、系统安全和用户分级管理等功能，提供统一的服务注册功能,注册模块中提供服务的详细描述信息。包括：数据服务的类型、访问点、输入参数、输出参数、参数约束条件、服务品质信息等。

中心元数据库系统结构框图如图7所示，包括中心元数据库、样本数据库管理和中心数据节点三个功能模块。中心元数据库模块包括元数据存储规范、元数据入库与同步、元数据记录管理以及数据备份；为保证用户常用数据的获取效率，需要建立一个样本数据库，包含用户常用数据及其对应描述信息；中心数据节点在对外服务上其功能跟其他卫星中心分节点类似，包括数据查询、数据获取和数据编目功能，功能接口也一致，但对性能有更高的要求。

系统门户模块结构框图如图8所示，包括用户管理功能模块，一致化数据查询与获取界面功能模块，订单管理功能模块，资源状态监控界面功能模块，组网观测调用界面功能模块，后台管理功能模块。用户管理功能模块包括用户注册、用户登录、用户审批及用户授权等；一致化数据查询与获取界面功能模块包括多源遥感卫星数据选择框，地图范围显示等；订单管理功能处理用户提交的组网和数据获取的订单；资源状态监控界面功能模块提供对系统资源的监控界面；组网观测调用界面功能模块提供对虚拟组网部分的调用界面；后台管理功能模块提供对门户后台的管理。

所述虚拟组网的分布式卫星数据服务系统部署示意结构框图如图9所示，本系统为分布式的数据服务系统，系统包括卫星组网观测模块、数据源节点模块、资源管理模块、系统门户模块和中心元数据库。数据节点模块部署在各卫星中心并与各卫星中心业务数据系统通过内外连接，对外通过外网接入系统，中心部署中心元数据库、门户系统和资源管理模块。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过提出基于一种虚拟组网的分布式卫星数据服务系统，很好地实现了多卫星中心业务系统在架构上虚拟组网和一致化的对外服务；通过提供卫星虚拟组网观测功能，提供观测目标的卫星观测和数据组网获取方案，能够很好地为系统集成和综合应用服务，达到跨机构服务的能力；适用于广域网分布式卫星数据源的具备虚拟组网规划能力的分布式卫星数据服务系统，提供连接多卫星中心的分布式数据服务架构，形成具备组网观测和数据综合服务能力的地观测数据服务设施。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种虚拟组网的分布式卫星数据服务系统，其特征在于，包括：

卫星虚拟组网模块，用于根据接收的卫星观测需求，生成组网规划方案，并对需要进行模拟协商的组网规划方案进行卫星规划协商；

卫星数据源节点模块，部署于分布式卫星数据中心，用于与各卫星数据中心的数据存档和数据业务系统进行交互，对外提供一致化的数据服务接口；

中心元数据库系统，用于对各个卫星数据中心进行同步和管理；

资源管理模块，用于对分布式系统中的资源进行注册、更新和监控；

系统门户模块，用于面向用户提供对组网观测的调用，实现对多卫星虚拟组网和分布式卫星数据源的一致查询和数据获取。

2.根据权利要求1所述的虚拟组网的分布式卫星数据服务系统，其特征在于，所述卫星虚拟组网模块包括组网规划模块和组网协商模块，其中，

组网规划子模块，用于根据接收的卫星观测需求，生成与所述卫星观测需求对应的组网规划方案，其中，所述组网规划方案包括未来观测任务规划方案和当前存档卫星成像规划方案；

组网协商子模块，用于对未来观测任务规划方案启动卫星规划协商，确定组网方案合理性。

3.根据权利要求2所述的虚拟组网的分布式卫星数据服务系统，其特征在于，所述卫星数据源节点模块包括节点管理子模块、一致化服务子模块和业务系统交互子模块，其中，

节点管理子模块，用于辅助节点管理员对节点进行对应操作，其中，所述对应操作包括数据服务发布操作、服务启动关闭操作、服务配置修改操作、数据访问记录操作、数据更新操作；

一致化服务子模块，用于对外提供一致化的服务接口，实现数据查询、数据获取、编目同步服务和组网观测服务；

业务交互子模块，用于实现一致化服务模块与各卫星数据中心业务系统的交互，完成数据节点服务器对业务系统的数据查询、数据获取、编目同步、组网观测任务的业务过程调用。

4.根据权利要求3所述的虚拟组网的分布式卫星数据服务系统，其特征在于，所述中心元数据库系统用于建立多卫星数据源的统一中心元数据库，对中心元数据库与各卫星数据中心进行数据同步，实现全局的多源遥感卫星元数据库。

5.根据权利要求4所述的虚拟组网的分布式卫星数据服务系统，其特征在于，所述资源管理模块用于实现系统组件的注册管理、资源和任务状态的监控、系统安全和用户分级管理，提供统一的服务注册功能。

6.根据权利要求5所述的虚拟组网的分布式卫星数据服务功能，其特征在于，所述系统门户模块还用于用户的注册及管理，实现一致化数据获取界面，对数据订单进行管理，对分布式资源监控的结果进行显示。