CN112163827A - 一种卫星遥测智能服务系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种卫星遥测智能服务系统，属于卫星遥测智能处理与服务技术领域。本发明的系统由基础设施层、资源管理与服务层、应用层组成，包括了系统管理、资源中心、订单中心、遥测中心和轨道预报5大功能模块。本发明突破了传统卫星遥测资源和数据的组织管理方式，软件底层基于云基础设施和主流的数据存储技术实现对系统基础设施、海量异构遥测资源和数据、在线应用的统一管理，实现在线智能分析与服务。本发明可以实时地与卫星进行数据交互，并将有效的数据存储到数据库中，同时提供了一个操作平台，使用者通过访问浏览器登陆平台即可进行数据查询分析等各项操作。

Description

一种卫星遥测智能服务系统

技术领域

本发明涉及卫星遥测智能处理与服务技术领域，具体涉及一种卫星遥测智能服务系统。

背景技术

遥测遥控是在许多现代技术的基础上不断完善和发展起来的，虽然在经济、科研和军事等方面都有着广泛的应用，但仍有很多市场等待它去开发。在西部地区，利用遥测遥控技术就可以克服恶劣的工作和生活环境，方便经济的开发；环境污染的监测，高等级公路的监测管理，城市公用事业网监控管理等等，都是遥测遥控产业的广阔市场。

随着我国航天事业的快速发展，特别是空间基础设施建设的加速，我国的卫星工业也得到了巨大的发展。不仅在轨卫星的数量大幅增长，卫星的系列、型号也逐渐丰富，这就为卫星的遥测遥控提出了许多新的要求。

本申请发明人在实施本发明的过程中，发现现有技术的辅助系统，至少存在如下技术问题：

适应性不强，不可以灵活配置。

发明内容

本发明提出一种卫星遥测智能服务系统，用于解决或者至少部分解决现有技术中存在的适应性不强的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种卫星遥测智能服务系统，包括基础设施层、资源管理与服务层和应用层三层架构，其中，

基础设施层，用于将经过虚拟化的系统资源、服务器资源、日志资源以基础设施即服务的方式通过网络提供给资源管理与服务层进行使用和管理；

资源管理与服务层，基于数据库对各类卫星资源、地面站资源和规划结果资源进行统一管理，并提供订单的任务规划服务，其中，订单的任务规划服务为在一时间段内，针对卫星与地面站之间，执行线阵推扫或面阵凝视的任务；

应用层，基于资源管理与服务层的各类卫星资源，实现系统的卫星遥测功能，具体为将接收到的各类卫星-传输到系统中的经过转换后的遥测数据经过解调处理后还原成原始的遥测数据，并进行记录、查询与显示；基于资源管理与服务层的各类卫星资源和地面站资源，实现轨道预报功能，具体为：基于不同的卫星资源和地面站资源，生成对应的轨道预报内容，轨道预报内容包括卫星的速度、方位角、仰角、到地面站的距离、升起时间、降落时间以及是否会在地球表面形成阴影的轨道信息。

在一种实施方式中，所述系统还包括以下功能模块：

系统管理模块，部署在基础设施层，用于监控系统的运行概况和系统的服务器资源，提供各种日志分析服务，并支持用户管理和系统的菜单管理；

资源中心模块，部署在资源管理与服务层，用于注册各类卫星和地面站数据集，或者根据特定操作生成新增的规划结果数据集，按照数据集主题进行编目，通过构建索引，提供数据的浏览、检索和过滤功能，支持数据集的更新和注销服务功能，并对数据集进行批量管理以及表现管理；

订单中心模块，部署在资源管理与服务层，用于注册新的订单，提供订单的浏览、检索和过滤基本功能，对订单进行批量管理和表现管理，支持订单的更新、注销和任务规划服务功能，并实时浏览每个订单所对应的任务信息；

遥测中心模块，部署在应用层，用于提供卫星遥测数据的编码和明码检索功能，支持以折线图的形式动态展示卫星遥测中重要信息数据的变化情况；

轨道预报模块，部署在应用层，用于基于资源管理与服务层的相关资源和服务，提供卫星与地面站之间相关的卫星轨道信息，并支持轨道信息的定时更新功能。

在一种实施方式中，系统管理模块包括下列组件：

系统概况组件，用于统计系统的运行概况，包括数据量、服务请求数、用户访问量；

监控管理组件，用于监控和管理系统服务器的软硬件资源，包括CPU、数据库、Redis、网络、内存，支持各种监控任务的增删改查，并支持图表预览各监控项；

日志管理组件，用于提供用户日志、系统日志、错误日志以及调试日志的管理分析，支持日志查询与导出功能；

用户管理组件，用于支持系统用户进行注册、登录和修改密码的功能，并且支持管理员对用户信息和用户权限进行管理；

菜单管理组件，提供系统菜单注册、修改和注销功能，支持菜单图标、路径以及排序设置。

在一种实施方式中，资源中心模块包括下列组件：

资源目录组件，用于以主题目录的形式管理各种类型的资源数据，并支持对资源目录项进行增删改操作；

资源注册组件，用于支持通过填写相关的资源信息数据以注册新的资源，在特定资源目录下对注册的新的资源进行管理；

资源检索组件，用于支持通过预设规则以检索展示满足预设规则的资源信息；

资源更新组件，用于支持对系统中的已有资源进行编辑修改，并对数据库进行更新；

资源注销组件，用于对系统中的已有资源进行注销，其中，当资源被注销后数据库中的相关资源将会被删除；

资源批量管理组件，用于支持批量对资源的数据集进行操作；

资源表现管理组件，用于支持对资源的表现进行管理，包括支持自定义需要表现的资源信息。

在一种实施方式中，订单中心模块包括下列组件：

订单注册组件，用于支持填写相关的订单信息数据来注册新的订单；

订单检索组件，用于支持根据预设规则来快速检索特定的订单信息；

订单更新组件，用于支持编辑修改已有订单，其中，当订单被编辑修改后数据库中的订单信息也会相应更新；

订单注销组件，用于支持注销系统中的已有订单，同时删除数据库中的相关订单；

订单批量管理组件，用于支持对批量订单集进行操作；

订单表现管理组件，用于支持自定义管理订单的表现信息；

任务规划组件，用于对某一订单通过填写规划所需的相关信息生成规划任务；

任务查看组件，用于查看每个订单所对应的历史规划任务信息；

规划结果预览组件，用于-支持对每个规划任务的结果进行预览。

在一种实施方式中，遥测中心模块包括下列组件：

明码查询组件，用于查询显示某卫星遥测数据中经过解析后的明码信息；编码查询组件，默认为不显示编码信息，同时支持通过操作显示明码对应的编码信息；

特定查询组件，用于支持手动选取特定的参数名称来进行码的查询；

批量查询组件，用于在查询码的时候基于一定数量的参数来操作；

动态折线图组件，用于支持动态选择某卫星遥测数据中要展示的重要信息数据，其中，重要信息数据包括关于电压和温度的数据，以折线图的形式展示，并能够对折线图的时间轴进行滑动、放大缩小操作。

在一种实施方式中，轨道预报模块包括下列组件：

轨道信息组件，用于显示某卫星与某地面站之间的卫星轨道信息，包括卫星的速度、方位角、仰角、到地面站的距离、升起时间、降落时间以及是否会在地球表面形成阴影7个轨道信息；

定时更新组件，用于支持定时自动更新上述7个轨道信息。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

本发明突破了传统卫星遥测资源和数据的组织管理方式，以三层架构五大功能模块统一管理系统基础设施、遥测资源和数据、应用服务，支持海量、异构资源和数据的统一管理，应用层的遥测和轨道预报内容可以基于资源管理与服务层的卫星和地面站资源进行改变，且最底层的系统管理模块可以管理系统用户和菜单、以及各种系统资源，大大提高了系统的适应性，并且，本发明可以实时地与卫星进行数据交互，并将有效的数据存储到数据库中，同时提供了一个操作平台，使用者通过访问浏览器登陆平台即可进行数据查询分析等各项操作。

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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明实施例的总体实现架构图。

具体实施方式

本发明提供了一种卫星遥测智能服务系统，应用层的遥测和轨道预报内容可以基于资源管理与服务层的卫星和地面站资源进行改变，且最底层的系统管理模块可以管理系统用户和菜单、以及各种系统资源，大大提高了系统的适应性。并且软件底层基于云基础设施和主流的数据存储技术实现对海量、异构资源和数据的统一管理，实现在线智能分析与服务。

为了达到上述技术效果，本发明的主要构思如下：

提供一种卫星遥测智能服务系统，由基础设施层、资源管理与服务层、应用层组成，包括了系统管理、资源中心、订单中心、遥测中心和轨道预报5大功能模块。本发明突破了传统卫星遥测资源和数据的组织管理方式，软件底层基于云基础设施和主流的数据存储技术实现对系统基础设施、海量异构遥测资源和数据、在线应用的统一管理，实现在线智能分析与服务。本发明可以实时地与卫星进行数据交互，并将有效的数据存储到数据库中，同时提供了一个操作平台，使用者通过访问浏览器登陆平台即可进行数据查询分析等各项操作。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种卫星遥测智能服务系统，包括基础设施层、资源管理与服务层和应用层三层架构，其中，

基础设施层，用于将经过虚拟化的系统资源、服务器资源、日志资源以基础设施即服务的方式通过网络提供给资源管理与服务层进行使用和管理；

资源管理与服务层，基于数据库对各类卫星资源、地面站资源和规划结果资源进行统一管理，并提供订单的任务规划服务，其中，订单的任务规划服务为在一时间段内，针对卫星与地面站之间，执行线阵推扫或面阵凝视的任务；

应用层，基于资源管理与服务层的各类卫星资源，实现系统的卫星遥测功能，具体为将接收到的各类卫星传输到系统中的经过转换后的遥测数据经过解调处理后还原成原始的遥测数据，并进行记录、查询与显示；基于资源管理与服务层的各类卫星资源和地面站资源，实现轨道预报功能，具体为：基于不同的卫星资源和地面站资源，生成对应的轨道预报内容，轨道预报内容包括卫星的速度、方位角、仰角、到地面站的距离、升起时间、降落时间以及是否会在地球表面形成阴影的轨道信息。

具体来说，三层架构：(1)基础设施层，将经过OpenStack等私有云软件虚拟化的系统资源、服务器资源、日志资源等以基础设施即服务的方式通过网络提供给上层进行使用和管理；(2)资源管理与服务层，基于数据库对各类卫星资源、地面站资源和规划结果资源进行统一管理，并提供订单的任务规划服务；(3)应用层，基于资源管理与服务层的各类资源，实现系统的卫星遥测和轨道预报功能。

基础设施层的各种资源在系统中可视化后，即可对其进行使用和管理。各类卫星资源、地面站资源和规划结果资源可以预先获取或者实时获取。

在实现遥测功能时，卫星将遥测数据转换成无线电信号后通过远距离传输到地面站，地面站的遥测系统(本发明中的卫星遥测智能服务系统)将遥测数据经过解调处理后还原出原始的遥测数据，这些数据可在本系统中记录、查询与显示。需要说明的是，应用层接收到的遥测数据是各类卫星传输到系统中的经过转换后的遥测数据，应用层需要将其还原成原始的遥测数据。而卫星和地面站在系统中是可以基于资源管理与服务层的卫星和地面站资源进行选择，当卫星和地面站发生变化时，遥测的结果也会发生变化。

轨道预报功能，本申请中轨道预报包括以下7个内容：卫星的速度、方位角、仰角、到地面站的距离、升起时间、降落时间以及是否会在地球表面形成阴影等7个轨道信息，当卫星和地面站发生改变时，预报的轨道数据也会变化，而这些卫星和地面站都是由资源管理与服务层的资源提供的。

在一种实施方式中，所述系统还包括以下功能模块：

系统管理模块，部署在基础设施层，用于监控系统的运行概况和系统的服务器资源，提供各种日志分析服务，并支持用户管理和系统的菜单管理；

资源中心模块，部署在资源管理与服务层，用于注册各类卫星和地面站数据集，或者根据特定操作生成新增的规划结果数据集，按照数据集主题进行编目，通过构建索引，提供数据的浏览、检索和过滤功能，支持数据集的更新和注销服务功能，并对数据集进行批量管理以及表现管理；

订单中心模块，部署在资源管理与服务层，用于注册新的订单，提供订单的浏览、检索和过滤基本功能，对订单进行批量管理和表现管理，支持订单的更新、注销和任务规划服务功能，并实时浏览每个订单所对应的任务信息；

遥测中心模块，部署在应用层，用于提供卫星遥测数据的编码和明码检索功能，支持以折线图的形式动态展示卫星遥测中重要信息数据的变化情况；

轨道预报模块，部署在应用层，用于基于资源管理与服务层的相关资源和服务，提供卫星与地面站之间相关的卫星轨道信息，并支持轨道信息的定时更新功能。

如图1所示，本发明提供了一种卫星遥测智能服务系统，包括基础设施层、资源管理与服务层、应用层三层架构，以及系统管理、资源中心、订单中心、遥测中心和轨道预报五大功能模块。

具体实施过程中，系统管理模块可以使得能够及时发现问题、记录问题并为解决问题提供协助。

特定操作是指通过订单中心的“任务规划组件”来增加新的规划任务，待任务执行结束之后，会产生相应的规划结果数据。

规划结果数据包含编号、任务规划的执行情况，返回的消息，卫星，上传和下载地面站，指令上传时间，观测开始和结束时间，数传开始和结束时间。

在一种实施方式中，系统管理模块包括下列组件：

系统概况组件，用于统计系统的运行概况，包括数据量、服务请求数、用户访问量；

监控管理组件，用于监控和管理系统服务器的软硬件资源，包括CPU、数据库、Redis、网络、内存，支持各种监控任务的增删改查，并支持图表预览各监控项；

日志管理组件，用于提供用户日志、系统日志、错误日志以及调试日志的管理分析，支持日志查询与导出功能；

用户管理组件，用于支持系统用户进行注册、登录和修改密码的功能，并且支持管理员对用户信息和用户权限进行管理；

菜单管理组件，提供系统菜单注册、修改和注销功能，支持菜单图标、路径以及排序设置。

在一种实施方式中，资源中心模块包括下列组件：

资源目录组件，用于以主题目录的形式管理各种类型的资源数据，并支持对资源目录项进行增删改操作；

资源注册组件，用于支持通过填写相关的资源信息数据以注册新的资源，在特定资源目录下对注册的新的资源进行管理；

资源检索组件，用于支持通过预设规则以检索展示满足预设规则的资源信息；

资源更新组件，用于支持对系统中的已有资源进行编辑修改，并对数据库进行更新；

资源注销组件，用于对系统中的已有资源进行注销，其中，当资源被注销后数据库中的相关资源将会被删除；

资源批量管理组件，用于支持批量对资源的数据集进行操作；

资源表现管理组件，用于支持对资源的表现进行管理，包括支持自定义需要表现的资源信息。

具体来说，资源目录组件可以基于PostgreSQL/MySQL数据库的数据表支持对资源目录项进行增删改操作。资源注册组件中，通过填写相关的资源信息数据来注册新的资源后，PostgreSQL/MySQL数据库中的数据表也会相应地增加数据。

在一种实施方式中，订单中心模块包括下列组件：

订单注册组件，用于支持填写相关的订单信息数据来注册新的订单；

订单检索组件，用于支持根据预设规则来快速检索特定的订单信息；

订单更新组件，用于支持编辑修改已有订单，其中，当订单被编辑修改后，数据库中的订单信息也会相应更新；

订单注销组件，用于支持注销系统中的已有订单，同时删除数据库中的相关订单；

订单批量管理组件，用于支持对批量订单集进行操作；

订单表现管理组件，用于支持自定义管理订单的表现信息；

任务规划组件，用于对某一订单通过填写规划所需的相关信息生成规划任务；

任务查看组件，用于查看每个订单所对应的历史规划任务信息；

规划结果预览组件，用于支持对每个规划任务的结果进行预览。

具体来说，对某一订单可以是任意一个订单，当对某一订单通过填写规划所需的相关信息生成规划任务后，PostgreSQL/MySQL数据库的数据表也会增加新的任务数据。规划结果预览组件中，规划任务的结果可以为已经有规划结果，也可以为还没有规划结果。

在一种实施方式中，遥测中心模块包括下列组件：

明码查询组件，用于查询显示某卫星遥测数据中经过解析后的明码信息；

编码查询组件，默认为不显示编码信息，同时支持通过操作显示明码对应的编码信息；

特定查询组件，用于支持手动选取特定的参数名称来进行码的查询；

批量查询组件，用于在查询码的时候基于一定数量的参数来操作；

动态折线图组件，用于支持动态选择某卫星遥测中要展示的重要信息数据，其中，重要信息数据包括关于电压和温度的数据，以折线图的形式展示，并能够对折线图的时间轴进行滑动、放大缩小操作。

具体来说，展示的重要信息数据是反映卫星内部状态的重要参数，折线图的横纵坐标值都是变化的，由用户动态选择来决定，当对折线图进行操作后，折线图的范围也会相应发生变化。

在一种实施方式中，轨道预报模块包括下列组件：

轨道信息组件，用于显示某卫星与某地面站之间的卫星轨道信息，包括卫星的速度、方位角、仰角、到地面站的距离、升起时间、降落时间以及是否会在地球表面形成阴影7个轨道信息；

定时更新组件，用于支持定时自动更新上述7个轨道信息。

本发明的有益效果为：

(1)适应性强，应用层的遥测和轨道预报内容可以基于资源管理与服务层的卫星和地面站资源进行改变，且最底层的系统管理模块可以管理系统用户、菜单以及各种系统资源。

(2)没门槛，不复杂，不像传统软件，需要先安装才能够使用，且使用过程中可能还需要学习操作手册，本系统界面和功能设计都很简单，针对性比较强，使用起来不复杂，且是一种web系统，很灵活，可以跨平台使用。Web前端系统，不需要安装任何程序原件，只要有网络，即可通过浏览器进入系统进行使用。而且，系统的维护也比较简单，出现了任何问题，可以快速定位解决，这使得本系统更灵活，更方便，更易用。

本发明中所描述的具体实施的例子仅仅是对本发明的系统的举例说明。本发明所述技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施步骤做相应的修改或补充或变形(即采用类似的替代方式)，但是不会背离本发明的原理和实质或者超越所附权利要求书所定义的范围。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (7)

1.一种卫星遥测智能服务系统，其特征在于，包括基础设施层、资源管理与服务层和应用层三层架构，其中，

基础设施层，用于将经过虚拟化的系统资源、服务器资源、日志资源以基础设施即服务的方式通过网络提供给资源管理与服务层进行使用和管理；

资源管理与服务层，基于数据库对各类卫星资源、地面站资源和规划结果资源进行统一管理，并提供订单的任务规划服务，其中，订单的任务规划服务为在一时间段内，针对卫星与地面站之间，执行线阵推扫或面阵凝视的任务；

应用层，基于资源管理与服务层的各类卫星资源，实现系统的卫星遥测功能，具体为将接收到的各类卫星传输到系统中的经过转换后的遥测数据经过解调处理后还原成原始的遥测数据，并进行记录、查询与显示；基于资源管理与服务层的各类卫星资源和地面站资源，实现轨道预报功能，具体为：基于不同的卫星资源和地面站资源，生成对应的轨道预报内容，轨道预报内容包括卫星的速度、方位角、仰角、到地面站的距离、升起时间、降落时间以及是否会在地球表面形成阴影的轨道信息。

2.如权利要求1所述的卫星遥测智能服务系统，其特征在于，所述系统还包括以下功能模块：

系统管理模块，部署在基础设施层，用于监控系统的运行概况和系统的服务器资源，提供各种日志分析服务，并支持用户管理和系统的菜单管理；

资源中心模块，部署在资源管理与服务层，用于注册各类卫星和地面站数据集，或者根据特定操作生成新增的规划结果数据集，按照数据集主题进行编目，通过构建索引，提供数据的浏览、检索和过滤功能，支持数据集的更新和注销服务功能，并对数据集进行批量管理以及表现管理；

订单中心模块，部署在资源管理与服务层，用于注册新的订单，提供订单的浏览、检索和过滤基本功能，对订单进行批量管理和表现管理，支持订单的更新、注销和任务规划服务功能，并实时浏览每个订单所对应的任务信息；

遥测中心模块，部署在应用层，用于提供卫星遥测数据的编码和明码检索功能，支持以折线图的形式动态展示卫星遥测中重要信息数据的变化情况；

轨道预报模块，部署在应用层，用于基于资源管理与服务层的相关资源和服务，提供卫星与地面站之间相关的卫星轨道信息，并支持轨道信息的定时更新功能。

3.如权利要求2所述的卫星遥测智能服务系统，其特征在于，系统管理模块包括下列组件：

系统概况组件，用于统计系统的运行概况，包括数据量、服务请求数、用户访问量；

监控管理组件，用于监控和管理系统服务器的软硬件资源，包括CPU、数据库、Redis、网络、内存，支持各种监控任务的增删改查，并支持图表预览各监控项；

日志管理组件，用于提供用户日志、系统日志、错误日志以及调试日志的管理分析，支持日志查询与导出功能；

用户管理组件，用于支持系统用户进行注册、登录和修改密码的功能，并且支持管理员对用户信息和用户权限进行管理；

菜单管理组件，提供系统菜单注册、修改和注销功能，支持菜单图标、路径以及排序设置。

4.如权利要求2所述的卫星遥测智能服务系统，其特征在于，资源中心模块包括下列组件：

资源目录组件，用于以主题目录的形式管理各种类型的资源数据，并支持对资源目录项进行增删改操作；

资源注册组件，用于支持通过填写相关的资源信息数据以注册新的资源，在特定资源目录下对注册的新的资源进行管理；

资源检索组件，用于支持通过预设规则以检索展示满足预设规则的资源信息；

资源更新组件，用于支持对系统中的已有资源进行编辑修改，并对数据库进行更新；

资源注销组件，用于对系统中的已有资源进行注销，其中，当资源被注销后数据库中的相关资源将会被删除；

资源批量管理组件，用于支持批量对资源的数据集进行操作；

资源表现管理组件，用于支持对资源的表现进行管理，包括支持自定义需要表现的资源信息。

5.如权利要求2所述的卫星遥测智能服务系统，其特征在于，订单中心模块包括下列组件：

订单注册组件，用于支持填写相关的订单信息数据来注册新的订单；

订单检索组件，用于支持根据预设规则来快速检索特定的订单信息；

订单更新组件，用于支持编辑修改已有订单，其中，当订单被编辑修改后，数据库中的订单信息也会相应更新；

订单注销组件，用于支持注销系统中的已有订单，同时删除数据库中的相关订单；

订单批量管理组件，用于支持对批量订单集进行操作；

订单表现管理组件，用于支持自定义管理订单的表现信息；

任务规划组件，用于对某一订单通过填写规划所需的相关信息生成规划任务；

任务查看组件，用于查看每个订单所对应的历史规划任务信息；

规划结果预览组件，用于支持对每个规划任务的结果进行预览。

6.如权利要求2所述的卫星遥测智能服务系统，其特征在于，遥测中心模块包括下列组件：

明码查询组件，用于查询显示某卫星遥测数据中经过解析后的明码信息；

编码查询组件，默认为不显示编码信息，同时支持通过操作显示明码对应的编码信息；

特定查询组件，用于支持手动选取特定的参数名称来进行码的查询；

批量查询组件，用于在查询码的时候基于一定数量的参数来操作；

动态折线图组件，用于支持动态选择某卫星遥测数据中要展示的重要信息数据，其中，重要信息数据包括关于电压和温度的数据，以折线图的形式展示，并能够对折线图的时间轴进行滑动、放大缩小操作。

7.如权利要求2所述的卫星遥测智能服务系统，其特征在于，轨道预报模块包括下列组件：

轨道信息组件，用于显示某卫星与某地面站之间的卫星轨道信息，包括卫星的速度、方位角、仰角、到地面站的距离、升起时间、降落时间以及是否会在地球表面形成阴影7个轨道信息；

定时更新组件，用于支持定时自动更新上述7个轨道信息。

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