CN116609801A - 一种基站观测数据主备服务系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基站观测数据主备服务系统及方法。所述系统包括：数据接入集群，系统调度集群，消息中间件集群；每个数据接入集群用于实时接收每个基站上报的卫星观测数据，计算表征观测数据质量的基站状态数据，并将数据接入主集群接收的观测数据发送至消息中间件集群；系统调度集群用于基于每个数据接入集群发送的基站状态数据，评选出数据质量最好的数据接入集群作为数据接入主集群；消息中间件集群用于接收数据接入主集群发送的观测数据并进行分发。本发明通过设置多个数据接入集群，并从中评选出观测数据质量最好的数据接入主集群，将数据接入主集群的观测数据发送至消息中间件集群，提高了观测数据质量。

Description

一种基站观测数据主备服务系统及方法

技术领域

本发明属于数据通信技术领域，具体涉及一种基站观测数据主备服务系统及方法。

背景技术

全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)能够提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务，已广泛应用于交通、农业、渔业、应急救援、大众应用等领域，为国家经济建设和社会发展发挥了重要作用。卫星导航定位基准站(以下简称“基站”)，是指对卫星导航信号进行长期连续观测，并通过通信设施将观测数据实时或者定时传送至数据中心的地面固定观测站。基站将实时观测数据传输至数据中心。数据中心一般采用网络RTK、PPP服务数据生产算法，处理基站的实时观测数据，基于基站的坐标生产网络RTK服务数据、PPP产品数据。因此，基站传输至数据中心的数据质量对于提高导航定位精度至关重要。而目前的基站观测数据质量还不够理想，比如数据有效率和数据有效时长低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基站观测数据主备服务系统及方法，以提高基站观测数据质量，保障基站观测数据传输过程中或数据接入服务出现故障时，不会出现长时数据中断情况。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

第一方面，本发明提供一种基站观测数据主备服务系统，包括：数据接入集群，系统调度集群，消息中间件集群；每个数据接入集群用于实时接收每个基站上报的卫星观测数据，计算表征观测数据质量的基站状态数据，并将数据接入主集群接收的观测数据发送至消息中间件集群；系统调度集群用于基于每个数据接入集群发送的基站状态数据，评选出数据质量最好的数据接入集群作为数据接入主集群；消息中间件集群用于接收数据接入主集群发送的观测数据并进行分发。

进一步地，所述数据接入集群包括接入层和数据接入服务节点，其中，

接入层，用于通过进行负载均衡把基站观测数据分配到各个数据接入服务节点；

数据接入服务节点，用于实时统计节点内基站状态数据，并将所述基站状态数据发送到系统调度集群；从系统调度集群实时获取数据接入主集群信息，并将所述信息缓存到当前节点进程内；当数据接入服务节点收到基站观测数据时，基于所述信息判断当前服务节点所在集群是否为数据接入服务主集群，若是，将收到的基站观测数据发送到消息中间件集群；否则，丢弃所述基站观测数据。

进一步地，所述基站状态数据至少包括：上线时间，在线时长，数据延迟，数据丢包数量。

进一步地，所述系统调度集群包括主节点和从节点，主节点除了与从节点一起用于调度服务外，还基于基站状态数据从数据接入集群中评选出数据接入主集群。

进一步地，所述系统调度集群基于基站数据延迟评选数据接入主集群，评选方法包括：

分别计算每个数据接入集群针对同一数据的基站数据延迟的均值；

选取基站数据延迟均值最小的数据接入集群为数据接入主集群。

进一步地，所述系统调度集群基于基站数据丢包数量评选数据接入主集群，评选方法包括：

分别计算每个数据接入集群针对同一数据的基站数据丢包数量的均值；

选取基站数据丢包数量均值最小的数据接入集群为数据接入主集群。

进一步地，所述系统调度集群基于基站在线数量评选数据接入主集群，评选方法包括：

分别统计每个数据接入集群针对同一数据的基站在线数量；

计算基站在线数量最大值与当前数据接入主集群的基站在线数量的差值；

若所述差值超过设定的阈值，选取所述最大值对应的数据接入集群为数据接入主集群；否则当前数据接入主集群不变。

进一步地，所述系统调度集群基于基站在线数量评选数据接入主集群，评选方法包括：

分别统计每个数据接入集群针对同一数据的基站在线数量；

计算当前数据接入主集群的基站在线数量与上一次统计的基站在线数量的差值；

若所述差值小于0且其绝对值超过设定的阈值，选取基站在线数量最多的数据接入集群为数据接入主集群；否则当前数据接入主集群不变。

进一步地，所述系统还包括共享缓存集群，用于为系统调度集群提供数据缓存共享。

第二方面，本发明提供一种应用所述系统进行基站观测数据主备服务的方法，包括以下步骤：

每个数据接入集群实时接收每个基站上报的卫星观测数据，计算表征观测数据质量的基站状态数据，并将所述基站状态数据发送到系统调度集群；

系统调度集群基于每个数据接入集群发送的基站状态数据，评选出数据质量最好的数据接入集群作为数据接入主集群；

数据接入集群将数据接入主集群接收的观测数据发送至消息中间件集群；

消息中间件集群接收数据接入主集群发送的观测数据并进行分发。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果。

本发明通过设置数据接入集群、系统调度集群和消息中间件集群，每个数据接入集群实时接收每个基站上报的卫星观测数据，计算表征观测数据质量的基站状态数据，并将所述基站状态数据发送到系统调度集群，系统调度集群基于每个数据接入集群发送的基站状态数据，评选出数据质量最好的数据接入集群作为数据接入主集群，数据接入集群将数据接入主集群接收的观测数据发送至消息中间件集群，消息中间件集群接收数据接入主集群发送的观测数据并进行分发，实现了卫星观测数据的高质量收发。本发明通过设置多个数据接入集群，并从中评选出观测数据质量最好的数据接入主集群，将数据接入主集群的观测数据发送至消息中间件集群，提高了观测数据质量，能够保障基站观测数据传输过程中或数据接入服务出现故障时，不会出现长时数据中断情况。

附图说明

图1为本发明实施例一种基站观测数据主备服务系统的组成框图。图中，1-数据接入集群，2-系统调度集群，3-消息中间件集群。

图2为另一实施例的系统架构示意图。

图3为另一实施例的系统硬件结构示意图。

图4为本发明实施例一种应用所述系统进行基站观测数据主备服务的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一种基站观测数据主备服务系统的组成框图，包括：数据接入集群1，系统调度集群2，消息中间件集群3；每个数据接入集群1用于实时接收每个基站上报的卫星观测数据，计算表征观测数据质量的基站状态数据，并将数据接入主集群接收的观测数据发送至消息中间件集群3；系统调度集群2用于基于每个数据接入集群1发送的基站状态数据，评选出数据质量最好的数据接入集群1作为数据接入主集群；消息中间件集群3用于接收数据接入主集群发送的观测数据并进行分发。

本实施例中，所述系统主要由数据接入集群1、系统调度集群2和消息中间件集群3组成，如图1所示。每个集群的硬件设备主要由不同用处的多个服务器组成，如图2、3所示。下面分别对每个集群的功用原理分别进行介绍。

数据接入集群1，主要用于接收全国各地的基站发送的卫星观测数据，并在系统调度集群2控制下向消息中间件集群3发送观测数据。与现有技术不同的是，本实施例只将观测数据质量最好的数据接入主集群(由系统调度集群2评选)的观测数据发送至消息中间件集群3。为了配合系统调度集群2评选出数据接入主集群，每个数据接入集群1还要计算集群内基站的状态数据，所述状态数据主要是一些能够表征观测数据质量好坏的指标，如数据延迟、数据丢包数量等，并将所述状态数据发送到系统调度集群2。每个基站通过一条数据链路与一个数据接入集群1连接，通过多条数据链路与多个数据接入集群1连接。实际应用中，由于硬件限制每个基站最多可通过6条数据链路分别与6个数据接入集群1连接。数据链路可采用不同营运商的网络，如移动、电信、联通，可提高数据传输的可靠性。

系统调度集群2，主要用于实现数据接入集群1的主备调度。具体地，系统调度集群2通过实时接收每个数据接入集群1发送的基站状态数据，基于所述基站状态数据，按照一定的调度策略从多个数据接入集群1中评选出数据接入主集群。所述调度策略是指通过对比每个数据接入集群1的某项或多项表征观测数据质量好坏的指标参数(如数据延迟)的大小，将观测数据质量最好的数据接入集群1评选为数据接入主集群。后面的实施例将给出根据调度策略评选数据接入主集群的几种具体的技术方案。

消息中间件集群3，是基站观测数据收集中心，主要用于基站观测数据的收集、分发。本实施例中，消息中间件集群3主要是用来接收数据接入主集群发送来的观测数据，并进行分发。

本实施例通过设置多个数据接入集群1和系统调度集群2，由系统调度集群2从多个数据接入集群1中评选出观测数据质量最好的数据接入主集群，将数据接入主集群的观测数据发送至消息中间件集群3，提高了观测数据质量，能够保障基站观测数据传输过程中或数据接入服务出现故障时，不会出现长时数据中断情况。

作为一可选实施例，所述数据接入集群1包括接入层和数据接入服务节点，其中，

接入层，用于通过进行负载均衡把基站观测数据分配到各个数据接入服务节点；

数据接入服务节点，用于实时统计节点内基站状态数据，并将所述基站状态数据发送到系统调度集群2；从系统调度集群2实时获取数据接入主集群信息，并将所述信息缓存到当前节点进程内；当数据接入服务节点收到基站观测数据时，基于所述信息判断当前服务节点所在集群是否为数据接入服务主集群，若是，将收到的基站观测数据发送到消息中间件集群3；否则，丢弃所述基站观测数据。

本实施例给出了数据接入集群1的结构。本实施例的数据接入集群1主要由接入层(LVS)和数据接入服务节点组成，如图2、3所示。基站观测数据首先进入数据接入集群1的接入层LVS进行负载均衡，由接入层把基站观测数据分配到数据接入集群1的各个数据接入服务节点。数据接入服务节点的用处是实时统计节点内的基站状态数据，并将所述基站状态数据发送到系统调度集群2。数据接入服务节点还用于根据从系统调度集群2获取的数据接入主集群信息，判断其所在的集群是否为数据接入服务主集群，如果所在集群是主集群，则将其收到的基站观测数据发送到数据到消息中间件集群3；如果所在集群不是主集群，丢弃所述基站观测数据。

作为一可选实施例，所述基站状态数据至少包括：上线时间，在线时长，数据延迟，数据丢包数量。

本实施例给出了基站状态数据的具体内容。本实施例中，基站状态数据包括基站上线时间、在线时长、数据延迟和数据丢包数量等。除此之外，基站状态数据还可以包括基站上传观测数据量、链路远程IP、链路远程端口和链路延迟等。

作为一可选实施例，所述系统调度集群2包括主节点和从节点，主节点除了与从节点一起用于调度服务外，还基于基站状态数据从数据接入集群1中评选出数据接入主集群。

本实施例给出了系统调度集群2的结构。本实施例的系统调度集群2包括主、从两种节点。两种节点都用于调度服务外，不同的是主节点还负责数据接入主集群的评选，即通过比较每个数据接入集群1的基站状态数据，从数据接入集群1中评选出数据接入主集群。

作为一可选实施例，所述系统调度集群2基于基站数据延迟评选数据接入主集群，评选方法包括：

分别计算每个数据接入集群1针对同一数据的基站数据延迟的均值；

选取基站数据延迟均值最小的数据接入集群1为数据接入主集群。

本实施例给出了根据基站数据延迟评选数据接入主集群的技术方案。本实施例根据基站数据延迟评选主集群是调度策略之一。数据延迟是基站观测数据到达数据接入集群1的时间与基准站观测时间的差。全国各个地区每个基站通过地区网络(数据链路)上报卫星观测数据时会产生数据传输延迟，服务器进行数据处理时会产生数据处理延迟，两个延迟的叠加为单个基站数据延迟。数据上传网络一般采用电信、移动、联通三种网络光纤专线，所以基站的数据延迟更多的出现在不同地区三个电信运营商网络延迟上，为了提供更低的延迟数据，从而提出了基于数据延迟调度策略。同一个集群内存在几千个基站，对每个基站的数据延迟数值取均值得到当前数据接入集群1的整体数据延迟；通过对比不同集群的数据延迟，选择数据延迟最低的集群作为主集群提供数据收集服务，其他集群只收集基站观测数据，不提供最终用户服务。

作为一可选实施例，所述系统调度集群2基于基站数据丢包数量评选数据接入主集群，评选方法包括：

分别计算每个数据接入集群1针对同一数据的基站数据丢包数量的均值；

选取基站数据丢包数量均值最小的数据接入集群1为数据接入主集群。

本实施例给出了根据基站数据丢包数量评选数据接入主集群的技术方案。本实施例根据基站数据丢包数量评选主集群也是调度策略之一。由于网络传输产生的丢包或数据处理错误产生的数据丢失，会影响基站观测数据最终的数据质量，因此使同一个数据接入集群1与很多个(可达几千个)基站连接，对集群内所有基站数据丢包数量取均值作为当前集群的整体数据丢包量，通过对比不同集群的整体数据丢包量，选取数据丢包数量最少的集群作为主集群提供数据收集服务，其它集群只收集基站观测数据，不提供最终用户服务。

作为一可选实施例，所述系统调度集群2基于基站在线数量评选数据接入主集群，评选方法包括：

分别统计每个数据接入集群1针对同一数据的基站在线数量；

计算基站在线数量最大值与当前数据接入主集群的基站在线数量的差值；

若所述差值超过设定的阈值，选取所述最大值对应的数据接入集群1为数据接入主集群；否则当前数据接入主集群不变。

本实施例给出了根据基站在线数量评选数据接入主集群的一种技术方案。本实施例根据基站在线数量评选主集群是第三种调度策略。全国各地的基站因各种原因会存在某一路数据重复创建新链路，如硬件嵌入式程序BUG、ping延迟过大、网络通信故障等导致链路经常重新链接或者失联。重新链接就代表基站重新上线，失联就代表基站离线。这种情况有时在联通表现频繁，有时在移动、电信表现频繁，这种情况会导致基站观测数据质量很差，完全无法使用。因此同一个数据接入集群1与很多个(可达几千个)基站连接，以基站在线数量作为当前集群的整体在线数据，并计算其它集群基站在线数量与当前主集群基站在线数量的差值，若所述差值的最大值没有超过设定的阈值，则主集群不变；否则选择基站在线数量最多的集群作为主集群提供数据收集服务，其它集群只收集基站观测数据，不提供最终用户服务。本实施例通过设置差值阈值，可使主集群相对稳定，减少因基站上下线导致的主集群频繁切换。

作为一可选实施例，所述系统调度集群2基于基站在线数量评选数据接入主集群，评选方法包括：

分别统计每个数据接入集群1针对同一数据的基站在线数量；

计算当前数据接入主集群的基站在线数量与上一次统计的基站在线数量的差值；

若所述差值小于0且其绝对值超过设定的阈值，选取基站在线数量最多的数据接入集群1为数据接入主集群；否则当前数据接入主集群不变。

本实施例给出了根据基站在线数量评选数据接入主集群的另一种技术方案。本实施例评选主集群的方案是第四种调度策略。与上一实施例基于不同集群的基站在线数量对比(主集群与其它集群对比)评选主集群不同，本实施例是基于当前主集群自身的基站在线数量对比评选主集群，即本次与上次统计的基站在线数量对比。如果本次比上次减少的基站在线数量超过设定阈值，则选取基站在线数量最多的集群为主集群；否则当前主集群不变。

作为一可选实施例，所述系统还包括共享缓存集群，用于为系统调度集群2提供数据缓存共享。

本实施例还设置了共享缓存集群，用于为系统调度集群2提供数据缓存共享，如图2、3所示。系统调度集群2收到来自数据接入集群1的基站状态数据后，以数据接入集群1分类并且共享到共享缓存集群。系统调度服务集群从共享缓存集群获取各个数据接入集群1基站状态信息，并根据数据接入集群1调度策略评选出数据接入主集群，把数据接入主集群信息共享到共享缓存集群。

图4为本发明实施例一种应用所述系统进行基站观测数据主备服务的方法的流程图，所述方法包括以下步骤：

步骤101，每个数据接入集群1实时接收每个基站上报的卫星观测数据，计算表征观测数据质量的基站状态数据，并将所述基站状态数据发送到系统调度集群2；

步骤102，系统调度集群2基于每个数据接入集群1发送的基站状态数据，评选出数据质量最好的数据接入集群1作为数据接入主集群；

步骤103，数据接入集群1将数据接入主集群接收的观测数据发送至消息中间件集群3；

步骤104，消息中间件集群3接收数据接入主集群1发送的观测数据并进行分发。

本实施例的方法，与图1所示系统实施例的技术方案相比，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基站观测数据主备服务系统，其特征在于，包括：数据接入集群，系统调度集群，消息中间件集群；每个数据接入集群用于实时接收每个基站上报的卫星观测数据，计算表征观测数据质量的基站状态数据，并将数据接入主集群接收的观测数据发送至消息中间件集群；系统调度集群用于基于每个数据接入集群发送的基站状态数据，评选出数据质量最好的数据接入集群作为数据接入主集群；消息中间件集群用于接收数据接入主集群发送的观测数据并进行分发。

2.根据权利要求1所述的基站观测数据主备服务系统，其特征在于，所述数据接入集群包括接入层和数据接入服务节点，其中，

接入层，用于通过进行负载均衡把基站观测数据分配到各个数据接入服务节点；

数据接入服务节点，用于实时统计节点内基站状态数据，并将所述基站状态数据发送到系统调度集群；从系统调度集群实时获取数据接入主集群信息，并将所述信息缓存到当前节点进程内；当数据接入服务节点收到基站观测数据时，基于所述信息判断当前服务节点所在集群是否为数据接入服务主集群，若是，将收到的基站观测数据发送到消息中间件集群；否则，丢弃所述基站观测数据。

3.根据权利要求1所述的基站观测数据主备服务系统，其特征在于，所述基站状态数据至少包括：上线时间，在线时长，数据延迟，数据丢包数量。

4.根据权利要求1所述的基站观测数据主备服务系统，其特征在于，所述系统调度集群包括主节点和从节点，主节点除了与从节点一起用于调度服务外，还基于基站状态数据从数据接入集群中评选出数据接入主集群。

5.根据权利要求1所述的基站观测数据主备服务系统，其特征在于，所述系统调度集群基于基站数据延迟评选数据接入主集群，评选方法包括：

分别计算每个数据接入集群针对同一数据的基站数据延迟的均值；

选取基站数据延迟均值最小的数据接入集群为数据接入主集群。

6.根据权利要求1所述的基站观测数据主备服务系统，其特征在于，所述系统调度集群基于基站数据丢包数量评选数据接入主集群，评选方法包括：

分别计算每个数据接入集群针对同一数据的基站数据丢包数量的均值；

选取基站数据丢包数量均值最小的数据接入集群为数据接入主集群。

7.根据权利要求1所述的基站观测数据主备服务系统，其特征在于，所述系统调度集群基于基站在线数量评选数据接入主集群，评选方法包括：

分别统计每个数据接入集群针对同一数据的基站在线数量；

计算基站在线数量最大值与当前数据接入主集群的基站在线数量的差值；

若所述差值超过设定的阈值，选取所述最大值对应的数据接入集群为数据接入主集群；否则当前数据接入主集群不变。

8.根据权利要求1所述的基站观测数据主备服务系统，其特征在于，所述系统调度集群基于基站在线数量评选数据接入主集群，评选方法包括：

分别统计每个数据接入集群针对同一数据的基站在线数量；

计算当前数据接入主集群的基站在线数量与上一次统计的基站在线数量的差值；

若所述差值小于0且其绝对值超过设定的阈值，选取基站在线数量最多的数据接入集群为数据接入主集群；否则当前数据接入主集群不变。

9.根据权利要求1所述的基站观测数据主备服务系统，其特征在于，所述系统还包括共享缓存集群，用于为系统调度集群提供数据缓存共享。

10.一种应用所述系统进行基站观测数据主备服务的方法，其特征在于，包括以下步骤：

每个数据接入集群实时接收每个基站上报的卫星观测数据，计算表征观测数据质量的基站状态数据，并将所述基站状态数据发送到系统调度集群；

系统调度集群基于每个数据接入集群发送的基站状态数据，评选出数据质量最好的数据接入集群作为数据接入主集群；

数据接入集群将数据接入主集群接收的观测数据发送至消息中间件集群；

消息中间件集群接收数据接入主集群发送的观测数据并进行分发。