CN116859419A - 一种基于分布式架构的卫星导航实时数据流管理方法 - Google Patents

一种基于分布式架构的卫星导航实时数据流管理方法 Download PDF

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Abstract

一种基于分布式架构的卫星导航实时数据流管理方法，包括：Server端任务加载；Server端任务划分；若没有连接的Client端，则流程结束；对于连接的Client，Client端读取任务列表，并执行相关的站点数据的接入；Client数据存储模块执行存储功能；数据流的连接，并实时显示相关的数据流状态信息；数据流接入过程中对数据流的中断和错误进行监测。该方法支持批量站点数据流接入、存储、转换及监测，支持单服务器以及多个区域服务器的部署应用，以及接入任务的自动下发和实时数据流监控结果返回，大大提升数据流的接入数量限制以及管理效率。

Description

一种基于分布式架构的卫星导航实时数据流管理方法
技术领域
本发明涉及卫星导航定位技术领域，特别涉及一种基于分布式架构的卫星导航实时数据流管理方法。
背景技术
GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统)基准站是维持GNSS精准时空框架的重要组成，基准站实时数据是用以计算各类高精度定位服务产品的基础。因此，对于GNSS基准站的数据管理对于维持GNSS精准时空框架和各类精准定位服务起到关键作用。随着北斗三号系统的开通及应用，定位服务越来越广泛应用于精细农业、无人农场、海洋牧场以及陆海生态等无人化和少人化的行业领域，这对于基准站的数据稳定性和数据可回溯性也提出了更高的要求。
传统的GNSS数据流存储方法多利用单线程或多线程方式，通过TCP、NTRIP(NetworkedTransportofRTCMviaInternetProtocol，通过互联网进行RTCM网络传输的协议)等协议连接站点数据。对于单线程方式，多个基准站意味着要开启多个应用，大大提高了管理难度；对于多线程方式，虽能够提升数据流的接入数量，但往往由于机器物理条件以及应用线程开启数量限制，对于大区域密集站点数据接入存在服务压力，在线实时管理困难。针对此，本发明提出了一种基于分布式架构的卫星导航实时数据流管理方法，该方法能够以多进程的方式，实现GNSS基准站数据流的批量接入、存储、转换及状态监测，并支持服务器的分布式部署。
发明内容
针对传统单线程或多线程站点数据接入与管理中的问题，为克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于分布式架构的GNSS数据流管理方法和系统，该方法支持批量站点数据流接入、存储、转换及监测，支持单服务器以及多个区域服务器的部署应用，以及接入任务的自动下发和实时数据流监控结果返回，大大提升数据流的接入数量限制以及管理效率。
本发明由下述技术方案实现：
本发明的第一方面涉及一种基于分布式架构的卫星导航实时数据流管理方法，包括：
步骤1、Server端任务加载；
步骤2、Server端任务划分；
步骤3、若没有连接的Client端，则流程结束，Server端每间隔一段时间向Client轮询发送连接请求并等待Client返回消息,Client收到连接请求后，则返回Server端连接成功的信息；
步骤4、对于连接的Client，Server端通过TCP将对应分配的任务列表下发Client端，Client端在获取到任务后，通过读取任务列表，依次获取GNSS站点的连接信息，并通过TCP或NTRIP协议连接并执行相关的站点数据的接入；
步骤5、Client数据存储模块执行存储功能；
步骤6、数据流的连接，并实时显示相关的数据流状态信息；
步骤7、数据流接入过程中对数据流的中断和错误进行监测；
步骤8、流程结束。
进一步的，步骤1中，确定任务中的GNSS数据流连接配置列表信息。
进一步的，步骤2中，首先检查是否有连接的Client，根据数据流连接配置列表中的记录总数及连接的Client端数量，将数据流连接配置列表平均分配给每个Client。
进一步的，步骤5中，通过TCP或NTRIP连接到获取到的GNSS站点二进制数据，并实时存储到硬盘上。
进一步的，步骤6中，数据流状态信息包括：数据流的当前历元时间、站点名称、站点连接状态、中断次数、累计中断时间、数据流速率以及已接收数据总量，该状态信息设置一定时间间隔的显示以及向Server端的状态信息发送频率。
本发明还涉及一种基于分布式架构的卫星导航实时数据流管理系统，包括：
加载模块，用于Server端任务加载；
任务划分模块，用于Server端任务划分；
未连接处理模块，若没有连接的Client端，则流程结束，Server端每间隔一段时间向Client轮询发送连接请求并等待Client返回消息,Client收到连接请求后，则返回Server端连接成功的信息；
连接处理模块，对于连接的Client，Server端通过TCP将对应分配的任务列表下发Client端，Client端在获取到任务后，通过读取任务列表，依次获取GNSS站点的连接信息，并通过TCP或NTRIP协议连接并执行相关的站点数据的接入；
数据存储模块，执行存储功能；
数据流连接和显示模块，数据流的连接，并实时显示相关的数据流状态信息；
监测模块，数据流接入过程中对数据流的中断和错误进行监测。
本发明还涉及一种电子设备，述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行所述的方法。
本发明还涉及一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行所述的方法。
本发明的技术方案能实现如下有益的技术效果：
本发明支持单台或多台服务器的配置，并利用TCP/IP协议交换相关的任务及数据流状态信息。该方法能够大大扩展服务器集群对于数据流的接入能力，并提高数据管理效率，具有安全性高和可靠性强的特点，对于维持密集GNSS站点数据的稳定具有重要意义。
本发明支持批量站点数据流接入、存储、转换及监测，支持单服务器以及多个区域服务器的部署应用，以及接入任务的自动下发和实时数据流监控结果返回，大大提升数据流的接入数量限制以及管理效率。
附图说明
图1为本发明的基于分布式架构的GNSS数据流管理系统架构图；
图2为本发明的基于分布式架构的GNSS数据流管理方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
如图1和图2所示，本发明提供了一种基于分布式架构的GNSS数据流管理方法，具体的，包括如下步骤：
步骤1、Server端任务加载，确定任务中的GNSS数据流连接配置列表信息。
步骤2、Server端任务划分，首先检查是否有连接的Client，根据数据流连接配置列表中的记录总数及连接的Client端数量，将数据流连接配置列表平均分配给每个Client。
步骤3、若没有连接的Client端，则流程结束，Server端每5秒向Client轮询发送连接请求并等待Client返回消息,Client收到连接请求后，则返回Server端连接成功的信息。
步骤4、对于连接的Client，Server端通过TCP将对应分配的任务列表下发Client端，Client端在获取到任务后，通过读取任务列表，依次获取GNSS站点的连接信息，并通过TCP或NTRIP协议连接并执行相关的站点数据的接入。
步骤5、Client数据存储模块执行存储功能，通过TCP或NTRIP连接到获取到的GNSS站点二进制数据，并实时存储到硬盘上。
步骤6、对于数据流的连接过程，并实时显示相关的数据流状态信息，主要包括数据流的当前历元时间、站点名称、站点连接状态、中断次数、累计中断时间、数据流速率以及已接收数据总量等参数，该状态信息可设置1秒、5秒等时间间隔的显示以及向Server端的状态信息发送频率。
步骤7、数据流接入过程中对数据流的中断和错误进行监测。中断判别以TCP连接的状态为参照，若TCP连接出现中断，则记录一次中断信息；若数据连接过程中，出现卫星数量骤减超过50％以上或无数据的情况，则记录一次数据流错误信息；数据流中断及错误信息通过TCP反馈至Server端数据接收模块。
步骤8、流程结束。
在本发明的一个具体实施例中，假设目前有4000个站点数据流需要进行批量接入及管理。在服务器集群开设服务端主机1台，命名为Server，另外开设5台客户主机，分别为Client1、Client2、Client3、Client4、Client5，具体的实施方式如下。
步骤1、编辑4000个站的站数据接入配置列表文件，开启Server端主机，主机首先进行任务文件加载，确定任务中的4000个GNSS数据流连接配置列表信息，并存储到任务分发模块；
步骤2、Server端任务划分。根据任务分发模块的任务站点总数和连接的Client数量，按照每个服务器800个站数据接入数量平均划分5个客户端主机数据接入任务，通过客户端通信模块发送在线验证信息，检查是否有在线连接的Client端返回应答信息；
步骤3、若没有连接的Client端反馈信息，则流程结束，Server端主机保持每5秒一次的轮询等待Client连接，直至有满足数量的Client端连接后进行任务的执行；
步骤4、对于连接的Client，Server端下发分配给改Client端的任务，以上例中的4000个连接任务，按照连接的Client数量划分为5个包含800个站数据接入信息的子任务列表文件，通过TCP分别传输至对应Client端，Client端在获取到对应的任务列表后，执行任务列表文件中站点数据的接入；
步骤5、Client数据存储模块执行存储功能，利用多线程的方法，将站点的实时数据流分别开新的线程进行存储，并记录相关的程序运行日志；
步骤6、对于数据流的连接过程，根据设置的时间间隔，实时显示相关的数据流状态信息，并将每个站的当前历元时间、站点名称、站点连接状态、中断次数、累计中断时间、数据流速率以及已接收到的数据总量等状态信息文本推送给Server端数据接收模块；
步骤7、对于数据流接入过程中的中断和错误信息，将实时通过TCP发送至Server端数据接收模块；
步骤8、流程结束。
本发明还涉及一种基于分布式架构的GNSS数据流管理系统，
包括：加载模块，用于Server端任务加载；
任务划分模块，用于Server端任务划分；
未连接处理模块，若没有连接的Client端，则流程结束，Server端每间隔一段时间向Client轮询发送连接请求并等待Client返回消息,Client收到连接请求后，则返回Server端连接成功的信息；
连接处理模块，对于连接的Client，Server端通过TCP将对应分配的任务列表下发Client端，Client端在获取到任务后，通过读取任务列表，依次获取GNSS站点的连接信息，并通过TCP或NTRIP协议连接并执行相关的站点数据的接入；
数据存储模块，执行存储功能；
数据流连接和显示模块，数据流的连接，并实时显示相关的数据流状态信息；
监测模块，数据流接入过程中对数据流的中断和错误进行监测。
本发明还涉及一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行所述的方法。
本发明还涉及一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行所述的方法。
综上所述，本发明提供了一种基于分布式架构的卫星导航实时数据流管理方法，包括：Server端任务加载；Server端任务划分；若没有连接的Client端，则流程结束；对于连接的Client，Client端读取任务列表，并执行相关的站点数据的接入；Client数据存储模块执行存储功能；数据流的连接，并实时显示相关的数据流状态信息；数据流接入过程中对数据流的中断和错误进行监测。该方法支持批量站点数据流接入、存储、转换及监测，支持单服务器以及多个区域服务器的部署应用，以及接入任务的自动下发和实时数据流监控结果返回，大大提升数据流的接入数量限制以及管理效率。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.一种基于分布式架构的卫星导航实时数据流管理方法，其特征在于，包括：
步骤1、Server端任务加载；
步骤2、Server端任务划分；
步骤3、若没有连接的Client端，则流程结束，Server端每间隔一段时间向Client轮询发送连接请求并等待Client返回消息,Client收到连接请求后，则返回Server端连接成功的信息；
步骤4、对于连接的Client，Server端通过TCP将对应分配的任务列表下发Client端，Client端在获取到任务后，通过读取任务列表，依次获取GNSS站点的连接信息，并通过TCP或NTRIP协议连接并执行相关的站点数据的接入；
步骤5、Client数据存储模块执行存储功能；
步骤6、数据流的连接，并实时显示相关的数据流状态信息；
步骤7、数据流接入过程中对数据流的中断和错误进行监测；
步骤8、流程结束。
2.根据权利要求1所述的基于分布式架构的卫星导航实时数据流管理方法，其特征在于，步骤1中，确定任务中的GNSS数据流连接配置列表信息。
3.根据权利要求1所述的基于分布式架构的卫星导航实时数据流管理方法，其特征在于，步骤2中，首先检查是否有连接的Client，根据数据流连接配置列表中的记录总数及连接的Client端数量，将数据流连接配置列表平均分配给每个Client。
4.根据权利要求1所述的基于分布式架构的卫星导航实时数据流管理方法，其特征在于，步骤5中，通过TCP或NTRIP连接到获取到的GNSS站点二进制数据，并实时存储到硬盘上。
5.根据权利要求1所述的基于分布式架构的卫星导航实时数据流管理方法，其特征在于，步骤6中，数据流状态信息包括：数据流的当前历元时间、站点名称、站点连接状态、中断次数、累计中断时间、数据流速率以及已接收数据总量，该状态信息设置一定时间间隔的显示以及向Server端的状态信息发送频率。
6.一种基于分布式架构的卫星导航实时数据流管理系统，其特征在于，包括：
加载模块，用于Server端任务加载；
任务划分模块，用于Server端任务划分；
未连接处理模块，若没有连接的Client端，则流程结束，Server端每间隔一段时间向Client轮询发送连接请求并等待Client返回消息,Client收到连接请求后，则返回Server端连接成功的信息；
连接处理模块，对于连接的Client，Server端通过TCP将对应分配的任务列表下发Client端，Client端在获取到任务后，通过读取任务列表，依次获取GNSS站点的连接信息，并通过TCP或NTRIP协议连接并执行相关的站点数据的接入；
数据存储模块，执行存储功能；
数据流连接和显示模块，数据流的连接，并实时显示相关的数据流状态信息；
监测模块，数据流接入过程中对数据流的中断和错误进行监测。
7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述权利要求1至5中任一项所述的方法。
8.一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行前述权利要求1至5中任一项所述的方法。
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