CN117349460A - 基于微前端架构的卫星数据显示系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及卫星测运控技术领域，特别公开了一种基于微前端架构的卫星数据显示系统，包括父系统和至少一个利用微前端架构创建的子系统，所述父系统包括注册模块，所述父系统通过所述注册模块实现与所述子系统的动态发现、加载和卸载，所述父系统还包括大数据云存储系统，所述子系统包括数据流动画系统，所述大数据云存储系统用于存储卫星站和地面站的卫星传输数据；所述数据流动画系统用于获取所述大数据云存储系统存储的所述卫星传输数据，对所述卫星传输数据进行整合，对卫星运行状态进行展示。基于微前端架构技术，上述卫星数据显示系统可以将大型前端项目的父系统拆分为多个小型、独立的前端应用子系统，提高了系统的开发效率和可维护性。
Description
技术领域
本发明涉及卫星测运控技术领域，特别是涉及一种基于微前端架构的卫星数据显示系统。
背景技术
随着航天技术的不断进步，卫星系统在通信、导航、遥感和科学研究等领域的应用日益广泛。为了有效管理和监控卫星的运行状态，卫星监管软件应运而生。此外，随着航天器飞行时通信链路和与地面通信链路监测与管理需求的迫切增长，可视化辅助也变得越来越重要。使得卫星监管软件的前端项目越来越大，传统的项目在处理大规模和复杂的可视化界面时存在性能和扩展性问题。
发明内容
基于此，有必要针对传统的项目在处理大规模和复杂的可视化界面时存在性能和扩展性问题，提供一种基于微前端架构的卫星数据显示系统。
一种基于微前端架构的卫星数据显示系统，包括父系统和至少一个利用微前端架构创建的子系统，所述父系统包括注册模块，所述父系统通过所述注册模块实现与所述子系统的动态发现、加载和卸载，所述父系统还包括大数据云存储系统，所述子系统包括数据流动画系统，所述大数据云存储系统用于存储卫星站和地面站的卫星传输数据；所述数据流动画系统用于获取所述大数据云存储系统存储的所述卫星传输数据，对所述卫星传输数据进行整合，对卫星运行状态进行展示。
在其中一个实施例中，所述父系统和所述子系统采用事件总线通信方式实现数据传输。
在其中一个实施例中，所述数据流动画系统利用Cesium动画流技术实现对所述卫星运行状态进行展示。
在其中一个实施例中，所述数据流动画系统还用于响应于交互指令对目标数据进行显示。
在其中一个实施例中，所述子系统还包括语音告警系统，所述语音告警系统用于获取所述大数据云存储系统存储的所述卫星传输数据，对所述卫星传输数据进行分析，并对数据异常情况进行告警。
在其中一个实施例中，所述语音告警系统对所述数据异常情况进行实时监测和预警，通过WebSocket接口进行实时推送。
在其中一个实施例中，所述子系统还包括数据传输质量展示系统，所述数据传输质量展示系统用于获取所述大数据云存储系统存储的所述卫星传输数据，分析所述卫星传输数据的数据传输质量，并对实时数据传输质量进行记录与展示。
在其中一个实施例中，所述数据传输质量展示系统利用MVVM架构和Echarts可视化图表对卫星的数据传输质量进行展示。
在其中一个实施例中，所述子系统还包括卫星波束显示系统，所述卫星波束显示系统用于获取所述大数据云存储系统存储的所述卫星传输数据，对所述卫星传输数据进行数据提取，对卫星波束的变化进行模拟与展示。
在其中一个实施例中，所述卫星波束显示系统基于Cesium技术模拟卫星波束的移动轨迹及覆盖范围的变化。
上述基于微前端架构的卫星数据显示系统，包括父系统和基于微前端架构创建的子系统。父系统可以通过注册模块实现子系统的自动发现、加载和卸载。父系统还利用大数据云存储系统对卫星站和地面站的卫星传输数据进行整合，并对卫星传输数据进行数据存储和备份。利用微前端架构创建的数据流动画系统实现卫星星间链路的可视化。基于微前端架构技术，上述卫星数据显示系统可以将大型前端项目的父系统拆分为多个小型、独立的前端应用子系统，提高了系统的开发效率和可维护性。同时，基于数据流动画系统可以有效地对卫星运行状态进行可视化显示，以便开发者更好地理解和管理系统。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请其中一个实施例中基于微前端架构的卫星数据显示系统的流程示意图；
图2为本申请另一个实施例中基于微前端架构的卫星数据显示系统的流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
针对传统架构扩展性差导致开发效率低以及缺乏直观的可视化展示等问题，本申请提供了一种基于微前端架构的卫星数据显示系统。图1为本申请其中一个实施例中基于微前端架构的卫星数据显示系统的流程示意图，在其中一个实施例中，基于微前端架构的卫星数据显示系统可以包括父系统100和至少一个子系统200。其中，子系统200可以基于微前端架构嵌套于父系统中，每个子系统200都具有独立的技术架构，包含独立的显示层、业务层和数据层。父系统100包括注册模块110，子系统200可以在注册模块110进行注册，从而父系统100可以利用注册模块110根据需求来实现子系统200的自动发现和动态加载、卸载。
父系统100通过对每个子系统200的状态进行监控，可以实时获取应用的运行状态，例如加载情况、请求响应时间等信息。上述运行状态信息可以通过可视化界面展示给用户，帮助用户更好地了解应用的运行状况。当卫星数据显示系统的父系统100中需要添加新的子系统200来实现新的微应用时，可以通过简单的注册和配置，即可将新的子系统200纳入统一管理。可见，基于微前端架构的卫星数据显示系统不仅可以灵活地应对业务变化和需求增长，还可以提高开发效率和提升整体平台的稳定性。
父系统100还包括大数据云存储系统120，大数据云存储系统120可以用于对卫星站和地面站的卫星传输数据进行资源整合，并对卫星传输数据进行数据存储和备份。大数据云存储系统120可以设置在服务器端，即卫星传输数据可以存储在服务器端。当子系统200需要获取实时的卫星传输数据，可以通过与服务器建立连接来实现相互通信，获取所需数据。
子系统200可以包括数据流动画系统210，数据流动画系统210可以与大数据云存储系统120实现通信连接以获取大数据云存储系统120存储的卫星传输数据。数据流动画系统210还可以对卫星传输数据进行整合，以实现对卫星运行状态的可视化展示。即，数据流动画系统210可以利用数据流动画的展示效果和交互效果来直观地展示数据流向和卫星的具体信息，以便用户能够实时监控卫星传输的质量。
本申请提供的基于微前端架构的卫星数据显示系统，使用微前端架构使系统整体相互独立，各个子系统200可以单独抽离也可以0成本嵌套于其他平台，从而卫星数据显示系统可以针对不同角色、不同权限的用户需求，适应性地动态组合加载不同的子系统200形成卫星数据显示系统。同时，也可以将各个子系统200单独地抽离成为一个独立的功能系统进行展示。卫星数据显示系统后期需要添加功能时，也可以通过增加微前端的方式实现来减少系统的扩展风险，大大地提高了系统的可扩展性。
在其中一个实施例中，在本申请提供的基于微前端架构的卫星数据显示系统中父系统100和子系统200可以采用事件总线通信方式来实现系统间的数据交互和通信。本发明还提供了一种基于事件的总线通信机制，事件总线是一种解耦的通信方式，父系统100和各个子系统200之间可以通过发布和订阅事件来进行通信。例如，一个子系统200可以发布一个事件，其他感兴趣的父系统100和/或子系统200可以通过订阅该事件并接收通知来实现系统间的解耦通信。通过事件总线实现了系统间数据的双向传输。父系统100可以通过基于事件的总线通信机制来传输两个系统共同需要的参数（比如身份信息），从而实现子系统200的自动发现和动态加载、卸载。另外，当子系统200单独地抽离成为一个独立运行的功能系统时，数据可以保留在该子系统200的数据层中，以实现数据隔离，提高系统的数据安全性。
针对现有系统在运行时依赖于开发者的经验和直觉，缺乏直观的可视化展示功能，不能直观展示数据流动画，使得数据流向不够直观且没有交互功能不能更直观查看卫星具体信息的问题。本申请提供的基于微前端架构的卫星数据显示系统可以利用数据流动画系统210来实现全面、实时的卫星数据可视化，使数据更加直观，更易于理解。
在其中一个实施例中，数据流动画系统210可以具有独立的技术架构，包含独立的显示层、业务层和数据层。数据流动画系统210可以在注册模块110进行注册，从而父系统100可以利用注册模块110根据需求来实现数据流动画系统210的自动发现和动态加载、卸载。
数据流动画系统210的数据层可以通过与大数据云存储系统120通信来获取实时的卫星传输数据，业务层可以利用Cesium动画流技术实现对卫星传输数据的全面整合形成数据流动画，显示层可以对数据流动画进行显示。其中，Cesium动画流技术可以实现高分辨率的世界地形可视化，支持2D、2.5D、3D地图展示。数据流动画系统210通过采用最新版本的Cesium动画流技术，能够生动形象地展示卫星运行状态。
在本实施例中，卫星运行状态具体可以包括星间链路、卫星运行方向以及数据流方向。在一种可行的实施例中，数据流动画系统210可以利用发光的光束来模拟数据包在节点间的流动，显示卫星星间链路的数据流方向。其中，卫星星间链路的宽度可以用于表示通道的传输速率，光点密度则可以用于表示传输质量，卫星星间链路越宽表示该通道速率越大，光点密度越高表示传输质量越好。另外，还可以通过不同的光束颜色来区分相同轨道的卫星链路和不同轨道的卫星链路。例如，绿色光束显示同一轨道的卫星链路，白色则显示不同轨道的卫星链路。
同时，当卫星运行到蜂窝状地面站区域时，也可以使用不同颜色光束来表示不同链路的传输质量，来模拟地面站和卫星之间不同的5G信号实际的交互传输状况。例如，绿色可以表示传输质量优质，黄色可以表示传输质量欠佳。
在其中一个实施例中，数据流动画系统210还可以用于响应于交互指令对目标数据进行显示。具体地，交互指令可以指的是用户的操作动作，目标数据可以指的是3d卫星矢量图、卫星细节、方位角细节、卫星信息、星链情况、传输速率等数据。数据流动画系统210可以预先设定根据用户不同的操作动作做出不同的响应。例如，根据用户操作增加或删除某些特定的信息，或者对已展示的数据进行对比等。
在本实施例中，交互指令可以指的是用户的点击、双击、拖拽等操作。例如，用户通过点击/双击卫星，数据流动画系统210可以对该卫星进行3d卫星矢量图的放大展示；用户通过拖拽动作，数据流动画系统210可以对卫星细节、方位角细节、卫星信息、星链情况、传输速率等信息进行进一步的细节展示。可见，上述卫星数据显示系统通过数据流动画系统可以实现全面、实时的卫星数据可视化，使数据更加直观、更易于理解。
现行方案中采用传统框架来实现简单的卫星运行轨迹展示，但是不能实现对卫星传输质量数据的筛选以及对故障、异常等情况进行通知等功能。系统中存在的故障、异常等问题可能会对数据的传输和监控造成一定的困难。
图2为本申请另一个实施例中基于微前端架构的卫星数据显示系统的流程示意图，在其中一个实施例中，子系统200还可以包括语音告警系统220。语音告警系统220可以用于获取大数据云存储系统存储的卫星传输数据，对卫星传输数据进行分析，并对数据异常情况进行告警。
语音告警系统220可以具有独立的技术架构，也包含了独立的显示层、业务层和数据层。语音告警系统220也可以在注册模块110进行注册，从而父系统100可以利用注册模块110根据需求来实现语音告警系统220的自动发现和动态加载、卸载。语音告警系统220的数据层也可以通过与大数据云存储系统120通信来获取实时的卫星传输数据，业务层可以对卫星传输数据进行深入分析，实现对系统中异常情况进行实时监测和预警，显示层可以对系统中异常情况进行显示。在一些具体的实施例中，可以通过在语音告警系统220增加语音预警或报警的功能，以便在故障或异常发生时能够及时通知用户进行相应的处理。
在其中一个实施例中，语音告警系统220可以对数据异常情况进行实时监测和预警，并通过WebSocket接口进行实时推送。本申请利用微前端技术将整个语音告警系统220抽离嵌套在卫星数据显示系统中，支持语音告警系统220嵌套的同时也支持语音告警系统220单独运行。用户可以通过登录界面直接进入语音告警系统220中查看告警记录。
语音告警系统220对从大数据云存储系统110中实时获取的卫星传输数据进行深入分析，以实现对系统中异常情况的实时监测和预警。
在其中一个实施例中，语音告警系统220可以通过WebSocket接口实现预警信号的实时推送。WebSocket接口可以使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在WebSocket API（应用程序编程接口，ApplicationProgramming Interface）中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。因此，在本实施例中，利用WebSocket接口实现语音告警系统220与服务器的连接，一方面使得语音告警系统220能够高效地获取并处理大数据云存储系统120中存储的大量数据，以提供准确的监测和预警信息；另一方面，将预警信号实时推送至服务器，可以进一步地确保系统的稳定性和可靠性。
在其中一个实施例中，语音告警系统220还可以利用SpeechSynthesisUtterance将文本转成语音播报，以确保系统的稳定性、可靠性和及时性。SpeechSynthesisUtterance是HTML5的一种新的API，可以用于将指定文字合成为对应的语音，同时还支持一些配置项，例如语言、音量、音调等设置。本申请提供的基于微前端架构的卫星数据显示系统中语音告警系统220可以实现至关重要的实时监测和预警任务，能够及时地发现并解决潜在问题，并通过语音播报来及时报告问题，以避免出现因延时处理而导致系统故障的严重后果。
在其中一个实施例中，子系统200还可以包括数据传输质量展示系统230。数据传输质量展示系统230可以用于对数据传输质量进行记录与展示。
数据传输质量展示系统230可以具有独立的技术架构，也包含了独立的显示层、业务层和数据层。数据传输质量展示系统230也可以在注册模块110进行注册，从而父系统100可以利用注册模块110根据需求来实现数据传输质量展示系统230的自动发现和动态加载、卸载。数据传输质量展示系统230的数据层也可以通过与大数据云存储系统120通信来获取实时的卫星传输数据，业务层可以对卫星传输数据进行分析，确定卫星传输数据的数据传输质量，显示层可以对数据传输质量进行记录与展示。
在其中一个实施例中，数据传输质量展示系统230可以利用MVVM架构和Echarts可视化图表对卫星的数据传输质量进行展示。
本申请利用微前端技术把整个数据传输质量展示系统230抽离嵌套在卫星数据显示系统中，支持数据传输质量展示系统230嵌套的同时也支持数据传输质量展示系统230单独运行。用户可以通过登录界面直接进入数据传输质量展示系统230中查看历史数据传输质量记录。
数据传输质量展示系统230可以利用大数据云存储系统110获取实时的卫星传输数据，并通过WebSocket技术实时推送数据。在获取到卫星传输数据后，语音告警系统220可以通过MVVM架构和Echarts可视化图表，可以将卫星传输数据制成数据统计表，并将数据统计表悬浮地显示在三维的虚拟太空环境中，来增加沉浸感。
在一些实施例中，数据传输质量展示系统230可以对信号强度、数据丢包率、延迟等关键参数进行实时监测和更新，还可以提供下载功能。同时，数据传输质量展示系统230还可以支持用户按照时间、卫星、负载等维度来过滤显示的数据。在一些具体的实施例中，数据传输质量展示系统230可以使用创意的图标太空人来表示不同的质量指标。用户可以通过点击数字来研究该数字对应的相关序列和卫星的详情，用户在执行点击操作的同时，可以插入工业运行的声音来表达系统工作状态。另外，数据传输质量展示系统230还可以支持多用户进行协作分析，共同探索数据。数据传输质量展示系统230可以对卫星数据传输的质量进行充分展示。用户借助数据传输质量展示系统230可以更准确地了解卫星数据的传输情况，从而更好地进行决策和操作。
在其中一个实施例中，子系统200还可以包括卫星波束显示系统240。卫星波束显示系统240可以具有独立的技术架构，也包含独立的显示层、业务层和数据层。卫星波束显示系统240也可以在注册模块110进行注册，从而父系统100可以利用注册模块110根据需求来实现卫星波束显示系统240的自动发现和动态加载、卸载。
卫星波束显示系统240的数据层可以通过与大数据云存储系统120通信来获取实时的卫星传输数据，业务层可以对卫星传输数据进行数据提取，显示层可以对卫星波束的变化进行模拟与展示。
在其中一个实施例中，本申请利用微前端技术将整个卫星波束显示系统240抽离嵌套在卫星数据显示系统中，支持卫星波束显示系统240嵌套的同时也支持卫星波束显示系统240单独运行。用户可以通过登录界面直接进入卫星波束显示系统240中查看卫星波束的模拟。
在一种具体的实施方式中，卫星波束显示系统240的业务层可以对资源进行单独提取，通过Cesium技术模拟卫星飞行过程中波束覆盖区域的变化，根据当前的卫星位置信息、天线的物理参数、卫星姿态、波束覆盖区域等数据计算模拟卫星在未来7天内卫星的波束移动轨迹及覆盖范围。同时，卫星波束显示系统240的显示层可以通过不同色块来标志卫星波束覆盖的地面区域。
可见，用户可以根据卫星波束显示系统240显示的内容来观察卫星波束的覆盖效果模拟情况，以监控在当前轨道运行过程中卫星波束的移动轨迹及覆盖范围的质量变化，以及未来几天内可能出现的卫星波束的移动轨迹及覆盖范围的质量变化，从而提高运控人员对波束性能的理解和使用体验。
本申请提供的基于微前端架构的卫星数据显示系统，为微前端架构下的项目管理提供了有力支持。通过大数据云存储系统120进行数据存储和备份，并配合微前端框架实现卫星星间链路的可视化，使得大型前端项目的卫星数据显示系统能够拆分为多个小型、独立的前端应用，提高了卫星数据显示系统的开发效率和可维护性。卫星数据显示系统基于微前端架构进行有效地进行可视化显示，可以便于开发者更好地理解和管理系统。
在基于微前端架构的卫星数据显示系统的各个子系统200中，采用了动态获取的方式来获取卫星的位置、速度、轨道参数、运行状态等卫星传输数据。各个子系统200均利用微前端架构创建，提高了系统的灵活性。各个子系统200可以自由组合同时也可以无缝内嵌到其他平台同时也可以拆分为一个个松耦合的独立小应用，每个子系统200都可以独立迭代开发，大幅地提升了开发效率。每个子系统200都可以独立构建、测试和部署，不影响卫星数据显示系统整体的运行，可以加快系统交付速度，同时使用Vue前端框架可以实现应用程序的业务和表示逻辑与用户界面（UI）分离。
上述基于微前端架构的卫星数据显示系统中的，数据流动画系统210、语音告警系统220、数据传输质量展示系统230以及卫星波束显示系统240，都采用了全新的技术进行开发。上述子系统200不同的组合方式可以能够提供更高效、更稳定和更可靠的性能，以满足卫星数据显示系统不断增长的业务需求。同时，也可以给用户带来更好的用户体验，使系统更加易于使用和操作。
即使上述子系统200任意一个单个微前端出现了问题，也不会拖垮整个卫星数据显示系统。而且，卫星数据显示系统后期也可以通过增加微前端的方式进行功能扩展，同时还支持单个子系统200的独立运行。卫星数据显示系统为用户和运控人员提供了卫星链路信息，包括位置、速度、方向和预测等信息的可视化，有助于用户和运控人员更好地进行运行管理，运控人员也更加方便地实现对多个系统的运行管理。通过实时监测卫星链路和传输质量信息以及下载传输数据等功能的可视化，可以确保卫星数据传输的安全稳定。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于微前端架构的卫星数据显示系统，其特征在于，包括父系统和至少一个利用微前端架构创建的子系统，所述父系统包括注册模块，所述父系统通过所述注册模块实现与所述子系统的动态发现、加载和卸载，所述父系统还包括大数据云存储系统，所述子系统包括数据流动画系统，
所述大数据云存储系统用于存储卫星站和地面站的卫星传输数据；
所述数据流动画系统用于获取所述大数据云存储系统存储的所述卫星传输数据，对所述卫星传输数据进行整合，对卫星运行状态进行展示。
2.根据权利要求1所述的基于微前端架构的卫星数据显示系统，其特征在于，所述父系统和所述子系统采用事件总线通信方式实现数据传输。
3.根据权利要求1所述的基于微前端架构的卫星数据显示系统，其特征在于，所述数据流动画系统利用Cesium动画流技术实现对所述卫星运行状态进行展示。
4.根据权利要求1所述的基于微前端架构的卫星数据显示系统，其特征在于，所述数据流动画系统还用于响应于交互指令对目标数据进行显示。
5.根据权利要求1或2所述的基于微前端架构的卫星数据显示系统，其特征在于，所述子系统还包括语音告警系统，所述语音告警系统用于获取所述大数据云存储系统存储的所述卫星传输数据，对所述卫星传输数据进行分析，并对数据异常情况进行告警。
6.根据权利要求5所述的基于微前端架构的卫星数据显示系统，其特征在于，所述语音告警系统对所述数据异常情况进行实时监测和预警，通过WebSocket接口进行实时推送。
7.根据权利要求1所述的基于微前端架构的卫星数据显示系统，其特征在于，所述子系统还包括数据传输质量展示系统，所述数据传输质量展示系统用于获取所述大数据云存储系统存储的所述卫星传输数据，分析所述卫星传输数据的数据传输质量，并对实时数据传输质量进行记录与展示。
8.根据权利要求7所述的基于微前端架构的卫星数据显示系统，其特征在于，所述数据传输质量展示系统利用MVVM架构和Echarts可视化图表对卫星的数据传输质量进行展示。
9.根据权利要求1所述的基于微前端架构的卫星数据显示系统，其特征在于，所述子系统还包括卫星波束显示系统，所述卫星波束显示系统用于获取所述大数据云存储系统存储的所述卫星传输数据，对所述卫星传输数据进行数据提取，对卫星波束的变化进行模拟与展示。
10.根据权利要求9所述的基于微前端架构的卫星数据显示系统，其特征在于，所述卫星波束显示系统基于Cesium技术模拟卫星波束的移动轨迹及覆盖范围的变化。
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2023
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