基于卫星图像数据的服务器负载策略

文章介绍了卫星数据图像的存储,论述几种集群服务器的负载策略,提出一种自适应的负载均衡策略,并对以往策略进行了对比。对分布式分包路由(DPR)技术作了深入的分析,作者在测试评估的过程中,给出一种新的集群服务器方案。     

基于卫星图像数据的服务器负载策略

文章介绍了卫星数据图像的存储，论述几种集群服务器的负载策略，提出一种自适应的负载均衡策略，并对以往策略进行了对比。对分布式分包路由(DPR)技术作了深入的分析，作者在测试评估的过程中，给出一种新的集群服务器方案。     

一种基于Spark的国产化海量数据预处理和计算技术

以提升航天大数据软件的数据处理性能为目的,以原有的MapReduce框架为基础,提出一种新的面向国产平台的基于Spark内存计算和数据预处理技术相结合的技术。将原软件框架的数据解析算法前移,采用Kafka消息队列对不规格数据进行分布式预处理。针对MapReduce框架消耗内存过大的问题,利用RDD调用机制与Spark内存计算的优势,采用一种基于Spark的快速处理框架,并在国产平台上进行了移植适配。经工程验证,新的基于Spark框架的数据处理性能较之前的MapReduce的数据处理性能有了显著提升,稳定实现了在面向全国产平台的大数据批处理技术的性能优化。     

基于ICE的分布式火箭遥测数据处理架构设计

介绍ICE中间件技术,提出分布式环境中的箭遥数据处理架构模型,阐述如何对基于ICE的分布式系统进行系统架构设计。架构可以降低软件模块之间的耦合度,解决服务器负载过大的问题。     

一种光学遥感小卫星数传基带测试系统设计改进

随着光学遥感小卫星业务不断增长,基于刀片服务器的传统数传基带测试系统已无法满足卫星批量研制测试需求。为此,文章设计了采用机架服务器+光纤交换机的数传基带测试系统,实现小型、通用、可扩展的硬件架构,支持高效、高速的数据处理、存储和交互,与传统系统相比,体积、功耗、质量显著减小。为适应新硬件架构,将原有各数传基带测试软件进行混合并行处理和动态负载均衡设计优化,可以稳定、可靠地提供并行实时数传基带测试功能。该系统具有集成度高、通用性好、测试时效性高等特点,在多型批量化生产的光学遥感小卫星研制过程中测试应用效果良好。     

考虑负载均衡的过驱动航天器推力器分配方法

以过驱动航天器的推力器控制分配误差最小、推力器负载均衡等为设计目标,构建航天器推力分配混合优化模型,并将其转化为线性规划模型进行求解,提出了一种考虑负载均衡的航天器推力器动态分配算法。该算法在确保分配误差最小前提下,能够降低各推力器的最大分配推力之差,有效均衡各推力器总工作时长和开关次数,进而延长推进系统的整体工作寿命。进一步定义了表征负载均衡性能的推力平衡度和干扰敏感度性能指标,并在此基础上给出了一种分配算法负载均能能力的定量化评价方法。在仿真验证中,采用平衡度和敏感度对算法性能进行定量评估,结果表明该方法在保证控制性能和控制分配误差的前提下,能够有效均衡各推力器最大推力,提高了系统的平衡度和对扰动力矩的鲁棒性。     

双层星座中负载均衡路由协议研究

提出了一种适用于双层结构卫星网络的负载均衡路由协议LBRD。不同于传统多层卫星路由,协议采用独立的地理位置路由作为同层卫星的基本选路策略,并以层间互补的方式提高路由成功率;在此基础上,为了均衡网络负载,采用邻间链路负载通告的方式,调节单颗卫星的负载;对于多颗过载卫星形成的区域,引入区域均衡机制,通过节点间距离变换,使原本经过该区域的数据流绕行,加速负载恢复。仿真结果表明,协议能够有效地均衡网络负载,减少因拥塞所导致的排队延迟与数据丢失,保证了网络吞吐量。     

适用于无人集群的通感一体化测距技术研究

空天地一体化多接入和通感一体化融合将是6G（第六代移动通信系统）的核心关键能力,针对通信辅助感知时基于通信波形的一体化波形发展需求,在无人机集群接入网中提出一种SC-FDE（单载波频域均衡）通感一体化波形的组帧方法,以及采用4倍过采样和2倍过采样时的高精度机间组网测距方法,用于提升集群组网的协同定位能力。通过仿真分析该通信波形的测距性能,结果表明：两种测距方法统计性能可以在信噪比为10 dB时达到根均方误差为0.1 m,且2倍过采样信号测距时比采用4倍过采样计算方法的性能更接近理论门限值。     

加权负载均衡合同网大规模星座任务分配方法

为了充分发挥大规模星座带来的在轨可用卫星资源丰富的优势，解决星座和任务规模扩大带来的任务分配求解空间大的问题，提出了一种分布式加权负载均衡合同网任务分配方法。对任务窗口进行预筛选，减少卫星参与投标数量，节约在轨计算通信资源；在合同网任务分配过程中，将任务投标值加入负载均衡加权系数，提升星座系统负载均衡性能。通过仿真验证，在观测收益相当的情况下，本文所提方法相较于集中式任务分配方法分配求解耗时可减少94%以上，系统负载均衡度优于传统任务分配算法，表明该方法适用于大规模星座任务分配。     

基于Web的协同式PBN飞行程序设计模式的探索

引言基于Web的协同式设计方法适用于小组设计项目,这种设计模式可以通过Web服务器组织设计过程、显示设计进度、汇总设计成果、加工组织和存储设计数据,从而一方面简化设计流程,提高团队设计效率;另一方面通过计算机完成繁琐的计算和数据处理工作,减轻设计人员的工作负荷,减少数据     

一种基于多MPP的多径MESH网络路由协议

提出了一种基于HWMP的多径路由机制-MMG。新机制采用了多径多网关分流的机制,设计了多个父节点路由的方案,有效的降低了根节点拥塞的几率,提高了网络整体负载均衡能力。最后,在NS-2仿真环境下实现了文中所设计的路由机制,并与其原机制协议进行了性能对比。结果表明新的协议能有效避免节点拥塞,具有较好的动态负载均衡能力,性能优于HWMP。     

DMA方式下实现的中大容量遥测数据的连续采集与实时处理

文章介绍一个用于无人机发射与回收试验的遥测数据采集与实时处理系统。该系统的特点是能对码速率在800kbps 以内的中大容量遥测数据进行不间断的采集,并在采集的同时完成工程单位转换、实时显示和打印数据、将数据一字不漏地存入硬盘或软盘等实时处理任务。当采用双软盘驱动器作为外存储设备时,可在理论上实现无限长时间的数据采集和处理。和其它同类系统相比,该系统硬件结构简单,工作可靠,性能价格比较高。系统配备的遥测数据处理软件包,可以方便地完成实时处理和事后处理二大任务。     

基于风洞的导弹姿态控制性能评估方法

鉴于风洞中测评飞行器控制性能更加真实的特点,研究了一种基于风洞的导弹姿态控制性能评估方法。首先,明确评估对象,即基于风洞可评估的导弹姿态控制性能及其指标;其次,提出一种基于风洞的导弹姿态控制性能评估方法,包括试验方法、数据处理方法与性能评定方法,通过试验方法可以获取到性能评估所需的原始试验数据,通过数据处理方法可将试验原始数据转换为性能评定所需的性能指标参量,通过性能评定方法可以对导弹姿态控制性能的优异进行界定。最后,以某高超声速导弹为例,基于其数学仿真模型,对该评估方法进行仿真验证,初步论证该评估方法的可行性。     

基于Arrhenius模型的星载电子产品加速寿命试验技术

为满足"高分三号"卫星8年长寿命在轨数据处理需求,须开展针对数据处理单元(DPU)的可靠性设计验证。针对星载DPU,采用基于阿伦尼斯(Arrhenius)模型的加速因子估计方法进行高温加速寿命试验方案设计与分析,并给出故障判定及处理准则。8年加速寿命试验结果验证了DPU产品各项功能和性能满足技术指标。加速寿命试验技术能够在较短的时间内用较低的成本快速估计星载电子产品的可靠性,在航天产品设计中具有广阔的应用前景。     

遥感载荷通用数据处理平台设计与实现

针对遥感载荷下行数据流设计不一致问题,提出了一种遥感载荷地面数据处理平台的设计思路和实现方法,对遥感载荷数据流模型描述和任务指令建立等关键技术进行了分析。该方法构建的系统通过配置能够适应不同遥感载荷数据流结构,具备通用性。系统主要处理节点采用刀片服务器完成运算,各个处理节点之间松耦合,实现了插件式部署,可供多节点复杂结构处理系统设计时参考。     

一种基于OpenMP多核并行机制的基带数据处理方法

针对遥感卫星地面基带处理速率低、效率不高、稳定性差等问题，提出一种基于OpenMP多核并行机制的基带数据处理方法。通过在系统平台上建立多个线程，将数据处理分解到多线程中进行并行处理。以真实的卫星数据作为测试源，在压缩比为4∶1和无损模式下，从时间、解码速度、CPU占用、内存、设备资源利用率等指标对基带处理方法性能进行评估。评估结果表明，基于OpenMP并行化处理方法的解压缩软件，在充分利用硬件平台性能的基础上，实现了4倍解压缩速率的提升，显著提升了实时性。     

实时遥测数据融合机制研究

在分布式遥测系统中,实时遥测数据融合软件可以任意驻留在采集服务器或者任一客户端上,也可以单独运行在一台数据融合服务器上,完成设备数据管理、实时数据融合、融合效果评估输出等功能。采用多数据流智能选择实时融合模式并联方式工作,将大大提高系统输出正确数据的可靠性,同时确保指挥大厅数据显示的准确性。     

一维重叠数字滤波器

本文用重叠数字滤波器的方法研究了遥测数据处理中的加权移动平均方法,给出了5点、7点、9点和11点各平滑处理时各点权系数所对应的频谱特性。介绍了重叠数字滤波器的设计方法。重叠数字滤波器可以用于遥测数据的各种处理中,它克服了一般数字滤波器中有限个数据处理引起的边缘效应。     

机架式服务器的遥感卫星地面基带处理系统设计

文章针对传统刀片式服务器的遥感卫星地面基带处理系统具有处理速率一般、写盘速率不够高、体积较大等特点，提出一种基于机架式服务器的地面基带处理系统。该处理系统克服了传统的基于刀片式服务器的处理系统的缺点，更加符合当前遥感卫星的发展理念。文章分别从硬件设计和软件设计两方面进行介绍，用真实的卫星数据作为测试用例，通过统计处理每组数据所消耗的时间，仿真分析了两种基带处理系统的性能，并测试了软件优化后的机架式服务器处理系统的解压缩速率；解压缩速率测试是通过对一定大小的原始数据进行多次解压缩处理、并统计每次处理的运行时间和处理速率来实现。测试结果表明：与刀片式服务器处理平台相比，机架式服务器处理平台具备处理速率快、写盘速率高和易于小型化等优点。     

多星多任务数传数据实时处理系统设计

针对卫星地面应用系统支持多星多任务的运行控制需求,设计了数传数据实时处理系统。采用调度中心与处理程序集协同工作的方式,在不借助消息传递接口(MPI)和第三方调度软件的前提下,实现了数传处理作业的集中式调度、分布式并行处理;设计处理作业调度策略,实现了实时任务优先、事后任务排队以及处理资源负载均衡;设计模块化拆分的处理程序集,实现了处理系统的高性能、可复用。工程实践结果表明:文章所介绍的处理系统能够同时支持4颗卫星、3个地面站、实时及事后2种模式数传处理任务,处理的实时数据率优于150 Mbit/s。