大數(shù)據(jù)技術(shù)在衛(wèi)星運(yùn)控中應(yīng)用探索
本文選題:科學(xué)衛(wèi)星 + 大數(shù)據(jù)技術(shù); 參考:《中國科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心)》2015年碩士論文
【摘要】:隨著我國空間探索任務(wù)和科學(xué)衛(wèi)星事業(yè)的蓬勃發(fā)展,空間科學(xué)已從低空探測發(fā)展到深空探測,科學(xué)探測范圍逐步擴(kuò)大,探測器也日漸增多,衛(wèi)星探測任務(wù)更加頻繁,這些因素引發(fā)了數(shù)據(jù)規(guī)模的迅猛增長趨勢?茖W(xué)衛(wèi)星從立項(xiàng)到在軌運(yùn)行,產(chǎn)生的數(shù)據(jù)種類非常多,數(shù)據(jù)量龐大,存儲(chǔ)特別分散,很難通過傳統(tǒng)方式,將其綜合起來,應(yīng)用到衛(wèi)星的在軌運(yùn)行管理中。在衛(wèi)星運(yùn)控?cái)?shù)據(jù)管理領(lǐng)域,傳統(tǒng)面向關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的方法正面臨著海量結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化甚至非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)管理瓶頸,高并發(fā)訪問與高擴(kuò)展性的挑戰(zhàn),需要采用新方法對(duì)其實(shí)施有效管理,更好地服務(wù)于衛(wèi)星運(yùn)控管理應(yīng)用和其他應(yīng)用。借鑒發(fā)展日益成熟當(dāng)前大數(shù)據(jù)技術(shù),將大數(shù)據(jù)技術(shù)引入到科學(xué)衛(wèi)星運(yùn)控系統(tǒng)中。探索性地將大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理方法應(yīng)用到圍繞科學(xué)衛(wèi)星產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中,將衛(wèi)星運(yùn)控?cái)?shù)據(jù)存入No SQL非關(guān)系數(shù)據(jù)庫中,服務(wù)于衛(wèi)星的在軌運(yùn)行管理,發(fā)揮其模式靈活、快速存取、容錯(cuò)容災(zāi)、高并發(fā)訪問、橫向可擴(kuò)展伸縮等特性。將大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理框架Hadoop探索性地應(yīng)用到科學(xué)衛(wèi)星運(yùn)控系統(tǒng),集中統(tǒng)一管理衛(wèi)星生命周期中產(chǎn)生的海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),在有效控制系統(tǒng)維護(hù)成本的前提下,使系統(tǒng)獲得海量存儲(chǔ)能力、并行分布式處理能力、可擴(kuò)展與可伸縮能力。論文的主要內(nèi)容包括:1、分析衛(wèi)星運(yùn)控?cái)?shù)據(jù)的特點(diǎn),介紹衛(wèi)星運(yùn)控的相關(guān)知識(shí)背景。2、分析大數(shù)據(jù)技術(shù)的特點(diǎn)及對(duì)衛(wèi)星運(yùn)控?cái)?shù)據(jù)管理的適用性。介紹分布式存儲(chǔ)處理框架Hadoop以及No SQL數(shù)據(jù)庫理論技術(shù),分析探討No SQL與傳統(tǒng)關(guān)系型模型之間的差異,得出分布式處理框架和No SQL更適用于海量運(yùn)控?cái)?shù)據(jù)管理需求的結(jié)論。3、根據(jù)運(yùn)控?cái)?shù)據(jù)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)選擇合適的大數(shù)據(jù)平臺(tái)工具;4、基于hadoop分布式處理平臺(tái),將海量結(jié)構(gòu)化半結(jié)構(gòu)化衛(wèi)星工程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到HBase的數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)及優(yōu)化存儲(chǔ)方案,以及將海量非結(jié)構(gòu)化衛(wèi)星生命周期數(shù)據(jù)以文件方式存儲(chǔ)在HDFS分布式文件系統(tǒng)上,相應(yīng)的元數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到HBase以獲得快速查詢響應(yīng)特性和可擴(kuò)展特性。5、通過部署配置及優(yōu)化hadoop系統(tǒng)以及hbase存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證大數(shù)據(jù)技術(shù)在衛(wèi)星運(yùn)控領(lǐng)域的可行性。本文使用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)衛(wèi)星運(yùn)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ),具有一定的技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的探索。
[Abstract]:With the vigorous development of space exploration missions and scientific satellites in China, space science has developed from low altitude exploration to deep space exploration. The scope of scientific exploration has gradually expanded, and the number of detectors has increased, and satellite exploration missions have become more frequent. These factors triggered a rapid increase in the size of the data. From project establishment to on-orbit operation, scientific satellites produce a large number of data types, large amount of data, especially scattered storage. It is difficult to integrate them through traditional methods and to apply them to the on-orbit operation management of satellites. In the field of satellite operation control data management, the traditional methods for relational database management system are facing the challenges of massive structured, semi-structured and even unstructured data set storage management bottleneck, high concurrent access and high scalability. It is necessary to adopt new methods to implement effective management to better serve for satellite operation management applications and other applications. Based on the development of big data technology, the big data technology is introduced into the scientific satellite operation control system. The big data storage management method is applied to the data generated around the scientific satellite, and the satellite operation control data is stored in the No SQL non-relational database, which serves the on-orbit operation management of the satellite, and gives full play to its flexible and fast access mode. Fault tolerant disaster tolerance, high concurrent access, lateral scalability and other features. The big data storage and processing framework, Hadoop, is applied to the scientific satellite operation control system for centralized and unified management of massive unstructured data generated in the satellite life cycle. Under the premise of effectively controlling the maintenance cost of the system, the big data storage and processing framework is applied to the scientific satellite operation control system. The system can achieve mass storage, parallel distributed processing, scalability and scalability. The main contents of this paper include: 1, analyzing the characteristics of satellite operation control data, introducing the knowledge background of satellite operation control, analyzing the characteristics of big data technology and its applicability to satellite operation control data management. This paper introduces the theory and technology of distributed storage and processing framework Hadoop and No SQL database, and discusses the difference between No SQL and traditional relational model. It is concluded that the distributed processing framework and No SQL are more suitable for mass operation control data management. According to the characteristics of the operation control data, a suitable big data platform tool is designed and selected, which is based on the hadoop distributed processing platform. The massive structured semi-structured satellite engineering data is stored in HBase data model design and optimized storage scheme, and the massive unstructured satellite life cycle data is stored in HDFS distributed file system in the form of files. The corresponding metadata information is stored in HBASE to obtain fast query response and extensibility. The feasibility of big data technology in satellite operation control field is verified by deploying configuration optimizing hadoop system and hbase storage experiment. This paper uses big data technology to store satellite operation control data, which has some technical innovation and practical application value.
【學(xué)位授予單位】:中國科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:V556;TP311.13
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,本文編號(hào):2080959
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