基于云计算的卫星导航数据管理体系及其关键技术研究

NTSC-IR > 导航与通信研究室

	基于云计算的卫星导航数据管理体系及其关键技术研究
其他题名	Research on GNSS Data Management Architecture and Its Key Technologies Based on Cloud Computing
	刘枫
导师	吴海涛刘西洋
	2014-05
学位授予单位	中国科学院大学
学位专业	天体测量与天体力学
关键词	全球卫星导航系统云计算分布式存储并行处理搜索引擎
摘要	随着卫星导航系统的日益发展，其所产生的数据呈爆炸式的增长，如何对海量导航数据进行高效地管理将成为卫星导航系统所面临的重大问题。本文融合云计算和卫星导航，研究使用云计算的数据管理技术对卫星导航数据进行管理的方法，建立了基于云计算的卫星导航数据管理体系，并分别从数据存储、处理和搜索三方面对其关键技术进行了分析和研究。论文的主要研究内容如下：1）分别以GPS、EGNOS和IGS为例，对典型的卫星导航系统结构及数据业务进行了深入分析，归纳出卫星导航数据业务的关键特征，给出了一个由数据采集、数据存储、数据处理、数据服务四个层次组成的卫星导航数据原型系统NDPS（GNSS Data Prototype System）；2）研究了云计算应用于大数据（Big Data）管理的关键技术，分析了利用云计算平台对卫星导航数据进行管理的可行性，归纳了其优势以及可能存在的问题；3）结合GNSS数据业务特征和云计算的数据管理技术，设计了云卫星导航数据管理体系CNDMA（Cloud GNSS Data Management Architecture），该体系包含基础设施层、云平台层、数据层以及服务层；同时，基于开源的云计算平台Hadoop给出了该体系的一种实现模型；4）针对CNDMA体系中数据分布式存储所遇到的可靠存储问题，以数据存储成本和存储可靠性为目标，建立了多目标可靠存储优化模型，设计了求解该模型的遗传算法，通过实验验证了模型的正确性和有效性；5）针对CNDMA体系中导航数据的高效处理问题，设计了基于MPI+OpenMP技术的并行分布式数据处理方法；并在实际工作中，将该方案应用于GNSS监测接收机的数据处理，实验结果证明该方案可以大大减少数据的处理时间；6）针对CNDMA体系中导航数据的高效搜索和调用问题，使用基于Hadoop、Solr以及Memcached技术的索引策略和缓存策略设计了针对海量卫星导航数据的搜索引擎，通过实验证明该引擎可有效地提升数据的搜索性能。本文的研究表明，将云计算应用于卫星导航，可以有效地解决卫星导航系统所面临的海量数据管理问题，为卫星导航系统数据业务平台的技术发展提供了有力的支撑
部门归属	导航与通信研究室
页数	93
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://210.72.145.45/handle/361003/7285
专题	导航与通信研究室
推荐引用方式 GB/T 7714	刘枫. 基于云计算的卫星导航数据管理体系及其关键技术研究[D]. 中国科学院大学,2014.

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刘枫.doc（15247KB）			限制开放	CC BY-NC-SA	浏览请求全文