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1、(10)申请公布号 CN 102412990 A (43)申请公布日 2012.04.11 C N 1 0 2 4 1 2 9 9 0 A *CN102412990A* (21)申请号 201110369997.4 (22)申请日 2011.11.18 H04L 12/24(2006.01) (71)申请人中国科学院对地观测与数字地球科 学中心 地址 100094 北京市海淀区邓庄南路9号 (72)发明人张建国 李景山 王建 林友明 (74)专利代理机构北京纽乐康知识产权代理事 务所 11210 代理人苏泳生 (54) 发明名称 具有集中管理和实时传输功能遥感卫星原始 数据记录系统 (57) 。
2、摘要 本发明涉及一种具有集中管理和实时传输功 能遥感卫星原始数据记录系统，包括管理调度子 系统、数据输出子系统、若干记录设备和操作终 端，所述管理调度子系统和数据输出子系统构成 管理调度和数据输出公用平台，管理调度和数据 输出公用平台通过网络交换设备提供记录任务管 理和数据实时传输信息；若干记录设备在共用平 台上运行完成卫星数据实时记录，记录设备从接 收系统接收数据，并把记录数据实时传输给数据 输出子系统，操作终端与网络交换设备连接。本发 明的有益效果为：提高了设备利用率，提出的集 中管理和实时传输高可用方案，使得记录系统运 行更加可靠，遥感卫星数据在记录的同时可以实 时传输数据，提高数据传输。
3、时效性。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 CN 102413003 A 1/1页 2 1.一种具有集中管理和实时传输功能遥感卫星原始数据记录系统，包括管理调度子系 统（1）、数据输出子系统（2）、若干记录设备（3）和操作终端（4），其特征在于：所述管理调度 子系统（1）和数据输出子系统（2）构成管理调度和数据输出公用平台，所述管理调度和数 据输出公用平台通过网络交换设备（5）提供记录任务管理和数据实时传输功能；所述若干 记录设备（3）在所述管理调度和数据输出公用平台上运行完成卫星数据实时记录，。
4、所述记 录设备（3）从接收系统（6）接收数据并把记录的数据实时传输给数据输出子系统（2），操作 终端（4）与网络交换设备（5）连接。 2.根据权利要求1所述的具有集中管理和实时传输功能遥感卫星原始数据记录系统， 其特征在于：管理调度子系统（1）由主备管理调度服务器（11）和共享存储设备（22）构成， 其中两台管理调度服务器（11）分别与共享存储设备（22）以及网络交换设备（5）连接；当主 管理调度服务器（11）发生故障时管理调度子系统（1）进行主动切换，备用管理调度服务器 （11）接替故障服务器，继续完成管理调度任务。 3.根据权利要求2所述的具有集中管理和实时传输功能遥感卫星原始数据记录系统。
5、， 其特征在于：数据输出子系统（2）由若干数据输出服务器（21）和共享存储设备（22）构成， 其中所述若干数据传输服务器（21）分别与共享存储设备（22）以及网络交换设备（5）连接， 数据输出服务器（21）将数据传输给记录设备（3）之外的数据传输系统（7），数据输出子系 统（2）根据记录设备传输遥感卫星数据的负载情况均衡使用多台传输服务器的网络带宽资 源，在数据传输过程中，当正在传输某轨数据的输出服务器发生故障，其他的输出服务器可 以接替故障服务器，继续完成该轨剩余数据的传输。 4.根据权利要求2所述的具有集中管理和实时传输功能遥感卫星原始数据记录系统， 其特征在于：记录设备（3）包括记录服务。
6、器（31）和快视终端（32），其中快视终端（32）与网 络交换设备（5）连接，记录服务器（31）与接收系统（6）以及网络交换设备（5）连接，记录设 备（3）运行在所述的管理调度和数据输出共用平台上，多个记录设备公共的管理功能和数 据传送功能由共用平台提供。 5.根据权利要求1-4任一项所述的具有集中管理和实时传输功能遥感卫星原始数据 记录系统，其特征在于：所述网络交换设备（5）由是高速的Infiniband或者万兆以太网网 络（52）以及千兆以太网网络（51）构成，Infiniband或者万兆以太网网络（52）提供卫星原 始数据的在记录系统内部的高速传输，千兆以太网网络（51）提供记录系统内部。
7、管理调度控 制信息的传输。 权 利 要 求 书CN 102412990 A CN 102413003 A 1/4页 3 具有集中管理和实时传输功能遥感卫星原始数据记录系统 技术领域 0001 本发明涉及遥感卫星原始数据处理技术领域，尤其涉及一种具有集中管理和实时 传输功能遥感卫星原始数据记录系统。 背景技术 0002 具有集中管理和实时传输功能遥感卫星原始数据记录系统，实时记录遥感卫星原 始数据并通过网络把记录的数据实时的传输给外部的数据传输系统，完成原始数据实时记 录和实时传输。随着我国在轨卫星数量的不断增加，各个接收站研制和即将研制的记录设 备越来越多，每套记录系统或者记录设备都有各自的管。
8、理功能、各自的传输功能，每增加一 套记录设备，都要重复研制其管理、传输等相关软硬件，不断新增多套记录设备缺乏统一管 理系统和传输系统，并造成多套记录设备可共用设备的重复建设和投资。 0003 针对以上问题，需要对记录系统的管理、传输等软硬件进行统一设计和研制，建立 集中管理和实时传输共用平台，解决记录分系统中的集中管理、集中传输共用平台和实时 数据传输问题，提高记录设备利用率和可靠性，并为记录数据的实时传输提供有效的技术 手段。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种具有集中管理和实时传输功能遥感卫星原始数据记录 系统，解决记录系统中管理、传输等相关软硬件子系统重复建设问题，提高记录设备利。
9、用 率，并为记录数据的实时传输提供有效的技术手段，以克服目前现有技术存在的上述不足。 0005 本发明的目的是通过以下技术方案来实现： 一种具有集中管理和实时传输功能遥感卫星原始数据记录系统，包括管理调度子系 统、数据输出子系统、若干记录设备和操作终端，所述管理调度子系统和数据输出子系统构 成管理调度和数据输出公用平台，管理调度和数据输出公用平台通过网络交换设备提供记 录任务管理和数据实时传输功能，管理调度子系统由两台管理调度服务器和共享存储设备 构成，两台管理调度服务器分别与共享存储设备以及网络交换设备连接；所述若干记录设 备在共用平台上运行完成卫星数据实时记录，所述记录设备包括记录服务器和。
10、快视终端， 快视终端与网络交换设备连接，记录服务器与接收系统以及网络交换设备连接，记录设备 从接收系统接收数据并记录在记录服务器中，并把记录数据实时传输给快视终端和数据输 出子系统，快视终端对记录的原始数据进行快视显示，数据输出子系统由若干数据输出服 务器和共享存储设备构成，若干数据传输服务器分别与共享存储设备以及网络交换设备连 接，数据输出服务器将数据传输给记录设备之外的数据传输系统；数据输出服务器还可以 承担记录数据非实时传输功能，把记录后的原始数据文件传输给外部的数据传输系统；操 作终端与网络交换设备连接，并提供对记录系统的操作界面；网络交换设备为共用平台提 供两种网络，一种是高速的In。
11、finiband或者万兆以太网网络，提供卫星原始数据的在记录 系统内部的高速传输，另一种是千兆以太网网络，提供记录系统内部管理调度控制信息的 说 明 书CN 102412990 A CN 102413003 A 2/4页 4 传输。 0006 管理调度子系统通过千兆以太网对外提供单一IP（Internet Protocol）地址，操 作终端通过该IP地址与管理调度子系统通信，向该管理调度子系统提交管理调度任务，管 理调度子系统调度多台记录设备，完成记录任务。该子系统中的两台服务器通过网络互相 监听，实现工作备份，共享存储提供管理调度程序的公共存储信息，主节点和备用节点均能 够独立的访问管理调度。
12、程序和信息。 0007 数据输出子系统通过高速网络对外提供单一IP地址，记录设备在实时数据传输 的时候，向数据输出子系统发送实时数据，数据输出子系统根据数据输出服务器资源占用 情况，选择其中的一台数据输出服务器接收实时传输的数据，同时把数据写入共享存储，并 把该数据传输到外部数据传输系统。共享存储提供传输数据的存储信息，各个节点均能够 该共享存储，确保了一台传输服务器故障，其他接管的服务器可以从共享存储中得到续传 的数据。 0008 本发明的有益效果为：解决了遥感卫星接收站每增加一套记录系统需要重复研制 管理和传输等相关软硬件问题，提高了设备利用率，提出的集中管理和实时传输高可用方 案，使得记。
13、录系统运行更加可靠，遥感卫星数据在记录的同时可以实时传输数据，提高数据 传输时效性。 附图说明 0009 下面根据附图对本发明作进一步详细说明。 0010 图1是本发明实施例所述的具有集中管理和实时传输功能遥感卫星原始数据记 录系统的结构框图； 图2是本发明实施例所述的具有集中管理和实时传输功能遥感卫星原始数据记录系 统的数据记录和实时传输流程图。 0011 图中： 1、管理调度子系统；11、管理调度服务器；2、数据输出子系统；21、数据输出服务器； 22、共享存储设备；3、记录设备；31、记录服务器；32、快视终端；4、操作终端；5、网络交换设 备；51、千兆以太网网络；52、Infinib。
14、and或者万兆以太网网络；6、接收系统；7、数据传输系 统。 具体实施方式 0012 如图1所示，本发明实施例所述的一种具有集中管理和实时传输功能遥感卫星原 始数据记录系统，包括管理调度子系统1、数据输出子系统2、若干记录设备3和操作终端4， 所述管理调度子系统1和数据输出子系统2构成管理调度和数据输出公用平台，管理调度 和数据输出公用平台通过网络交换设备5提供记录任务管理和数据实时传输信息，管理调 度子系统1由两台管理调度服务器11和共享存储设备22构成，两台管理调度服务器11分 别与共享存储设备22以及网络交换设备5连接；若干记录设备3在共用平台上运行完成 卫星数据实时记录，记录设备3包括。
15、记录服务器31和快视终端32，其中快视终端32可选， 快视终端32与网络交换设备5连接，记录服务器31与接收系统6以及网络交换设备5连 接，记录设备3从接收系统6接收数据并记录在记录服务器31中，并把记录数据实时传输 说 明 书CN 102412990 A CN 102413003 A 3/4页 5 给快视终端32和数据输出子系统2，快视终端32对记录的原始数据进行快视显示，数据输 出子系统2由若干数据输出服务器21和共享存储设备22构成，若干数据传输服务器21分 别与共享存储设备22以及网络交换设备5连接，数据输出服务器21将数据传输给记录设 备3之外的数据传输系统7；数据输出服务器21还可。
16、以承担记录数据非实时传输功能，把 记录后的原始数据文件传输给外部的数据传输系统7；操作终端1与网络交换设备5连接， 并提供对记录系统的操作界面；网络交换设备5为共用平台提供两种网络，一种是高速的 Infiniband或者万兆以太网网络52，提供卫星原始数据的在记录系统内部的高速传输，另 一种是千兆以太网网络51，提供记录系统内部管理调度控制信息的传输。 0013 如图2所示，数据记录和实时传输流程如下：在操作终端4上向管理调度子系统1 提交记录计划任务，管理调度子系统1解析记录计划后调度相应的记录设备3进行数据记 录任务，同时把记录的数据实时的传输给数据输出子系统2，数据输出子系统2选择适当的。
17、 输出服务器把数据传输给记录系统外部的数据传输系统7。 0014 所述管理调度子系统1通过网络交换设备5中的千兆以太网对外提供单一IP （Internet Protocol）地址，操作终端4通过该IP地址与管理调度子系统1通信，向该管理 调度子系统1提交管理调度任务，管理调度子系统1调度多台记录设备3，完成记录任务。 管理调度子系统1中的两台管理调度服务器11通过网络互相监听，实现工作备份，共享存 储设备22提供管理调度程序的公共存储信息，主节点和从节点均能够独立的访问管理调 度程序和信息，当其中主节点出现问题时，备用节点能够自动立即接替工作，使记录系统的 管理调度功能不受影响，提高了系统的可。
18、靠性。 0015 所述数据输出子系统2由若干数据输出服务器21和共享存储设备22构成，由于 网络交换设备5采用的Infiniband网络或者万兆以太网络，向外部数据传输系统输出的网 络是千兆以太网，并且外部网络可使用带宽存在不确定性，会造成向外部网络输出数据时 的外部网络拥塞，为了避免由于内部数据带宽高、外部带宽低可能造成的数据丢失问题，采 用共享存储设备22把传输的数据存储在共享存储上；数据输出子系统2通过高速网络对外 提供单一IP地址，记录设备3在实时数据传输的时候，向数据输出子系统2发送实时数据， 数据输出子系统2根据数据输出服务器资源占用情况，选择其中的一台数据输出服务器21 接收实时。
19、传输的数据，同时把数据写入共享存储设备22，并把该数据传输到外部数据传输 系统7。当正在传输某轨数据的传输服务器发生故障，数据输出子系统2中的其它传输服务 器21可以接替该故障服务器，继续完成剩余数据的传输。共享存储设备22提供传输数据的 存储信息，各个节点均能够该共享存储，确保了一台传输服务器故障，其他接管的服务器可 以从共享存储设备22中得到续传的数据。该实时传输过程对数据实时传输过程是透明的， 多个记录设备3共享多台输出服务器的聚合网络带宽，只要数据输出子系统中有一台服务 器正常工作，其他的任何输出服务器故障，均不影响正在传输的任务和下一轨道的传输任 务。该数据输出子系统大大提高了输出设。
20、备利用率和传输的可靠性。 0016 所述若干记录设备3在管理调度和数据输出子系统构成的共用平台上运行，记录 服务器通过以太网络或者特别定制的记录卡从接收系统接收数据到记录服务器内存中，在 内存中的数据分三路进行后续处理，第一路存服务器本地硬盘形成遥感卫星记录文件，第 二路通过高速网络送快视显示终端进行快视显示，第三路通过高速网络送数据输出子系统 向外部实时传输原始数据。把实时传输和实时快视运行的硬件从记录服务器中分离出来， 说 明 书CN 102412990 A CN 102413003 A 4/4页 6 是为了最大限度的确保记录服务器可以可靠的记录卫星原始数据。如果把实时快视和实时 传输功能。
21、在记录服务器上实现，快视文件的保存、实时数据传输遇到网络拥塞等会占用硬 盘读写资源，影响原始数据在硬盘上记录性能，甚至会丢失数据。采用共用的数据输出子系 统后，需要实时传输的数据通过高速网络无阻塞发送给数据输出子系统，避免了因为实时 数据传输网络拥塞影响记录性能问题。 0017 进一步说明，第二路数据在送快视终端32显示时，如果因为网络或者快视终端故 障等问题导致数据不能及时输出，记录服务器31上的数据发送程序会把该路实时数据丢 弃，同时发送数据的程序会间隔几秒钟尝试重新连接快视显示终端上数据接收程序，故障 恢复后，继续发送数据，此故障期间送快视显示终端的数据丢失，不再重新传输丢失的数 据。 。
22、0018 第三路数据在送数据输出子系统2程中，如果因为网络或者正在工作的数据输出 服务器故障导致数据不能及时输出，记录服务器31上的数据发送程序将在内存中缓存大 小的数据，同时送数据的程序会间隔几秒钟尝试重新连接数据输出子系统，由于数据输出 子系统2采用的网络负载均衡方案，备用的数据输出服务器21会立刻工作，第三路数据传 输发送程序会重连成功，数据发送程序把内存缓存数据和后续数据按顺序发送给数据输出 子系统2，确保数据输出子系统2中数据传输服务器21发生故障时正在实时传输的当前轨 道数据不丢失。如果在记录服务器31设定的内存缓存数据填满后，第三路数据仍然没有恢 复连接，记录服务器31上的数据发。
23、送程序将对丢弃缓存数据。重新连接后，实时发送后续 的实时数据，当整轨数据记录完成后，数据发送程序再从记录在硬盘的文件中获得故障过 程中丢失的数据，把该丢失数据发送给数据输出子系统2，完成实时传输数据的补充传输。 第三路发送数据的数据采用数据包连续编号方法，使得数据输出子系统和其他外部系统获 得的数据能够根据数据包编号整理出记录数据的先后关系，从而恢复出原始数据正确记录 顺序。另外数据输出子系统接收程序如果根据数据包编号整理数据后发现出现丢失数据包 情况，可以向数据发送程序请求重新发送相应数据包数据，从而进一步确保实时传输数据 的正确性。 0019 本发明有效的解决了遥感卫星接收站每增加一套记录系统需要重复研制管理和 传输等相关软硬件问题，提高了设备利用率，提出的集中管理和实时传输高可用方案，使得 记录系统运行更加可靠并提高了数据传输时效性。 0020 本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种 形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技 术方案，均落在本发明的保护范围之内。 说 明 书CN 102412990 A CN 102413003 A 1/2页 7 图1 说 明 书 附 图CN 102412990 A CN 102413003 A 2/2页 8 图2 说 明 书 附 图CN 102412990 A 。