卫星定位连续运行参考站网的系统架构及软件体系设计

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卫星定位连续运行参考站网相关技术的应用与研究,目前是测绘界研究的热点之一,国内外各类CORS正相继建立。经历多年的理论研究和具体实践,其工程水平和技术水平相继成熟,积累了一定的核心算法和服务模式,已经到了从整体上对其进一步研究和集成优化的阶段。建设CORS的服务体系是一个复杂的系统化工程,涵盖了CORS从数据采集到服务应用整个流程。本文针对CORS服务体系的数据共享和服务共享问题,从软件工程角度对CORS的数据采集、处理、计算、分发、服务等方面作了进一步梳理,主要研究内容和创新点如下:1)在立足当前研究现状和现有CORS建设的基础上,讨论了CORS的概念和较全面的分类;对CORS基础设施完备性进行了探讨,对CORS各组成部分及其功能定位做了划分和界定;较详细地分析了各子系统的功能和设备组成,建立了完善、实用且有利于扩展的拓扑结构;分析了CORS系统中最为核心的两种服务形式(实时定位服务与精密事后服务),分别阐述了其业务流程和数据流程;对CORS的技术指标,按覆盖范围、服务领域、系统精度、服务方式、可用性、完好性和兼容性等方面进行了表述。2)对CORS相关软件的研制现状进行了分析和总结,对CORS的业务流程和数据流程进行了建模,提出了较完备的CORS分布式软件体系结构、层次模型、部署方式。基于CORS中间件平台(CORS-MW),对基准站软件(CORS-RSS)、系统管理软件(CORS-SMC)、数据计算软件(CORS-DOT)、用户服务软件(CORS-USS)、事后定位服务软件(CORS-WEB)和用户应用软件(CORS-UAS)等6个软件进行了自主设计,并用UML图例对各个软件的部件、类和核心交互流程进行了较详细的阐述。3)对CORS相关的业务数据、工况数据等进行了分析和汇总,提出并采用了基于实时数据的存储和管理方式,设计了基准站数据库、业务数据库和服务数据库等三类数据库,并阐述了它们之间的数据同步关系,建立了较合理的数据库逻辑模型和物理模型。4)针对CORS事后定位服务,制定了软件设计和开发策略,将CORS-WEB划分为在线数据服务系统(CORS-ODS)和在线定位服务系统(CORS-OPS)两部分。对两者的基本功能分别进行了较细致的分析,提出了技术集成方案和系统设计方案,开发了原型系统。本文提出的CORS系统架构,从完备性、集成性、可扩展性、安全性方面进行了较细致的研究,并给出了较合理的方案,对CORS相关工程建设有一定的借鉴意义;本文在软件体系架构方面的设计成果和实践,可有效地改善当前CORS领域软件开发现状中软件和研究成果保密、软件功能单一、无统一的开发标准和架构模型等一系列问题,具有一定的实用价值。
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