基于“互联网+”模式下的空间科学科技领域云研究
陈龙 陈莲 杨羽 杨觐菡 杨启睿 石佳鑫 贵州财经大学 摘要:在我当前的很多领域中,已经建成了“互联网+”运行模式,实现对各类信息的有效收集和整理,而在空间科学科技领域中,往往需要能够对大量数据进行全面分析,所以在该领域中应用“互联网+”模式能够取得很好的应用效果。基于对“互联网+”模式应用原理的研究,本文探究了这种模式在空间科学科技领域中的应用方式,推进我国的空间科学更好发展。 关键词:互联网+;空间科学科技;大数据;云计算 引言:空间科学科技涉及多种内容,大体上可分为空间探测机领域、空间运动研究领域以及气象研究领域,这些领域有一个共同点,就是在具体的科研过程中需要进行大量数据运算,传统的计算方法已经不能满足当前的计算要求,并且原有的计算机系统也不能满足对这些数据的存储要求,故而在当前和今后的发展中,“互联网+”模式有很好的应用前景。 一、“互联网+”模式在空间科学科技领域云研究的应用思路 (一)应用的技术类型 在空间科学科技的研发中,当前主要的应用方向为卫星的运行方式,然而对于人造卫星来说,在运行过程中设计卫星有效载荷设计、轨道交互、姿态控制等多个方面,在这些具体的工作内容中,都会产生大量的运行数据,传统的方式已经逐渐不能满足对这些数据的快速精准处理要求,所以需要在“互联网+”平台的建设中确定需要应用的技术类型。在当前的计算机技术和网络技术中,已经开发出了大数据技术和云计算技术,所以在平台的建设过程中可以将这两种设备作为系统的运行基础,大数据技术对卫星本身的数据进行收集,尤其是对卫星传输回的数据进行存储和记录。而云计算技术在应用中将对获取的数据进行全面计算和分析,通过对这些内容的研究获得精确结果。 (二)技术发挥的作用 在“互联网+”平台的建设中,应用的各类技术能够发挥重要作用,这些作用从整体上可分为两类。一类为卫星的运行情况,在我国当前的发展空间探测中,已经发射了大量的人造卫星,在这些卫星的运行过程中通常需要进行轨道交互操作,在该过程中需要考虑多种因素,比如卫星载荷、卫星姿态等,传统的控制体系中需要应用相关计算软件探究卫星的最佳变轨方式,但是随着数据量的飙升,传统的设计方式已经不能满足当前的要求,所以需要应用云计算技术对相关数据进行快速精确处理。另一类为对各项数据的收集和整理,在空间科学科技中,该项工作为主要的工作内容,例如在气象卫星的运行过程中,通过卫星中搭载的有效载荷能够对地面中的云图等内容进行全面观测,由地面平台应用云计算技术对观测到的数据进行整理,并将这些数据带入到建设的相关模型中,实现对相关数据的全面精确分析。 (三)平台的构建方式 在平台的构建过程中,需要保证各项技术能够被有效应用,虽然大数据技术在应用中是以现有的软件技术为基础进行建设的,但是需要对数据的存储方式等内容进行改变,以保证系统能够处于稳定的运行状态下。通常情况下大数据技术需要能够与云计算系统进行有效对接,这就要要求云计算系统需要能够随时调用云数据库中的各类数据。另外对于气象信息来说,也属于空间科学科技领域,但是对于气象变化来说,除了要应用气象卫星进行相关数据的研究和分析,还需要能够整个地表的相关参数,所以在平台的构建过程中,也要在整个系统中设置多类传感器,最终实现对相关信息的全面有效收集。 二、“互联网+”模式在空间科学科技领域云研究中的具体应用 (一)卫星轨道交互方面 在卫星轨道交互过程中,需要进行坐标系变换,对于不同类型的卫星来说,坐标系变换的数量有很大区别,近地卫星轨道交互通常涉及两个卫星运行坐标系变换,在该过程中还需要对地心坐标系对卫星运行状态的影响进行考虑。在当前的计算技术中,需要应用矩阵工具完成数据计算工作,这种方式虽然能够在一定程度上提升计算速度,但是在应用过程中会产生大量数据,对于系统的运行过程来说,传统的计算机性能已经不能满足当前和今后的系统运行要求。但是在各类计算软件中,已经建成了对矩阵的计算模型,所以在系统的运行和发展中,可以在云计算技术中应用这些模型进行数据处理,提高系统的平台的运算速度,并在一定程度上降低系统的运算成本。 (二)卫星数据传输方面 在各类卫星的运行过程中,都会产生大量的观测数据,对于空间科学科技来说,最基本的工作为对这些数据进行分析和研究,同时地面控制系统也会对卫星的运行状态进行监测,以确定卫星的运行状态。以气象卫星为例,在运行过程中会产生大量的气象数据,在获取这些信息后,卫星会将这些信息传输地平台中,对于气象数据来说,基本处于实时变化状态,在“互联网+”平台的运行过程中,会应用大数据技术对这些实时数据进行全面有效存储。同时在完成该过程后,云计算技术会对这些数据进行整理,尤其是在大数据技术的应用中,会通过各类地面气象传感器获取相关数据,在平台的运行过程中,通过对这些数据的整合与应用能够全面提升天气预报的准确度。 (三)行星信息收集整理方面 在空间科学科技领域中,一个研究重点为对行星的运动信息进行收集,当前应用的主要方法为地面的空间望远镜和太空望远镜,在这些望远镜的运行过程中,会获取大量的数据,在系统的运行过程中生成大量数据,这些数据将由“互联网+”平台进行处理。在该过程中,各类望远镜可以视作大数据技术中的相关传感器,在获取相关信息后有通信系统将这些数据传输到数据分析平台中,从而实现对这些数据的全面稳定分析。需要注意的是,为了能够提高数据收集和整理的速度,通常需要建设相应的数据处理和计算模型,在数据处理过程中根据数据的运行类型对这些数据进行分析和整理,在保证数据处理精度的基础上加快数据处理速度。 (四)通信系统搭建 在空间科学科技领域中,最核心的建设内容为卫星的通信系统建设,尤其是在当前的空间技术中,通信卫星和导航卫星数量逐年提升,所以在“互联网+”平台的建设过程中,卫星本身的系统需要被合理设计,保证卫星之间能够正常稳定通信,在当前的通信系统建设中,卫星与地面的通信主要为地面站获取相关通信信息,地面控制平台对相关信息进行获取后,由云计算系统对卫星的运行参数进行计算和解读,在此基础上对卫星的运行状态进行合理控制。需要注意的是,通信系统在运行过程中也需要与卫星的控制系统进行有效衔接,所以在平台的“互联网+”平台的建设过程中也需要对系统中产生的各类数据进行详细分析,这就要求在整个平台的建设过程中,也需要对系统的控制平台进行一定程度上的修正和优化,最大限度保证整个系统之间有很强的衔接性。 结论:综上所述,在空间科学科技领域中,由于需要进行大量数据的采集和运算,所以需要应用“互联网+”平台对这些数据进行有效整合,在该系统的应用中,能够在轨道交互方面、卫星数据传输方面、行星信息收集方面和通信系统搭建方面发挥重要作用,另外由于在平台建设中应用了大数据技术和云计算技术,还能够同时收集多种数据类型,实现对相关信息的精准分析。 参考文献: [1]李灵樨.“互联网+”模式下的空间科学科技领域云[A].中国地球物理学会信息技术专业委员会.中国地球物理学会信息技术专业委员会“互联网+地球物理”研究论坛论文摘要集[C].中国地球物理学会信息技术专业委员会:中国地球物理学会信息技术专业委员会,2016:2. [2]宋炜炜.基于时空信息云平台的空间大数据管理和高性能计算研究[D].昆明理工大学,2015. [3]Daniel Floreani,Lloyd Wood.把互联网送上太空轨道探索IP网络技术在空间科学中的应用潜力[J].中国新通信,2006(12). |