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ADS-B 數據處理中心的設計與實現
閱讀:105 發布時間:2020-8-121 ADS-B 數據處理中心系統設計背景
2014 年 11 月,*頒發了《ADS-B 數據處理中心系統配置要求》和《ADS-B 數據處理中心系統運行低功能與性能要求》,進一步明確了 ADS-B 數據處理中心、數據站的配置要求、功能與性能要求。為實現 ADS-B 數據處理中心、數據站配置要求、功能與性能要求,中南空管局通信網絡中心專門組建團隊進行 ADS-B 數據處理中心系統的設計和開發工作,并承擔三亞數據站的建設。
2 數據處理中心系統概述
2.1系統設計思路
系統后臺服務采用模塊化設計,模塊之間相互獨立,模塊之間采用自定義消息格式進行信息傳遞。用戶可以通過瀏覽器在任意一個網絡連通的終端對系統參數進行配置和監控系統運行情況。系統航跡顯示采用客戶端方式,達到更好的航跡顯示及操作體驗。
系統采用三網 (A/B/S) 結構,其 A/B 兩路均可獨立運行,A/
B 兩路所有服務器輸入和輸出的數據配置均保持一致,任何單點故障系統可以快速進行主備切換,保證系統正常運行。系統 A/B 雙路采用并行模式,用戶可以根據實際情況進行主備切換,切換過程中通過系統緩存方式保證數據完整性,并通過記錄輸出數據時間標識保證輸出目標數據時間和位置等的性。系統 A/B 路監控程序通過一段時間的數據量、數據質量統計以及網絡和服務器狀態等判斷系統故障情況,當系統主用通道出現故障時能夠自動切換或用戶人工切換的備用通道進行運行。S 網用于旁路、數據錄制回放、監控、管理、配置、NTP 時鐘服務、對外發布等功能。
2.2 系統架構
系統架構如圖 1 所示。系統網絡設計包括輸入子網、運行子網和輸出子網三個部分,不同的子網采用獨立的網絡交換設備。輸入子網、運行子網和輸出子網采用三網絡 (A/B/S 網) 冗余結構。
輸入子網用于數據的輸入,接入數據來源包括 ADS-B 地面站、數據處理中心、航管雷達(多點定位)等監視源、轉報機、飛行計劃集中處理系統等。運行子網主要承擔數據融合驗證處理功能。輸出子網主要承擔數據的輸出前處理、輸出、數據錄制回放等功能。
3 系統功能模塊
系統由三個部分組成,航跡顯示客戶端用來顯示航跡動態、航跡告警、航跡回放等;后臺服務包括 ADS-B 數據收集解析模塊、雷達數據收集解析模塊、飛行計劃數據收集解析模塊、數據質量 統計模塊、數據融合驗證模塊、數據錄制回放模塊、數據分發處理模塊等 ;Web 服務用來進行系統監控、參數配置和系統管理等, 各個系統組件和模塊之間通過消息處理程序進行信息傳遞。
ADS-B 數據收集解析模塊、雷達數據收集解析模塊和飛行計劃數據收集解析模塊用于收集 ADS-B 數據、雷達數據和飛行計劃數據,經數據解析、坐標及投影轉換、格式檢查等處理后發送給數據融合驗證模塊進行多數據源融合。
錄制模塊用于記錄原始輸入的 ADS-B 數據、融合驗證后的數據、數據分發處理后的數據、雷達數據和飛行計劃數據 ;回放時讀取錄制的原始 ADS-B 數據、融合驗證后的數據、數據分發處理后的數據、雷達數據等進行回放。
配置監控管理模塊用于對系統運行參數,包括在線參數、離線參數的配置,對系統各個模塊的運行情況進行監控以及可以進行模塊的關閉、啟動、重啟等操作。
數據分發處理模塊針對不同類別的用戶,定制不同的數據項、范圍、延時等數據發送給用戶。
旁路模塊接入關鍵站點的地面站數據,同時監控 A/B 網各服務器的運行狀態,當 A/B 服務器同時出現故障導致無數據輸出時,自動選擇接入的關鍵站點 A/B 通道其中一路進行輸出。