QTT天文观测软件系统协调中心的研究和设计
文献类型：学位论文
| 作者 | 李军
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| 答辩日期 | 2021-06-01 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 王娜 |
| 关键词 | 奇台射电望远镜 天文观测软件系统 协调中心 系统架构 |
| 学位名称 | 理学博士 |
| 学位专业 | 天文技术与方法 |
| 其他题名 | Research and Design of QTT Astronomical Observation Software System Coordination Center |
| 英文摘要 | 奇台射电望远镜（QTT）是一架口径为110米的全向可转动望远镜，具有波段覆盖范围宽、科学目标广的特点。QTT建成后将满足脉冲星、分子谱线、星系核和星系结构、宇宙暗物质和结构形成、各类巡天、VLBI及深空探测等科学目标的观测需求。为了满足这些科学目标观测，QTT的硬件设备具有分布范围广、软件逻辑功能复杂等特点。其中，QTT的天线、接收机、终端、时间与频率等子系统使用的软件采用不同技术，这些技术主要包括运行平台、编程语言、通讯接口等。针对平台、编程语言、网络的异构性，本文提出一款以协调中心为核心的天文观测软件系统，并对协调中心进行重点研究和设计，主要包括以下方面：(1) 设计和分析天文观测软件系统：通过分析QTT的科学需求和应用需求，设计一款多功能、复杂的控制软件，能连接、集成和管理QTT的硬件、操作系统、平台等。在设计天文观测软件系统之前，不仅需要考虑子系统的运行环境及其异构性，还需要融入现代软件系统的理论和方法。其中，天文观测软件系统使用的理论主要包括层级架构、面向服务架构、领域驱动设计，使用的设计方法和工具主要为设计模式、中间件、序列化工具。天文观测软件系统的研究和设计包括两方面，首先，分析国内外射电望远镜天文观测软件系统及其架构，总结出射电望远镜天文观测软件系统使用基于中间件框架的分布式架构构建；其次，剖析QTT天文观测软件系统及其架构、工作流程，并对主要子系统进行分析。(2) 研究和设计协调中心：协调中心是天文观测软件系统的核心，不仅能协同、管理QTT的天线、接收机、终端、传感器、软件等软硬件子系统，还能在高精度观测中实时校准、调整硬件设备。在设计协调中心时需满足QTT子系统之间的消息传输，消息传输的效率、实时性和可靠性等，同时对协调中心架构和流程进行研究和设计。协调中心架构结合SOA的企业服务总线、层级架构、中间件构建，以满足QTT子系统之间的消息传输，这些消息主要包括控制信息、反馈信息、监视参数、日志数据和配置数据。通过分析协调中心的需求，其架构设计主要包括以下方面：首先，概述主流射电望远镜天文观测软件系统协调中心架构的研究现状；其次，分析协调中心的观测流程；最后，初步设计协调中心架构做，并分析和设计协调中心的主要功能模块。(3) 研究和设计协调中心模块：这些模块主要包括核心服务、用户交互、信息、用户管理、配置等模块，以及各模块之间的接口，并对这些模块进行设计。在协调中心模块设计中，只需将各模块进行有效地研究和分析才能设计出优良的协调中心，并最终设计功能完善的天文观测软件系统。综上所述，本文研究天文观测软件系统、协调中心及其架构、模块的设计。通过调研国内外的射电望远镜天文观测软件系统及其中包含的协调中心的特点，建立天文观测软件系统架构和协调中心架构。协调中心架构结合SOA的企业服务总线、领域驱动设计和层级架构构建，同时设计协调中心的主要功能模块，定义模块之间的关系，并运用设计模式使该架构更加灵活，确保QTT在天文观测中具有灵活性、扩展性、稳定性等特性。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 122 |
| 源URL | [http://ir.xao.ac.cn/handle/45760611-7/4734]  |
| 专题 | 研究生 |
| 作者单位 | 中国科学院新疆天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李军. QTT天文观测软件系统协调中心的研究和设计[D]. 北京. 中国科学院大学. 2021. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆天文台
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