航天遥测数据实时存储及可视化系统设计与实现

摘要

随着科学技术的突飞猛进和我国综合国力的日益提升，我国的航空航天事业取得了巨大进展，对国民经济发展和国际地位提升起到了积极的作用。遥测系统作为航空航天事业腾飞的关键支柱之一，担任着测量、传输和处理运载器状态和数据的任务，反映运载器运行状态的同时也是飞行安全的重要保障。为保证遥测系统的正常运行，遥测数据处理系统在地面指控端对遥测数据进行集中的处理和展示，便于指挥员对运载器的状态进行判断和决策，具有深刻的研究意义。
　　本文针对航天发射任务期间传输频率高、传输量巨大的遥测数据，在Java开发环境下，利用Mysql数据库，使用模块化设计的思想，设计了一种可对实时遥测数据进行收集、存储、压缩和展示的遥测数据可视化系统，并基于马氏距离对遥测实时数据进行初步评估，对遥测数据应用和分析做出了研究和探索。该系统具有实时性强、存储及查询效率高等特点，对于遥测系统的运行记录，后期的数据分析都具有实际工程意义和参考价值。
　　论文在研究了国内外遥测数据系统的发展现状和数据评估的相关理论的基础上，完成的主要工作内容如下：
　　首先，提出了遥测数据实时存储方面的需求，并对遥测实时数据的特点进行了分析。针对所提出的实时存储重难点，本文设计了一种基于多线程的遥测数据实时存储方法，并通过对多线程的管理和优化，提升实时存储的效率。同时，依据该实时存储方法，设计了与之相匹配的数据库。通过数据库性能参数的调整，进一步提升存储效率。
　　其次，针对遥测系统实时数据提出了一种较为实用的基于马氏距离的评估算法。即先选择运行状态正常和运行状态故障的历史数据作为样本，将各样本的标准差作为评估的特征量。利用正常、故障和实时数据样本的特征量构造马氏距离判别式，从而判断实时数据是否存在故障。并使用实际的遥测参数数据进行说明和验证。
　　接着，对系统的各项需求进行了分析，并设计了系统的各个功能模块。系统采用B/S架构，分为数据库服务层、基础数据层和业务处理层，主要实现实时数据监测、历史数据查询、实时数据评估和配置维护管理四项功能。
　　最后，论文给出了系统的实际实现。简述了系统硬件安装的选择结果，并详细介绍了系统的实时数据监测、历史数据查询、实时数据评估和配置维护管理四项功能的具体实现形式。

目录

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究意义

1.4 研究内容

2 遥测实时数据存储及数据库设计

2.1 引言

2.2 遥测数据的特点

2.3 遥测数据实时存储方法

2.4 数据库设计

2.5 本章小结

3 遥测数据实时评估及时间序列可视化

3.1 引言

3.2 遥测序列数据可视化

3.3 基于马氏距离的遥测数据实时评估

3.4 本章小结

4 系统设计

4.1 系统分析

4.2 系统总体设计

4.3 系统详细设计

4.4 本章小结

5 系统实现

5.1 系统软硬件环境

5.2 系统软件实现

5.3 本章小结

6 总结和展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献