地球空间信息网格及其在连续运行参考站网格中的应用研究

论文题目: 地球空间信息网格及其在连续运行参考站网格中的应用研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 大地测量学与测量工程

作者: 刘晖

导师: 刘经南

关键词: 地球空间信息网格,连续运行参考站网络,互操作,复杂网络,服务质量,网络可靠性设计

文献来源: 武汉大学

发表年度: 2005

论文摘要: 网格是21世纪发展起来的构筑在互联网上的,以实现资源可控化共享为目的的基础设施。它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器等连接为一体,建立起开放的、面向服务的体系结构,将“信息孤岛”连接成“信息大陆”,向用户提供点播式和一站式的服务。网格资源不仅包括了计算机、网络、软件等资源,还包括数据、信息和知识等资源,虚拟化的计算、存储资源,以及专家资源和人力资源等。其共享的关键在于实现资源间的互联互通和互操作。 将网格及其资源共享技术应用于地球空间信息领域,建立起新型的地球空间信息资源共享的基础设施—地球空间信息网格(GSIG),有其技术发展的必然性,以及现实的必要性。目前,随着网络技术在地球空间信息领域内的广泛应用,诸如NETRTK、WebGIS、基于RS的对地观测等技术的产生,显示了技术发展过程中技术融合和服务的广泛性、系统和服务的集成性、技术发展的阶段性等特征,表明GSIG将是这一发展的必然趋势。现阶段,地球空间信息系统存在着解决互联互通和互操作,消除“信息孤岛”的问题。建立GSIG,实现地球空间信息资源的充分共享,将是有意义且十分必要的。当前,网格技术在地球空间信息领域内的应用尚处于初期阶段,借鉴现有网格研究的成果,建立GSIG的理论框架在技术上是可行的。 GSIG是一组互联的地球空间信息能力、相关过程及人员的集合。其目标是实现地球空间信息资源的充分共享,向用户提供点播式和一站式的地球空间信息服务。连续运行参考站网络(CORS)是其重要的组成部分。 CORS是运用网络和GNSS等技术建立的基础设施。它可以提供空间位置、空间坐标基准等服务,为地球空间信息资源的共享提供逻辑基础。当前,CORS也存在解决互联互通和互操作,实现信息资源共享的问题。运用网格及其资源共享技术,在GSIG统一的框架下描述并提出其该问题的解决方案,不仅具有重大的现实意义,也是十分必要和迫切的。 本文通过对网格的深入研究,总结并归纳了网格中实现资源共享的技术和方法。以此为基础,论述了GSIG体系结构、服务等内容。基于GSIG,着重解决CORS互联互通和互操作的问题。在GSIG体系结构的基础上建立了CORS网络体系结构,为该问题的解决提供了理论框架,并由此提出了CORS QoS、最优化设计等概念,目的是确保用户的需求得到满足,提高系统的可信与可控性。基于该框架,建立了CORS分布式体系结构,并将其应用于实践,以解决实际系统的互操作问题。围绕GSIG和CORS,本文主要的研究内容和相关结论如下: 1.对网格概念、服务、体系结构等进行了深入研究。讨论了网格实现资源共享所采用的面向服务、虚拟组织、虚拟化等关键技术,阐述了网格的分类方法。详细研究了网格沙漏模型和开放网格服务体系结构(OGSA)。在对全球信息网格(GIG)的研究基础上,总结出建立统一的体系结构框架也是提高系统互操作能力的技术之一。 2.基于网格研究,论述了GSIG概念、目标、体系结构等内容,并将其归纳为一组

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摘要

Abstract

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 网格产生的背景

1.2.1 网络上的“信息孤岛”

1.2.2 网格产生的背景

1.3 建立地球空间信息网格的必然性分析

1.3.1 地球空间信息技术的发展回顾

1.3.2 研究并发展GSIG是技术发展的必然趋势

1.4 建立地球空间信息网格的必要性分析

1.4.1 网络技术在地球空间信息领域内的应用现状分析

1.4.2 研究GSIG的必要性分析

1.5 国内外研究现状及分析

1.5.1 GIG概述

1.5.2 SIG概述

1.5.3 应用现状分析

1.6 本文的研究目的与主要内容

1.6.1 研究目的

1.6.2 主要内容

1.7 论文组织

1.8 本章小结

第二章 网格概论

2.1 网格概念、基本特征及网格分类

2.1.1 基本概念

2.1.2 基本特征

2.1.3 网格分类

2.1.4 网格研究的概况

2.2 网格服务及其分类

2.2.1 网格服务

2.2.2 网格服务分类

2.3 网格体系结构

2.3.1 沙漏模型概述

2.3.2 OGSA概述

2.4 体系结构框架

2.4.1 发展概况

2.4.2 DoDAF概述

2.5 本章小结

第三章 地球空间信息网格

3.1 GSIG概念与特征

3.1.1 基本概念

3.1.2 基本特征

3.2 GSIG体系结构概述

3.2.1 综合视图

3.2.2 系统视图

3.3 GSIG服务

3.3.1 基本服务和高级服务

3.3.2 服务与OGSA服务的关系

3.4 本章小结

第四章 连续运行参考站网络

4.1 CORS研究现状分析

4.1.1 国内外CORS研究现状

4.1.2 研究现状分析

4.2 CORS基本概念、系统结构与分类

4.2.1 基本概念

4.2.2 系统结构

4.2.3 CORS分类

4.3 CORS服务

4.3.1 服务内容

4.3.2 空间位置服务

4.3.3 服务交互过程

4.4 区域级、专业级与国家级CORS

4.4.1 区域级CORS

4.4.2 专业级CORS

4.4.3 国家级CORS

4.4.4 各级CORS的关系

4.5 本章小节

第五章 CORS网络体系结构

5.1 CORS网络体系结构的建立

5.1.1 网络体系结构与自治系统和覆盖网络

5.1.2 CORS网络体系结构

5.1.3 CORS网络协议簇

5.2 CORS通信网络

5.2.1 通信网络的构建

5.2.2 通信网络与传感器网络的比较

5.2.3 通信网络协议

5.3 CORS覆盖网络

5.3.1 覆盖网络的构建

5.3.2 网络拓扑结构分析

5.3.3 覆盖网络协议

5.4 CORS业务网络

5.4.1 业务网络的构建

5.4.2 网络拓扑结构

5.4.3 业务网络协议

5.4.4 业务网络联网

5.5 CORS QoS概述

5.5.1 Internet QoS概述

5.5.2 CORS QoS基本概念

5.5.3 CORS QoS保障措施

5.6 网络体系结构实例分析

5.7 本章小节

第六章 CORS覆盖网络基本特征研究

6.1 网络基本特征及复杂网络模型概述

6.1.1 网络基本几何量

6.1.2 常见网络模型及其比较

6.2 覆盖网络拓扑结构分析

6.2.1 星型结构

6.2.2 广义格网

6.2.3 覆盖网络的层次结构

6.3 覆盖网络基本特征分析

6.3.1 CNCORS模拟计算

6.3.2 网络分析软件

6.3.3 网络集团特性

6.3.4 覆盖网络的小世界特性

6.3.5 覆盖网络度值分布初步分析

6.3.6 星型结构对网络基本特征的影响

6.3.7 随机网络对网络基本特征的影响

6.4 覆盖网络可靠性设计

6.4.1 覆盖网络可靠性设计的问题描述

6.4.2 覆盖网络设计原则

6.4.3 业务网络设计原则

6.5 本章小节

第七章 CORS分布式体系结构

7.1 分布式技术研究概述

7.1.1 分布式计算

7.1.2 中间件技术

7.1.3 Web Services

7.1.4 发展概述

7.2 CORS分布式体系结构与中间件

7.2.1 CORS分布式体系结构

7.2.2 CORS软件系统

7.2.3 CORS中间件

7.3 基于.NET的中间件研制

7.3.1 Microsoft.NET与C#概述

7.3.2 CORS中间件类库

7.3.3 利用中间件类库开发CORS中间件

7.4 本章小节

第八章 CORS互操作及其实践

8.1 互操作及其研究概况

8.1.1 互操作概述

8.1.2 信息系统互操作的层次

8.1.3 互操作研究发展概况

8.2 CORS互操作

8.2.1 CORS互操作内容

8.2.2 基于数据转发和Ntrip协议的CORS互操作解决方案

8.3 CORS互操作实践

8.3.1 利用数据转发实现服务联网

8.3.2 利用Ntrip协议实现服务漫游

8.4 本章小节

第九章 CORS工程设计与测试

9.1 CORS网络设计步骤

9.2 CORS工程设计

9.2.1 基准站设计

9.2.2 系统中心和呼叫中心设计

9.2.3 数据通信子系统设计

9.2.4 用户单元设计

9.3 CORS测试

9.3.1 实时定位精度测试

9.3.2 空间可用性测试

9.3.3 时间可用性测试

9.3.4 定位服务的时效性测试

9.4 本章小节

第十章 总结与展望

10.1 论文主要工作

10.2 论文创新点及其主要贡献

10.3 今后工作设想

参考文献

攻读博士学位期间发表的文章及主要科研成果

致谢

发布时间: 2006-03-27

参考文献

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