探空火箭综合监测地面数据处理系统的设计与实现

论文摘要

探空火箭综合监测地面数据处理系统是国家重大科技基础设施项目——东半球空间环境地基综合监测子午链（即子午工程）的重要组成部分,该系统要解决的主要问题是对探空火箭（及气象火箭）上携带的多种有效载荷所产生的科学探测数据和辅助工程数据进行可视化处理和告警提示,以实时反映监测参数的变化和载荷的工作状态,并对数据进行有效存储和管理,为工程人员做进一步分析提供依据。论文首先分析了探空火箭综合监测系统及其地面数据处理系统的国内外研究现状,在此基础上应用面向对象（Object-Oriented）技术,使用UML（UnifiedModeling Language）作为建模工具,详细分析了系统的功能需求,进而对系统结构设计、系统功能设计、接口设计和运行设计进行了分析与规划,并利用各载荷数据处理流程中的共性,结合分层的设计思想,给出了系统的体系结构设计。其次,在充分使用设计模式的基础上,通过对系统运行流程和系统模块图的逐步细化,给出了系统模块图中各软件单元的详细设计和核心功能部分的具体实现,并展示了系统在背景项目的要求下进行仿真实验的实际运行效果。最后,对系统未来在通用化、标准化和网络化等方面的发展进行了展望。探空火箭地面数据处理系统的成功研发,能够辅助探空火箭探测任务的顺利完成,同时,能够为相关的探测计划提供技术参考,积累实践经验;对于保证探测数据的可靠性、有效性、安全性,提高探测水平方面,具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及其意义
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 研究内容
• 第二章 探空火箭综合监测系统概述
• 2.1 气象火箭子系统
• 2.2 探空火箭子系统
• 2.3 遥测设备子系统
• 2.4 数据处理子系统
• 2.5 发射支持子系统
• 2.6 地基监测站子系统
• 第三章 探空火箭综合监测地面数据处理系统分析
• 3.1 系统功能分析
• 3.1.1 系统概述
• 3.1.2 用例图分析
• 3.1.3 有效载荷及地面监测仪器探测参数
• 3.2 系统非功能分析
• 3.2.1 性能分析
• 3.2.2 接口分析
• 3.2.3 系统故障出错处理分析
• 3.2.4 可靠性分析
• 3.2.5 易用性分析
• 3.2.6 可维护性分析
• 3.2.7 安全和保密分析
• 3.3 系统设计约束
• 3.3.1 运行环境规定
• 3.3.2 工作模式选择
• 第四章 探空火箭综合监测地面数据处理系统设计
• 4.1 系统结构设计
• 4.1.1 逻辑结构设计
• 4.1.2 物理结构设计
• 4.2 系统功能设计
• 4.2.1 数据接收及预处理单元
• 4.2.2 数据实时监测显示单元
• 4.2.3 科学数据标定综合处理单元
• 4.2.4 数据库及管理单元
• 4.3 接口设计
• 4.3.1 用户接口
• 4.3.2 外部接口
• 4.4 运行设计
• 4.4.1 实时业务运行
• 4.4.2 数据管理业务运行
• 4.4.3 数据回放业务运行
• 第五章 探空火箭综合监测地面数据处理系统的实现
• 5.1 系统详细描述
• 5.1.1 系统初始化模块
• 5.1.2 参数设置模块
• 5.1.3 数据采集与预处理模块
• 5.1.4 科学数据标定模块
• 5.1.5 数据处理模块
• 5.1.6 数据管理模块
• 5.1.7 日志管理模块
• 5.1.8 帐户管理模块
• 5.2 参数设置模块详细设计
• 5.2.1 系统设置模块详细设计
• 5.2.2 工作模式设置模块详细设计
• 5.2.3 载荷设置模块详细设计
• 5.3 数据处理模块详细设计
• 5.3.1 数据模型
• 5.3.2 数据处理模块
• 5.3.3 数据观察者管理
• 5.3.4 可视化模块与UI的集成
• 5.3.5 有效载荷信息表
• 5.3.6 弹道显示部分
• 5.4 数据管理模块详细设计
• 5.4.1 数据回放模块详细设计
• 5.4.2 统计分析模块详细设计
• 5.4.3 数据发布模块详细设计
• 5.5 日志与帐户管理模块详细设计
• 5.5.1 日志管理模块详细设计
• 5.5.2 帐户管理模块详细设计
• 5.6 成果展示
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果