iGMAS跟蹤站數(shù)據(jù)傳輸軟件客戶端與實(shí)現(xiàn)

李 洋

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十研究所導(dǎo)航事業(yè)部，陜西 西安 710000）

0 引言

iGMAS系統(tǒng)是2007年開(kāi)始建設(shè)，在2011年9月份，在聯(lián)合國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航國(guó)際委員會(huì)第六屆大會(huì)上，中國(guó)政府的創(chuàng)意提案得到了參會(huì)代表的一致贊同，并且成立了監(jiān)測(cè)評(píng)估國(guó)際工作組。目前系統(tǒng)的建設(shè)現(xiàn)狀是已經(jīng)建成十個(gè)站，包括中國(guó)境內(nèi)有八個(gè)，另外南北極各建一個(gè)站，同時(shí)全球還有二十五個(gè)跟蹤站正在建設(shè)之中。通過(guò)全球布站，把跟蹤站上的數(shù)據(jù)發(fā)到數(shù)據(jù)中心，匯集到分析中心經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，對(duì)空間星座衛(wèi)星狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估，對(duì)空間導(dǎo)航的信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)評(píng)估等。

一般的FTP客戶端軟件可用于上傳、下載數(shù)據(jù)文件[1]，但需要大量的人工操作，如尋找相應(yīng)目錄，并將數(shù)據(jù)分別上傳至相應(yīng)目錄下或從目錄下多個(gè)文件中逐個(gè)選擇進(jìn)行下載，工作異常繁瑣。因此，本文根據(jù)iGMAS數(shù)據(jù)文件類型及其存放特點(diǎn)，研制了專門上傳iGMAS數(shù)據(jù)的客戶端軟件，提高了上傳工作的智能化水平，降低了對(duì)操作人員的技術(shù)要求。

1 iGMAS產(chǎn)品及存放規(guī)則分析

1.1 產(chǎn)品類型

目前，iGMAS定期向用戶提供以下兩類數(shù)據(jù)[2]：一是iGMAS全球跟蹤站的觀測(cè)數(shù)據(jù)；二是iGMAS的產(chǎn)品，包括：①BDS衛(wèi)星的最終星歷、快速星歷、超快速星歷；②BDS衛(wèi)星鐘的信息等，本文的數(shù)據(jù)傳輸軟件主要針對(duì)跟蹤站觀測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)上傳。

1.2 產(chǎn)品命名及存放規(guī)則

iGMAS提供的所有文件均可在其FTP服務(wù)器上找到，它們都以Z格式的壓縮文件存放。數(shù)據(jù)類型文件存放在/pub/data/iGMAS/BDT路徑下，此路徑下同一年的文件存放在一個(gè)文件夾中，文件夾名為年份，每一年的文件夾下按照年積日分列子文件夾，年積日文件夾下按照小時(shí)分列子文件夾，小時(shí)子文件夾下按照高頻和小時(shí)文件分別進(jìn)行數(shù)據(jù)的存放，具體存放規(guī)則見(jiàn)圖1。

圖1 iGMAS數(shù)據(jù)存放規(guī)則

iGMAS跟蹤站觀測(cè)數(shù)據(jù)文件均采用RINEX格式，每個(gè)文件都由文件頭和數(shù)據(jù)記錄兩部分組成。命名規(guī)則為：aaaabbbc.yyt。其中：aaaa表示測(cè)站名；bbb表示年積日；c表示一天內(nèi)的文件序號(hào)；yy表示年號(hào)；t表示文件類型。文件類型具體包含以下幾種：a表示多徑數(shù)據(jù)、d表示觀測(cè)值文件，e表示電離層數(shù)據(jù)、g表示GLONASS星歷、i表示完好性數(shù)據(jù)、j表示抗干擾數(shù)據(jù)、k表示健康數(shù)據(jù)、l表示GALION星歷、m表示氣象數(shù)據(jù)、n表示GPS星歷、r表示BDS星歷、t表示時(shí)差數(shù)據(jù)。

2 軟件設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

該軟件需要將接收機(jī)采集到的數(shù)據(jù)，按照RINEX格式要求，將數(shù)據(jù)打包，自動(dòng)上傳至iGMAS相應(yīng)目錄。同時(shí)該軟件還需顯示上傳進(jìn)度、上傳速度等信息方便用戶了解上傳情況。上傳完成后要能生成上傳日志，方便用戶查詢上傳數(shù)據(jù)的狀態(tài)。此外，從軟件的健壯性考慮，該軟件還應(yīng)該具有判斷運(yùn)行過(guò)程中的錯(cuò)誤并自動(dòng)顯示的能力[3]。

根據(jù)上述要求，該軟件必須做到：①能夠訪問(wèn)iGMAS提供的FTP服務(wù)器，自動(dòng)尋找指定的文件并下載該文件；②能夠提示運(yùn)行過(guò)程中各種錯(cuò)誤；③需要具備一個(gè)人性化的人機(jī)交互界面，提高智能化水平，使得用戶不局限于專業(yè)人員。

2.2 軟件實(shí)現(xiàn)

本軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境為L(zhǎng)inux CentOS 6.4，選擇QT 4.8為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。該軟件可分為兩部分，第一部分為獲取接收機(jī)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、打包生成上傳文件名和上傳路徑，第二部分為網(wǎng)絡(luò)傳輸，將數(shù)據(jù)上傳至iGMAS數(shù)據(jù)中心。

2.2.1 文件名與上傳地址生成

由第2節(jié)可知，文件名的生成，關(guān)鍵是將接收機(jī)數(shù)據(jù)中的周內(nèi)秒，轉(zhuǎn)換成BDS周和年積日后，根據(jù)iGMAS數(shù)據(jù)中心的相應(yīng)地址可以很方便的生成需上傳的文件名filename。由filename可直接生成上傳地址p。

p=“pub”+“data”+“iGMAS”+“BDT”+年+年積日+“highrate”+小時(shí)+時(shí)刻+filename；//高頻文件

p=“pub”+“data”+“iGMAS”+“BDT”+年+年積日+“hourly”+小時(shí)+filename； //小時(shí)文件

2.2.2 上傳功能實(shí)現(xiàn)

QT類庫(kù)是一個(gè)跨平臺(tái)的面向?qū)ο蟮腃++類庫(kù)，目前主要用于Linux下的開(kāi)發(fā)。QT的高度面向?qū)ο蠛湍K化的特征能夠?qū)㈤_(kāi)發(fā)人員從繁瑣中解脫了出來(lái)，并提高開(kāi)發(fā)的效率和程序的可靠性。因此本軟件采用了QT作為工具開(kāi)發(fā)FTP客戶端。

QT對(duì)象間通訊類似于Microsoft MFC的消息映射和事件循環(huán)，他的對(duì)象間通訊采用的是signal-slot機(jī)制，signal就好像是事件，而slot則是響應(yīng)事件的方法，如果需要實(shí)現(xiàn)對(duì)象間的通訊，只需要把一個(gè)對(duì)象的slot和另外一個(gè)對(duì)象的signal“連接起來(lái)”就可以實(shí)現(xiàn) “事件驅(qū)動(dòng)”。

通信實(shí)際開(kāi)發(fā)的主要步驟為：

1）獲取iGMAS數(shù)據(jù)中心登陸信息：選擇需要上傳的數(shù)據(jù)中心，并查找到登陸用戶名及密碼；

2）初始化網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)：使用QT中的QFtp函數(shù)建立FTP客戶端，并創(chuàng)建相應(yīng)的槽函數(shù)；

3）獲取網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)：查看網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)主要看步驟2中建立的槽函數(shù)的響應(yīng)情況，如果有響應(yīng)值并返回為TRUE，則表示網(wǎng)絡(luò)握手成功，否則返回FALSE；

4）數(shù)據(jù)上傳：第2節(jié)提到默認(rèn)數(shù)據(jù)上傳時(shí)間是每一小時(shí)的00、15、30和45分鐘，在每一個(gè)規(guī)定時(shí)間下，調(diào)用QFtp的類函數(shù)將數(shù)據(jù)put到相應(yīng)的路徑下。

5）獲取上傳數(shù)據(jù)狀態(tài)：調(diào)用QFtp的類函數(shù)對(duì)步驟4上傳的文件進(jìn)行狀態(tài)查詢，獲取上傳文件的進(jìn)度，如果返回TRUE，則表示上傳完成。

2.3 圖形界面設(shè)計(jì)

該軟件的圖形界面主要實(shí)現(xiàn)以下功能：①提供接收機(jī)配置信息，讓用戶可以設(shè)置接收機(jī)的登錄信息；②提供數(shù)據(jù)中心配置信息，讓用戶可以設(shè)置數(shù)據(jù)中心的登錄信息；③顯示運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各種錯(cuò)誤；④顯示上傳速度與進(jìn)度。

圖2 圖形界面

3 結(jié)果分析

以2015年1月1日，iGMAS跟蹤站xia1的站點(diǎn)為例，統(tǒng)計(jì)一個(gè)月上傳至數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)并與本地產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，具體如圖3所示：

圖3 數(shù)據(jù)數(shù)量統(tǒng)計(jì)

根據(jù)iGMAS對(duì)跟蹤站上傳數(shù)據(jù)的要求，A、E、J、T四個(gè)數(shù)據(jù)類型的文件僅需上傳小時(shí)文件，每天產(chǎn)生文件的數(shù)量為24個(gè)；其余八個(gè)數(shù)據(jù)類型的文件同時(shí)具備高頻和小時(shí)文件，每天產(chǎn)生文件的數(shù)量為120個(gè)。由于伽利略衛(wèi)星過(guò)少，每天觀測(cè)到的時(shí)長(zhǎng)不固定，因此L文件數(shù)據(jù)類型一般比較少，數(shù)據(jù)量不固定。圖3中藍(lán)色表示的是本地計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量，紅色表示上傳至數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)量，可以看出藍(lán)色和紅色均重疊，因此表明上傳數(shù)據(jù)正常。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)測(cè)試結(jié)果比較，可以證明軟件在網(wǎng)絡(luò)正常時(shí)可以按需的上傳數(shù)據(jù)文件，保證上傳工作正常進(jìn)行。本軟件基本能滿足iGMAS系統(tǒng)對(duì)跟蹤站數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅⑶夷軐?shí)現(xiàn)無(wú)人值守式運(yùn)行，能充分保證跟蹤站設(shè)備的運(yùn)行。

［1］龔明,王毅.遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)难芯縖J].現(xiàn)代通信技術(shù),2005(5):52-55.

［2］陳欣,楊博,李愛(ài)榮.IGS數(shù)據(jù)下載方法[J].軟件導(dǎo)刊,2013(5):147-148.

［3］李建虎.shell程序自動(dòng)下載IGS站數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)繪信息與工程,2009(34):9-11.