大数据技术在卫星运控中应用探索

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1、I中国科学院大学®UniversityofChineseAcademyofSciences研宄生学位论文根告颗目大数据技术在卫星运控中应用探索—_学牛姓名李虎学号2012E8007361081指导教师胡钛职称研究员学位类别工程硕士学科专业计算机技术研宄方向卫星运控技术研宄所（院系）中国科学院空间科学与应用研究中』填表日期2015年4月8日中国科学院大学制中国科学院大学直属院系研究生学位论文原创性声明本人郑重声明；所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对论文所涉及的

2、研究工作做出贡献的其他个人和集体，均己在文中以明确方式标明或致谢。作者签名：日期：中国科学院大学直属院系学位论文授权使用声明本人完全了解并同意遵守中国科学院有关保存和使用学位论文的规定，即中国科学院有权保留送交学位论文的副本，允许该论文被查阅，可以公布该论文的全部或部分内容，可以釆用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编本学位论文。涉密的学位论文在解密后适用本声明。曰期：汐期:密级:_________研究生学位论文报告题目大数据技术在卫星运控中应用探索学生姓名李虎学号2012E8007361081指导教师胡钛职称研究员学位类别工程硕士学科专业计算机技术研究方向卫星运控技术研究所（院系）中国

3、科学院空间科学与应用研究中心填表日期2015年4月8日中国科学院大学制TheResearchonBig-DataTechnologyappliedinSatelliteMissionOperationsBy[LiHu]ADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterof[ComputerTechnology]CollegeofEngineeringandInformationTechnologyUnive

4、rsityofChineseAcademyofSciencesApril,2015填表说明1.本表内容须真实、完整、准确。2.“学位类别”名称：学术型学位填写哲学博士、教育学博士、理学博士、工学博士、农学博士、医学博士、管理学博士，哲学硕士、经济学硕士、法学硕士、教育学硕士、文学硕士、理学硕士、工学硕士、农学硕士、医学硕士、管理学硕士等；专业学位填写工程博士、工程硕士、工商管理硕士（MBA）、应用统计硕士、翻译硕士、应用心理硕士、农业推广硕士、工程管理硕士、药学硕士等。3.“学科专业”名称：学术型学位填写“二级学科”全称；专业学位填写“培养领域”全称1摘要摘要随着我国空间探索任务和科学

5、卫星事业的蓬勃发展，空间科学已从低空探测发展到深空探测，科学探测范围逐步扩大，探测器也日渐增多，卫星探测任务更加频繁，这些因素引发了数据规模的迅猛增长趋势。科学卫星从立项到在轨运行，产生的数据种类非常多，数据量庞大，存储特别分散，很难通过传统方式，将其综合起来，应用到卫星的在轨运行管理中。在卫星运控数据管理领域，传统面向关系数据库管理系统的方法正面临着海量结构化、半结构化甚至非结构化数据集存储管理瓶颈，高并发访问与高扩展性的挑战，需要采用新方法对其实施有效管理，更好地服务于卫星运控管理应用和其他应用。借鉴发展日益成熟当前大数据技术，将大数据技术引入到科学卫星运控系统中。探索性地将大数据

6、存储管理方法应用到围绕科学卫星产生的数据中，将卫星运控数据存入NoSQL非关系数据库中，服务于卫星的在轨运行管理，发挥其模式灵活、快速存取、容错容灾、高并发访问、横向可扩展伸缩等特性。将大数据存储与处理框架Hadoop探索性地应用到科学卫星运控系统，集中统一管理卫星生命周期中产生的海量非结构化数据，在有效控制系统维护成本的前提下，使系统获得海量存储能力、并行分布式处理能力、可扩展与可伸缩能力。论文的主要内容包括：1、分析卫星运控数据的特点，介绍卫星运控的相关知识背景。2、分析大数据技术的特点及对卫星运控数据管理的适用性。介绍分布式存储处理框架Hadoop以及NoSQL数据库理论技术，分

7、析探讨NoSQL与传统关系型模型之间的差异，得出分布式处理框架和NoSQL更适用于海量运控数据管理需求的结论。3、根据运控数据的特点，设计选择合适的大数据平台工具；4、基于hadoop分布式处理平台，将海量结构化半结构化卫星工程数据存储到HBase的数据模型设计及优化存储方案，以及将海量非结构化卫星生命周期数据以文件方式存储在HDFS分布式文件系统上，相应的元数据信息存储到HBase以获得快速查询响应特性和可扩展特性。5、通过部署配置及优化ha