背景

近日,《卫星测绘“十三五”发展规划》由国家测绘地理信息局正式印发。规划明确指出要以国产高分辨率测绘遥感卫星、北斗卫星为主,推进相关商业遥感卫星发展,大力加强卫星测绘能力建设,构建多比例尺多类型多型号自主卫星测绘对地观测体系,形成以高分辨率为主的立体测绘能力,使高分辨率遥感影像自给率达到80%;建立集测绘卫星总体设计、仿真、检校、数据处理、服务和质量控制于一体的卫星测绘技术、产品和标准体系,推进商业遥感卫星测绘能力建设,形成多分辨率、多比例尺的地理信息产品生产和应用服务能力,支撑新型基础测绘、地理监测、航空航天遥感测绘、全球地理信息资源开发、应急测绘等“五大业务”和地理信息产业发展。

需求分析

由于客观原因,我国在卫星测绘领域较国外发达国家还有一定的差距。在发展过程中,有几个问题亟需解决:

  • 我国现阶段主要采用航天卫星进行相关数据的采集测绘。以国家卫星海洋应用中心的海洋卫星应用为例,在卫星经过空域时间内,北京、三亚、牡丹江三地海洋卫星地面接收站完成对卫星遥感信号的接收。对于实时性较高的业务就提出了尽快将数据回传到数据中心进行处理,数据传输间隔时间更短的要求。受制于系统本身的架构,现有地面应用系统内数据传输效率普遍不高,还可能出现数据传输过程中的各种问题。未来随着卫星测绘业务的进一步发展,卫星传输的数据量将比现在更大,如何提高相关数据的传输效率就显得尤为重要。
  • 相对于卫星测绘中硬件的高速发展,作为底层的业务支撑系统发展速度则显得较慢。一方面是这些底层系统早期主要由一些科研院校承接开发,较少借鉴外部商业上的信息技术手段;另一方面,系统在建设初期也没有考虑到后期的业务发展有如此之大。因此底层数据分析处理系统普遍在数据快速回传过程中缺乏容错处理机制。
  • 卫星测绘数据涉及到国家地理等各种信息,这些信息数据有一定的保密性要求。在数据初期传输或加工传输时都需要能提供安全保障。现有的传输方式在过程中缺乏必要的保护措施,一旦被恶意截获,可能造成安全风险。
  • 随着卫星测绘越来越多业务上的融合,各个业务系统之间的数据调度也越来越频繁。由于各个业务系统建立的标准、方式几乎都不相同,也不可能再进行统一修改。以现有的架构方式实现业务数据之间的调度及交换比较困难,也缺乏对系统本身数据传输状态的可视化监控。目前的解决办法都是通过人工导入导出的操作方式进行,效率低,容易出错。

由此,就需要引入一种新的数据传输机制,解决数据回传的问题,提高安全性和稳定性,并利用其开放接口实现各个业务系统之间数据的统一管理及智能化的自动执行调度操作,从而打通各个业务系统之间的传输通道,提高系统整体的运行效率。

解决方案

Ftrans企业级高速传输系统是由飞驰传输自主研发的基于互联网的分布式大容量数据资源智能传输软件系统,其主要作用是在分布式网络环境中,尤其是跨区域的广域网络中,克服网络带宽有限、网络状态不够稳定、原始数据来源有限等问题,在不同的应用或存储节点之间快速、稳定地共享、分发和传输大容量文件数据。通过高速引擎技术、高速传输协议技术、云传输管理平台等自有研发的核心技术建立了数据传输领域中的全新方向和解决方案。

飞驰传输系统主要由文件管理应用平台Ftrans Web.Front、云传输管控平台Ftrans Web.Console、浏览器传输插件Ftrans Plugin、高速传输引擎Ftrans Engine、应用集成接口工具Transfer API等组件组成。根据不同的应用场景,以不同组件进行组合使用,使用更加灵活,配置更加简便。

针对卫星测绘领域数据地面回传应用场景需求,拟采用云传输管控平台Ftrans Web.Console、高速传输引擎Ftrans Engine、应用集成接口工具Transfer API等组件进行系统的整体搭建。

  • 在卫星领域数据接收站部署Ftrans Engine传输引擎,通过Ftrans Web.Console管理平台建立触发性的回传策略,从而实现接收系统接收到卫星测绘数据后第一时间内就启动数据中心回传的操作;
  • 地面接收站和数据中心传输引擎采用1~1主备模式,当主引擎服务硬件意外宕机后,系统进行心跳监测,备用Ftrans Engine传输引擎自动启动,替代主引擎服务进行传输任务的调度,实现高可用性;
  • 系统提供传输任务的优先级控制策略,对一些卫星测绘领域的不同业务数据可进行分类传输,可手动或自定义对传输队列进行控制操作,提高业务的运行效率;
  • Ftrans系统采用更先进的优态控制算法和策略,在网络异常或波动明显时,采用更优化的队列传输。特别是在接收站与数据中心这样异地远距离的条件下,数据的传输性能不下降;
  • 为了确保卫星信号数据在传输过程中的安全,Ftrans系统提供金融级的密钥交换机制和数据加密算法传输加密策略。在卫星信号接收端和数据中心两端建立安全传输通道,在传输的过程中保障了数据的完整性和安全性,降低数据在网络传输过程中被意外截获的风险;
  • Ftrans提供全面的API接口,通过和卫星测绘运行系统的集成,对业务系统中要求精度更高的数据进行自动的通知、调度。数据中心需要时下发传输指令,地面接收站在指定的时间启动传输任务,自动的将本地保存的完整性数据进行回传,过程更加智能化,有效提高了数据中心管理部门的工作效率;

应用收益

  • 利用飞驰传输系统核心传输协议,卫星测绘系统地面接收站可将大量碎片化信号数据文件高速的传输到数据中心。系统内置的数据校验,错误重传及断点续传功能,可以确保数据传输过程的完整性;
  • 系统提供队列策略,在卫星测绘系统接收不同业务流数据后可手动或自动执行传输任务,对时效性高要求的数据优先传输,时效性低要求的数据排队后传输,实现了数据分时传输的要求;
  • 利用飞驰传输系统的传输加密功能,可对卫星测绘地面传输的文件数据进行加密传输处理,确保在这种跨区域传输过程中的数据安全性,降低敏感数据外泄的风险;
  • 飞驰传输系统提供对业务数据传输任务型的配置,系统遵循自动化的触发策略机制,接收站数据在业务流程需要时,自动执行数据上传数据中心策略,实现更加智能化的管理,提高了数据中心管理部门的工作效率;
  • 飞驰传输系统提供全面的API接口,灵活方便的与卫星测绘系统进行对接,利用飞驰系统作为底层数据传输的调度平台,为各系统提供统一的数据传输能力,未来业务扩展无需重复投资,大大降低了基础设施的投入成本;
  • 通过飞驰传输系统的可视化界面对卫星数据的传输过程、状态进行统一的监控和管理,建立了数据中心IT管理员在全局进行卫星数据传输管理的新模式;

总结

“十三五”时期,卫星测绘工作将面向“一带一路”建设等国家重大战略实施以及生态文明建设等重大改革事项的需求,面向 “五大业务”以及发展地理信息产业、维护国家地理信息安全等新要求。Ftrans飞驰传输系统在文件大数据传输领域深耕多年,积累了大型、复杂项目的丰富实施经验。通过系统的部署,将有利于提高整体卫星测绘、应用、提供业务服务的效率。飞驰传输系统将凭借自身多年的传输领域技术经验推动卫星测绘事业在改革创新发展中取得更大的成功。

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