摘要：在現(xiàn)有傳統(tǒng)航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)處理和應(yīng)用模式的基礎(chǔ)上，提出一種基于可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言（XML）的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)處理和應(yīng)用的新體制。隨著試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)IP化改造的進(jìn)一步推廣，這種新的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制，在數(shù)據(jù)描述自定義、軟件重用和模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展應(yīng)用等方面有突出優(yōu)勢(shì)，在對(duì)航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)處理與應(yīng)用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化體制建立上具有重要意義，同時(shí)也為航天測(cè)控網(wǎng)統(tǒng)一系統(tǒng)及數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘等綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)的建立提供了新思路。

關(guān)鍵詞：XML；數(shù)據(jù)體制；統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化；航天測(cè)控網(wǎng)統(tǒng)一系統(tǒng)；綜合服務(wù)應(yīng)用平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TN915.4—34文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004—373X（2012）18—0099—03

數(shù)據(jù)是航天測(cè)控系統(tǒng)處理和應(yīng)用的核心[1]。隨著我國(guó)航天測(cè)控事業(yè)的不斷發(fā)展，整個(gè)航天測(cè)控系統(tǒng)將發(fā)展成為以中繼衛(wèi)星為中心的天基測(cè)控網(wǎng)，以陸地測(cè)站為中心的陸基測(cè)控網(wǎng)和以測(cè)量船站為中心的?；鶞y(cè)控網(wǎng)三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的測(cè)控系統(tǒng)[2—3]，而且各方用戶對(duì)整個(gè)系統(tǒng)提供綜合應(yīng)用服務(wù)的需求也不斷提高。現(xiàn)有傳統(tǒng)的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制，采用約定字段數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用模式，使得的數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用都較受限制。為此，構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)體制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化處理和應(yīng)用，將對(duì)我國(guó)航天測(cè)控事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。隨著XML（eXtensibleMarkupLanguage）相關(guān)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)的不斷成熟，使XML逐漸成為一種處理應(yīng)用系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)[4—5]。

1現(xiàn)有傳統(tǒng)航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制分析

現(xiàn)有傳統(tǒng)的航天測(cè)控系統(tǒng)采用約定字段數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)體制，這種體制在數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用方面，都有其自身的局限性。

1.1數(shù)據(jù)處理方面

在以約定字段數(shù)據(jù)包為核心的數(shù)據(jù)處理中，數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者需要按照約定的格式填寫各個(gè)字段，建立完整的數(shù)據(jù)包并發(fā)送給數(shù)據(jù)的消費(fèi)者。數(shù)據(jù)的消費(fèi)者首先要按照約定的格式，從數(shù)據(jù)包中分解出各個(gè)數(shù)據(jù)字段，最終得到各個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù)，然后才能對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[6]。這種數(shù)據(jù)處理方式有幾個(gè)明顯的不足：一是數(shù)據(jù)處理的代碼耦合度高，為針對(duì)不同任務(wù)而進(jìn)行的軟件維護(hù)設(shè)計(jì)將要求對(duì)軟件代碼的重新修改與測(cè)試，從而影響了軟件的可重用性和模塊化；二是不同數(shù)據(jù)處理單元之間的接口復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。假設(shè)有n個(gè)模塊要進(jìn)行信息交互，則會(huì)存在Cn2個(gè)接口，這使得數(shù)據(jù)的交互和集成變得十分困難。

此外，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)體制對(duì)數(shù)據(jù)的處理不能有效區(qū)分實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)際可用數(shù)據(jù)處理資源無(wú)法實(shí)現(xiàn)合理分配，傳輸帶寬的彈性較小。

1.2數(shù)據(jù)應(yīng)用方面

數(shù)據(jù)應(yīng)用以數(shù)據(jù)處理為基礎(chǔ)。一方面基于約定字段數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)體制限制了系統(tǒng)對(duì)底層數(shù)據(jù)的處理方式和處理能力，從而影響了數(shù)據(jù)應(yīng)用的可實(shí)現(xiàn)行和豐富性；另一方面，在傳統(tǒng)的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制下，不同測(cè)控網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交互僅僅只解決了基本的數(shù)據(jù)鏈路和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題，對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層的設(shè)計(jì)與處理較少。同時(shí)，數(shù)據(jù)的傳輸與網(wǎng)絡(luò)特性單一，使得系統(tǒng)對(duì)通信資源的分配和利用力不從心，系統(tǒng)可統(tǒng)一應(yīng)用的數(shù)據(jù)范圍和綜合性較受限制，不利于系統(tǒng)的適應(yīng)性和拓展性發(fā)展。

2基于XML的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制

2.1XML的特點(diǎn)

XML是由W3C（WorldWideWebConsortium）發(fā)布的一種標(biāo)準(zhǔn)，是標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語(yǔ)言（StandardGeneralizedMarkupLanguage，SGML）的一個(gè)簡(jiǎn)化子集。它具有以下幾個(gè)傳統(tǒng)約定數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)不具有的顯著特點(diǎn)[7—8]：

（1）數(shù)據(jù)的自描述性，適用于特定領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用。

（2）結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)模型，為數(shù)據(jù)顯示和處理提供標(biāo)準(zhǔn)的處理方式。

（3）豐富的網(wǎng)絡(luò)傳輸特性，可作為性能良好的通信協(xié)議。

（4）成熟的XML應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與處理技術(shù)，如XSL，DOM，SAX，WML，XLink和XPointer等為XML的應(yīng)用拓展提供了技術(shù)支持。

此外，航天測(cè)控網(wǎng)的IP化改造，也為XML的技術(shù)實(shí)現(xiàn)提供了硬件平臺(tái)。

2.2基于XML的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制

航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)處理按時(shí)間的要求不同可分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理要求處理速度快，時(shí)間短，方法簡(jiǎn)單，所使用的數(shù)據(jù)為流數(shù)據(jù)，大多不會(huì)重復(fù)使用。非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理流程多，方法精細(xì)、復(fù)雜，所使用的數(shù)據(jù)為積累數(shù)據(jù)，大多需要重復(fù)使用。

傳統(tǒng)約定字段數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理方式具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)，效率高的特點(diǎn)，而基于XML的數(shù)據(jù)處理模型，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，具有良好的傳輸與網(wǎng)絡(luò)特性?；诖?，對(duì)于測(cè)控網(wǎng)中要求實(shí)時(shí)處理的數(shù)據(jù)（大部分為單個(gè)測(cè)控網(wǎng)內(nèi)部的設(shè)備數(shù)據(jù)），采用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理機(jī)制；而對(duì)于非實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)（一般包括單個(gè)測(cè)控網(wǎng)內(nèi)部與測(cè)控網(wǎng)之間的交互數(shù)據(jù)），使用XML數(shù)據(jù)格式進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化的封裝、處理和交互。為此，基于XML的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制的測(cè)控網(wǎng)信息交互框架如圖1所示。

2.3基于XML的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制與傳統(tǒng)體制的比較2.3.1數(shù)據(jù)的描述與定義

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)體制的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義為約定字段數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)描述為特定字段類型與長(zhǎng)度的排序，數(shù)據(jù)定義靈活性差。表1為傳統(tǒng)體制下軌道根數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義。