高精度星表位置计算及在MUSER数据处理中的实时发布应用研究

发布时间：2017-10-24 20:31

  本文关键词：高精度星表位置计算及在MUSER数据处理中的实时发布应用研究

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【摘要】：高精度星表位置计算不仅是天文研究领域中的基本问题,而且也是明安图超宽频谱射电日像仪(Mingantu Ultrawide Spectral Radioheliograph, MUSER)观测与数据处理过程中的重要组成部分。观测时为了确保相位补偿精度,MUSER需要观测目标的视位置计算精度能够优于1个毫角秒。论文针对MUSER海量实时数据处理特点,主要研究了高精度星表位置计算及在MUSER数据处理系统中的实时发布应用研究等工作。论文的主要研究工作如下：1.论文研究了基于JPL精密星历的高精度星表位置计算方法。在研究NOVAS (Naval Observatory Vector Astrometry Software, NOVAS)星历计算基础上,结合MUSER数据处理的特点,使用SWIG (Simplified Wrapper and Interface Generator, SWIG)技术实现了Python调用NOVAS软件包的方法,最后实现了一个可以在MUSER数据处理系统中被集成调用的星历软件包；2.论文在高精度星表位置计算基础上,研究了不同插值方法对星表计算插值结果的影响。实验设计主要从精度和效率两个维度分别对拉格朗日插值、分段低次插值(包括分段线性插值和分段二次插值)以及三次样条插值进行了对比分析试验；3.在上述研究的基础上,论文设计并实现了基于ZeroMQ的高精度星表位置实时发布系统。该系统作为OpenCluster中的服务实例,主要为MUSER分布计算框架中的Headman、Worker等实体提供高精度星表位置计算服务,系统的实现属于MUSER数据处理中的应用研究问题。论文属于天文应用领域的基础研究,论文中的相关研究工作有效推进了MUSER数据处理系统的建设,同时对天文信息技术研究领域中高精度星表位置计算和实时发布等实际问题也有一定参考价值。
【关键词】：星表计算 NOVAS 插值方法 实时发布 ZeroMQ
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH75
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 选题背景及研究意义11-13
• 1.1.1 天文数据处理背景11
• 1.1.2 明安图超宽频谱射电日像仪介绍11-13
• 1.2 高精度星表位置计算与实时发布应用需求13-16
• 1.3 国内外研究现状16-17
• 1.4 论文的主要工作17-18
• 1.5 论文的结构和安排18
• 1.6 本章小结18-21
• 第二章 相关技术研究21-33
• 2.1 JPL精密星历概述21-22
• 2.2 实时发布技术研究22-26
• 2.2.1 基于WebService的实时发布技术22-23
• 2.2.2 基于消息中间件的实时发布技术23-24
• 2.2.3 消息中间件的定义24-25
• 2.2.4 消息中间件的特点25
• 2.2.5 WebService与消息中间件的比较25-26
• 2.3 消息中间件ZeroMQ26-31
• 2.3.1 ZeroMQ在天文数据发布中的优势27
• 2.3.2 ZeroMQ通讯模式27-29
• 2.3.3 ZeroMQ和同类产品相比29-31
• 2.4 本章小结31-33
• 第三章 基于NOVAS的高精度星表位置计算33-47
• 3.1 JPL DE405星历表33-37
• 3.1.1 星表文件格式34-35
• 3.1.2 星表计算原理35-36
• 3.1.3 DE405精度分析36-37
• 3.2 MUSER观测目标精确位置计算37
• 3.3 NOVAS软件包介绍37-39
• 3.4 基于PYTHON的NOVAS计算39-44
• 3.4.1 SWIG接口文件定义40-43
• 3.4.2 PYTHON调用43-44
• 3.5 IERS数据提取与更新系统的调用44-46
• 3.5.1 IERS数据需求分析44-45
• 3.5.2 IERS数据分析45
• 3.5.3 系统函数调用45-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第四章 星表位置计算中插值方法分析47-67
• 4.1 几种插值数学模型47-50
• 4.1.1 拉格朗日多项式插值47-48
• 4.1.2 分段低次插值48-49
• 4.1.3 三次样条插值49-50
• 4.2 实验一：几种插值方法精度分析对比实验50-63
• 4.2.1 实验目的50
• 4.2.2 实验描述50-51
• 4.2.3 实验结果及分析51-63
• 4.3 实验二：几种插值算法效率分析对比实验63-64
• 4.3.1 实验目的63-64
• 4.3.2 实验描述64
• 4.3.3 实验结果及分析64
• 4.4 实验结论64-65
• 4.5 本章小结65-67
• 第五章. 高精度星表位置实时发布系统应用研究67-79
• 5.1 系统设计背景67-69
• 5.1.1 流式计算模型67
• 5.1.2 MUSER分布环境67-69
• 5.2 系统设计与实现69-76
• 5.2.1 ZeroMQ通讯模式的选择69-70
• 5.2.2 ZeroMQ消息使用70-71
• 5.2.3 系统服务器实现71-72
• 5.2.4 系统客户机实现72-76
• 5.3 系统开发环境76
• 5.3.1 硬件设备76
• 5.3.2 软件环境76
• 5.3.3 开发语言76
• 5.4 系统健壮性分析76-78
• 5.4.1 系统分布部署77
• 5.4.2 系统数据更新77
• 5.4.3 系统负载均衡77-78
• 5.5 本章小结78-79
• 第六章 总结与展望79-83
• 6.1 全文研究工作总结79-80
• 6.2 对未来工作的展望80-83
• 致谢83-85
• 参考文献85-89
• 附录A 攻读硕士期间发表论文目录89-91
• 附录B 攻读硕士期间参与的研究工作91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1090431