（交通信息工程及控制专业论文）北斗卫星民用网管中心的Web+Service设计与实现.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 w e bs e r v i c e ( w e b 服务) 是当今i t 业界的关注热点。w e bs e r v i c e 提供了 一个分布式的计算技术，用来在i n t e r n e t 或i n t r a n e t 上通过使用标准的x m l 协议和信息格式来展现商业应用服务。 使用标准的x m l 协议使得w e bs e r v i c e 能够在不考虑应用环境是使用 何种系统和设备的情况下，统一地封装信息、行为、数据表现以及商业流程。 w 曲s e r v i c e 在现有的各种异构平台的基础上构筑一个通用的与平台无关、 语言无关的技术层，各种不同平台之上的应用依靠这个技术层来实施彼此的 连接和集成。通过它，企业可以将业务组件化，然后根据商业流程对这些组 件进行动态的组合和集成。 本文所讨论的是应用在北斗卫星民用网管中心系统的w e bs e r v i c e 设计 与实现。北斗卫星民用网管中心以北斗卫星定位导航通信系统为基础，直接 面向民用客户的各种业务需求。对于以w e b 方式接入网管中心的用户而言， w e bs e r v i c e 是网管中心的门户，同时也是用户与网管中心进行业务交互的 平台和桥梁。w e bs e r v i c e 为用户提供权限认证、菜单导航、信息查询、终 端定位显示、短消息通信等服务。 本文主要针对在北斗卫星定位导航通信系统的特定环境下w e bs e r v i c e 的设计实现做较为深入的研究。 首先，对w e bs e r v i c e 的设计实现所在的系统背景一一北斗卫星定位导 航定位通信系统和民用网管中心进行简要介绍，以及w e bs e r v i c e 在系统内 的作用和地位；然后从总体上分析了w e bs e r v i c e 特性、体系结构，并阐述 了几种w e bs e r v i c e 的相关技术：第一，核心技术x m l 第二，w e b 服务描 述语言w s d l ；第三，服务组件的通讯和消息传递协议s o a p 第四，服务 组件的描述、发现和集成协议u d d i 。 在w e bs e r v i c e 理论基础上，介绍了我们民用网管中心系统的w e b s e r v i c e 的设计与实现，重点地阐述了其实现平台、设计思路，以及w e b s e r v i c e 内部的各模块工作流程、类、接口及接口实现的方法。 最后，对本w e bs e r v i c e 进行运行测试分析，并对全文迸行总结，提出 w 曲s e r v i c e 的互操作性、安全性和事物性为下一步研究的重点。 【关键词】：w e bs e r v i c e ，卫星定位通信系统，网管中心。x m l 苎堡望三茎堂塑主堂焦堡奎 a b s t r a c t w e bs e r v i c ei st h ef o c u s e so fi tf i e l dt o d a y f o rt h es a k eo f e x h i b i t i n gt h e b u s i n e s s a p p l i c a t i o ns e r v i c e i ni n t e r n e to ri n t r a n e t b yu s i n gs t a n d a r dx m l p r o t o c o l a n di n f o r m a t i o n f o r m a t ，w e bs e r v i c ep r o v i d e d ac a l c u l a t i o no f d i s t r i b u t et y p et e c h n i q u e w e bs e r v i c ec a n e n c a p s u l a t ei n f o r m a t i o n ，a c t i o n ，t h er e p r e s e n t a t i o no fd a t a a n db u s i n e s s p r o c e s si nt h es a m ew a y a n d t h e yd o n o tn e e dt oc o n s i d e rw h a tk i n d o fs y s t e ma n dd e v i c et h ea p p l i e de n v i r o n m e n tw i l lu s eb yu s i n gs t a n d a r dx m l p r o t o c 0 1 w e bs e r v i c es t r u c t u r eat e c h n o l o g yt i e rw h i c hi n d e p e n d e n to ft e r r a c e a n d p r o g r a ml a n g u a g eo nb a s eo fe x i s t i n gd i f f e r e n tt e r r a c e s ，t h ec o n n e c t i o na n d i n t e g r a t i o no f t h ea p p l i c a t i o n so nt h ed i f f e r e n tt e r r a c e sb yt h et e c h n o l o g y t i e r b y i t ，c o m p a n i e sc a np a c kt h e i re - b u s i n e s sa sc o m p o n e n t sa n dt h e ni n t e g r a t et h e s e c o m p o n e n t sd y n a m i c a l l ya c c o r d i n g t ot h eb u s i n e s sp r o c e s s t h i sp a p e rd i s c u s s e sd e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fw e bs e r v i c ew h i c h a p p l i e di nt h en e t w o r kc o n t r o lc e n t e ro fb e i d o us a t e l l i t e ，t h en e t w o r kc o n t r o l c e n t e ro fb e i d o us a t e l l i t eb a s eo nt h eb e i d o us a t e l l i t e l o c a t i n gn a v i g a t i o n a l s y s t e m ，w h i c hf a c et ot h ed i f f e r e n tb u s i n e s sd e m a n d s o fu s e r s w e bs e r v i c ei sa a p p e a r a n c eo f t h en e t w o r kc o n t r o lc e n t e r ，i nt h em e a n t i m e ，w h i c hi sab r i d g eo f b u s i n e s sc h a n g i n gf r o mu s e r st ot h en e t w o r kc o n t r o lc e n t e re a c ho t h e rt ot h e u s e r sw h i c ha c c e s sb yw e b ，w e bs e r v i c ec a np r o v i d et h es e r v i c e so fp u r v i e w a t t e s t a t i o n ，m e n un a v i g a t i o n ，q u e r y , l o c a t i o nd i s p l a ya n ds m s c o m m u n i c a t i o n t h i s p a p e rm a i n l y m a k e sa n i n d e p t h r e s e a r c ho nt h e d e s i g n a n d i m p l e m e n t a t i o no fw e b s e r v i c ew h i c hi nt h es p e c i a le n v i r o n m e n to ft h es a t e l l i t e l o c a t i n gn a v i g a t i o n a ls y s t e m f i r s t ，i ti n t r o d u c e st h en e t w o r kc e n t r e lc e n t e ro fb e i d o us a t e l l i t ea n dt h e b e i d o us a t e l l i t e l o c a t i n gn a v i g a t i o n a ls y s t e m ，w h i c h a r et h eb a c k g r o u n do f d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fw e bs e r v i c e ，a n dt h ef u n c t i o na n d s t a t u so fw e b s e r v i c ei ns y s t e m t h e n ，i tt o t a l l ya n a l y s i st h ei d e n t i t ya n ds t r u c t u r eo fw e b s e r v i c e ，a n de x p o u n ds e v e r a lt e c h n o l o g i e so fw e bs e r v i c e ：t h ef i r s t i sx m l i i 武汉理工大学硕士学位论文 w h i c hi st h eb a s e t e c h n o l o g y ，t h e s e c o n di sw s d lw h i c hi st h ei n t e r f a c e d e s c r i p t i o nl a n g u a g eo fs e r v i c e ，t h et h i r di s s o a pw h i c hi sc o m m u n i c a t i o na n d m e s s a g et r a n s f e r r i n go fs e r v i c e ，t h ef o u r t hi s u d d lw h i c hi st h ed e s c r i p t i o n ， d i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o no f s e r v i c e b a s eo nt h et h e o r i e so fw e bs e r v i c e ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h ed e s i g na n d i m p l e m e n t a t i o no fw e b s e r v i c ew h i c ha p p l i e di nt h en e t w o r kc o n t r o lc e n t e ro f b e i d o us a t e l l i t e ，a n dm a i n l yd e s c r i b e st h er e a l i z a t i o nt e r r a c ea n dd e s i g ni d e a ， a n dt h ew o r kf l o wo fm o d u l e s ，c l a s s e s ，i n t e r f a c e sa n dt h er e a l i z a t i o nm e t h o d so f i n t e r f a c e s f i n a l l y ，t h i sp a p e ra n a l y s e st h ef u n c t i o na n dt e s t i n go f w e bs e r v i c e ，a n ds u m u p t h ep a p e r ，t h em a i nr e s e a r c hw o r ki nt h en e x tp h a s ei st or e a l i z et h eo p e r a t i o n e a c ho t h e r , t h es e c u r i t ya n dt r a n s a c t i o no fw e b s e r v i c e 【k e yw o r d s 】：w e bs e r v i c e ，t h e s a t e l l i t e l o c a t i n gn a v i g a t i o n a ls y s t e m ， n e t w o r kc o n t r o lc e n t e r ，x m l i i i 武汉理工大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 课题研究的背景与意义 企业正在把他们的信息经济建立在i n t e r n e t 和w w w 上，信息经济丁f 在 挑战今天的企业，促使他们重新思考进行商务的方法。在日益竞争的信息经 济中，一个组织需要快速地开发和发布企业的应用系统，且能容易地精制和 加强系统而不断提高它们的价值。应用是企业与客户，供应商和合作伙伴建 立安全继壮的联系的关键。激烈的竞争也要求各种组织具有快速高效地开发 和部署基于w e b 的革新应用的能力。企业需要有方法可以简单和有效地把 新的应用系统和已存在的企业信息系统集成在一起，企业需要能不花多大的 努力就可扩展系统而满足不断变化的市场需要。 但由于企业早期的商务应用技术，比如传统e d i ( e l e c t r o n i cd a t a i n t e r c h a n g e ，电子数据交换) 、内容服务器、应用服务器、e a i ( e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ，企业应用集成1 ，以及那些为创建企业门户以及其他 单个应用( 如：企业门户、供应链管理、客户服务等) 而设计的独立解决方案都 无法解决经常性的应用更新问题，因为这些技术都是基于复杂应用的连接 的、不具备良好集成能力的开发模式，它们都是通过程序代码实现复杂应用 的集成来连接用户与电子商务应用，以及用户与其他信息系统的。这样，随 着需要集成的应用的增多整个集成将成为一张越来越复杂的集成网络，因为 在任意两个应用之间开发专用的连接程序的数量和系统维护的难度将成指 数级增长。这样的实现方式既无法有效地减商务流程更改所需要的大量投 入，也无法有效地解决各类用户的定制需求。企业商务需要摆脱独立解决方 案的实现模式，需要舍弃复杂系统连接的实现方法。传统的由程序员主导的 由里向外的开发模式应当被由用户主导的由外向里的开发模式取代。冗长的 串行的丌发循环应当被即时的、快速的应用装配所取代，同时这样的应用应 当具备高可定制性。如果探究其本质，这是来自被广泛接受的商务技术概念： “即时制造”以及“规模可伸缩”等概念，我们需要做的就是将传统的企业 商务概念延伸到电子商务的开发和使用中去，达到电子商务的实现模式与商 业本质的一致。 武汉理工大学硕士学位论文 基于x m l 技术的w e bs e r v i c e 正是解决这一问题的最佳手段。w e b s e r v i c e 的使用将改变目前的开发模式和应用部署的投资规模。各种w e b s e r v i c e 分别实现了一定的电子商务功能，通过将各种电子商务的w e b s e r v i c e 进行组合和集成以创建动态电子商务应用。另外w e bs e r v i c e 能够统 一地封装信息、行为、数据表现以及商务流程，无需考虑应用所在的环境是 使用何种系统和设备。通过使用w e b 服务，企业能够以前所未有的方式通 过抽象和混合将自身的电子商务组件化。当一个企业的核心竞争力被组件化 之后，那么这些核心竞争力就能够很方便地在不同的企业之间共享，同时架 构跨企、l p 的电子商务应用，形成商务w e b 。 通过在商务w e b 中采用w e bs e r v i c e ，首先不需要再为了使用一个商务 功能而购买相应的商务应用软件，w e bs e r v i c e 是一种无需购买并部署的组 件，这种组件是被一次部署到i n t e r n e t 中，然后到处可用的一种新型组件， 所有应用只要能够连入i n t e r n e t ，就可以使用和集成w e bs e r v i c e 服务。其次， 开发的代价显著降低了，程序员无需与多种平台进行交互，他只需要与w e b s e r v i c e 进行交互，同时由于w e bs e r v i c e 的调用接口完全采用标准的x m l 及相关技术，在代码实现上代价也有显著下降。第三，部署和集成的费用大 大降低，流程的更改也无需更改大量代码，甚至通过工具的支持。根本无需 更改程序代码。另外随着新的w e bs e r v i c e 技术，如w s d l u d d i w s f l 的 大量使用，w e bs e r v i c e 在运行时进行动态装配将成为现实，每个用户甚至 可以根据各自的需要而实时装配。这样将大大提升企业的响应能力，削减响 应开支，提升企业的核心竞争力，促进电子商务的广泛开展。随着向企业动 念业务转变的势头越来越强，松散耦合的、与语言和平台无关的、在组织内 跨企业、跨i n t e r n e t 连接应用程序的方法的优点变得愈发明显。然而，这种 转变要想取得成功，很关键的一点是要建立一个清晰的、全面的和标准的方 法来确保商务的完整性、机密性和安全性。1 3 】【7 】【】 f 是在这样的应用背景下，本文深入研究探讨了w e bs e r v i c e 在企业应 用系统中的可行性与相关技术，结合具体的北斗卫星定位通信应用系统背 景，从系统需求，设计模式思路，方案设计，开发体系与工具到系统实现都 进行了细致的分析与介绍，对于未来在其他行业领域中w e bs e r v i c e 系统的 建设提供了有益参考。 整篇研究论文以当前国际上最为热点的w e bs e r v i c e 技术为核心，理论 联系实际，分析了国内外的应用现状，针对具体的北斗卫星定位通信系统行 业应用，设计实现了北斗卫星民用网管中心的w e bs e r v i c e 子系统。作为北 2 武汉理工大学硕士学位论文 斗一号卫星综合应用服务平台支撑技术的一个子系统，它的建设成功，列于 相应产业的开发应用具有重要的意义。 1 2 国内外研究相关发展及动态【1 7 【18 】 1 9 1 1 2 6 】 全球权威i t 行业研究评测机构g a r t n e rg r o u p 在研究了所有i t 主流时 尚技术的发展道路后，做出一个抽象模型如图1 - 1 。x 轴表示技术应用的成 熟度，y 轴表示技术的受关注程度。 图1 1w e bs e r v i c e 当前发展状况 哟 有理山相信w e bs e r v i c e 是下一代分布式系统的核心部分。其原因如下： 互操作性：任何w e bs e r v i c e 都可以与其他的w e bs e r v i c e 进行交互。 s o a p 是所以主要供应商( 以及大多数中小供应商) 都支持的新标准协 议，这样就避免了在c o r b a 、d c o m 和其他协议之间转换的麻烦。还 因为可以使用任何语言来编写w e bs e r v i c e ( 甚至c o b o l ) ，开发者无 需更改他们的开发环境就可以设计、实现和使用w e b s e r v i c e 。 普遍性：w e bs e r v i c e 使用h t t p 和x m l 进行通信。因此，任何支持这 些技术的设备都可以永远和访问w e b s e r v i c e 。 低进入屏障：w e bs e r v i c e 背后的概念易于理解，并且来自i b m 和微软 武汉理工大学硕士学位论文 这样的供应商的免费工具箱能够让开发者快速地创建和部署w e b s e r v i c e 。此外，其中的某些工具箱还可以让已有的c o m 组件和 j a v a b e a n s 方便地成为w e bs e r v i c e 。 行业支持：所有主要的供应商都支持s o a p 和周边w e bs e r v i c e 技术。 g a r t n e rg r o u p 对未来5 年的w e b s e r v i c e 的发展状况做了预测： 2 0 0 1 年，w e bs e r v i c e 的架构开发工具将被各大开发商开发完毕。 2 0 0 2 年，商业w e bs e r v i c e 将大量出现，大量的面向消费者的b 2 cw e b s e r v i c e 将被使用。 2 0 0 3 年，u d d i 注册中心应w e bs e r v i c e 的发展，变得越来也重要，其中 的商业数据也越来越丰富。私有的u d d i 注册中心将被投入使用以支持内 部的服务信息的交换。而政府的w e bs e r v i c e s ( e g o v e r n m e n t ) 应用也将会不 断出现。 2 0 0 4 年，各类企业将会普遍接受基于w 曲s e r v i c e 的商务应用模式，而服 务集中的计算模式将会进入青年期。私有的u d d i 注册中心仍然在各类应 用中处与优势地位。新的收入模式和商业渠道将到处可见。4 0 的金融财 务服务事务将使用w e bs e r v i c e 模式。而3 5 的在线政府服务将以w e b s e r v i c e s 的形式提供。 2 0 0 5 年，公共的u d d i 注册中心作为公共商务信息的交换机制而获得大量 的使用。 同时各大技术提供商都按照g a r t n e rg r o u p 的预测陆续地推出w e b 服务 的构建工具：m i c r o s o f t 的v i s u a ls t u d i o n e t ，i b m 的w 曲s e r v i c et o o l k i t ，s u n 的s u no n e 等等。基于w e bs e r v i c e 的公共技术标准s o a p w s d l u d d i w s f l 或是已经成为事实行业标准，或是正在制订的进程中，各大技术提供 商和传统商业企业都投入到了标准的制定和应用的架构中去。作为w e b 服 务的体系架构的领导者i b m 和m i c r o s o f t 也开始在全球推广。w e b 服务技术， 有理由相信w e b 服务将成为将来动态企业商务w e b 的主流技术。 1 3 课题研究工作 本论文课题是国家9 6 3 1 3 专题资助课题“北斗一号卫星综合应用服务 平台支撑技术和应用示范”的一个子项目。课题研究的主要任务是为解决北 斗卫星系统和公众网w e b 用户之间的数据交互问题而设计实现一个w e b s e r v i c e 系统，w e bs e r v i c e 系统依据用户不同的业务需求对内部功能模块进 行选取，并用选取的功能模块与网管中心核心业务处理子系统进行数据交 武汉理工大学硕士学位论文 互，以达到用户实现业务处理的目的。通过w e bs e r v i c e 系统所取得的业务 与北斗卫星定位通信系统相关联，除了一般的静态信息外，动态信息主要包 括：( 1 ) 信息查询。包括用户信息查询及维护、定位查询、用户资费账单查 询等：( 2 ) 短消息通信。提供向移动终端发送或接收短消息功能；( 3 ) 移动 终端定位显示。对于选定的移动终端监控目标，可以将其所在的经度、纬度、 高度等数据打包下载，或者在电子地图显示目标的位置( 本功能需要请求数 据管理予系统中的g i s 服务器以完成对电子地图的处理) 。 具体工作如下： 1 对课题设计实现的系统背景一一北斗卫星定位通信系统和其民用网 管中心加以研究，弄清w e b 用户对系统的业务需求，并对w e bs e r v i c e 子系 统在整个系统内要实现的功能和作用深入了解。 2 依据j 2 e e 一一m v c 设计模式的思路来构建w e bs e r v i c e 的框架和轮 廓，搭建w e bs e r v i c e 的开发平台w e b s p h e r e 应用服务器和w e b s p h e r es t u d i o ， 以及m q 服务器的搭建与服务器间的连接整合。 3 在w e b s p h e r e s t u d i oa p p l i c a t i o nd e v e l o p e r4 0 开发平台上编译w e b s e r v i c e 内部各模块的实现程序，将各模块的实现程序打包成e a r 文件导八 w e b s p h e r ea p p l i c a t i o ns e r v e r ，并在w e b s p h e r ea p p l i c a t i o ns e r v e r 上进行部 署、发布和修改。 4 选取一个w e bs e r v i c e 功能进行测试，并对测试结果进行评估。 1 4 作者完成的工作及论文主要内容 w e bs e r v i c e 项目是一个庞大的系统工程，作者参与和设计的部分主要集 中在其外部接口、业务模块和门户导航菜单部分的设计实现。具体有： 1 外部接口程序以及w e bs e r v i c e 信息响应码部分的程序设计。包括 w e b s e r v i c e e n t r y 和r e s p o n s ec o d e 中的类、接口( j a v a ) ，以及其配 置文件( x m l ) 的编译测试工作。 2 系统导航菜单的编制。包括主要的配置定义文件的编译( x m l ) 以 及部分的菜单页面设计( j s p ) 论文主要内容如下： 1 w e bs e r v i c e 所在的北斗卫星定位通信应用系统与其民用网管中心背 景介绍，并指出w e bs e r v i c e 的作用与地位。 2 对w e bs e r v i c e 的特性、体系结构、相关技术做简要介绍。 5 武汉理工大学硕士学位论文 3 w e bs e r v i c e 子系统的设计思想以及概要和详细设计。 4 w e bs e r v i c e 子系统内部各模块的实现，各模块的类、与其他模块的 接口及接口实现的方法介绍。 5 运行测试分析。 6 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章北斗卫星民用网管中心系统概述 北斗卫星民用网管中心作为北斗卫星定位导航系统地面中心站延伸部 分，负责民用用户的注册、管理和运营。北斗卫星定位导航系统是以双星定 位原理为基础而建立的区域性民用的卫星定位通信系统。本章将由整个系统 入手，先介绍北斗卫星定位导航系统和其子系统民用网管中心，然后对本文 所讨论的重点w e bs e r v i c e 子系统在整个系统中的地位和作用进行阐述。 2 1 北斗卫星定位导航系统 2 1 1 系统组成 由空间卫星、地面中心站、用户终端和标校站四部分组成，见图2 1 。 1 空间卫星部分 取星定位系统由2 至3 颗地球同步卫星组成，执行地面中心站与用户终 端之白j 的双向无线电信号中继任务。每颗卫星的主要载荷是变频转发器，以 及覆盖定位通信区域点的全球波束或区域波束天线。般情况下，双星定位 系统要保证系统正常工作至少需要两颗卫星，两颗卫星弧距要大于3 0 度， 在6 0 度左右最好，第三颗卫星为备份星。 2 地叫中心站部分 地面中心站主要由无线电信号发射和接受，整个工作系统的监控和管 理，数据存储、交换、传输和处理，时频和电源等各功能部件组成。北斗卫 星民用网管中心作为地面中心站延伸部分，负责民用用户的注册、管理和运 营。地面中心站连续地产生和发射无线电测距信号，接受并快速捕获用户终 端转发来的响应信号，完成全部用户定位数据的处理工作和通信数据的交换 工作，把计算机得到的用户位置和经过交换的通信内容，通过北斗卫星民用 网管中心，分别送给有关用户。所以，一切计算和处理集中在地面中心站。 3 用户终端部分 用户终端能够接收地面中心站经卫星转发的测距信号，并向两颗卫星发 射应答信号，此信号经卫星转发到中心站进行数据处理。 4 。标校站 武汉理 ：大学硕士学位论文 目前的技术水平，把地球同步卫星定位到l o o m 以内是有可能的，故校 准站间距离可允许到4 0 0 公里。考虑到多校准站定位，照顾到终端站点至最 远校准站不超过4 0 0 公里，所以校准站间距离以2 0 0 公里为宜。这样，终端 站点差分定位时利用的校准站最多可达1 6 个，最远点也不超过4 0 0 公里， 从而定位精度大大提高。 校准站收发机工作有两大目的：一是为附近测站提供观测边改正或计算 点位改正，二是为改进卫星轨道提供观测量。 图2 - 1 北斗卫星定位导航系统组成 武汉理工大学硕士学位论文 2 1 2 工作流程 系统通过下述工作流程提供定位和通信服务。如图2 2 所示。 图2 - 2 系统工作流程 在用户终端设备开机条件下，工作流程说明如下： 1 ) 地面中心站向卫星连续发送载波，载波上的数据流含有测距信号，电文 帧、时间码等，可称之为询问信号； 2 ) 询问信号经卫星变频放大，转发到终端设备： 3 ) 终端设备接收询问信号，并注入必要的信息，向两颗卫星发送； 4 ) 两颗卫星将收到的终端站的信息转发到地面中心站； 5 ) 地面中一心站处理收到的终端站发来的信息，即计算终端站的坐标，将坐 标信息连同终端站的其他信息，全部发送到北斗卫星民用网管中心i 9 武汉理工人学硕士学位论文 。一。- _ - _ _ - _ _ - _ _ _ - _ 一 6 ) 北斗卫星民用网管中，i i , 对终端站的信息进行核验和处理，实现通信信息 交换： 7 ) 北斗卫星民用网管中心将处理的信息送地面中心站，再经卫星传送给终 端站，终端站收到所需信息并显示或打印出来。 在实际应用中，重复上述程序多次循环。 2 1 3 系统功能 北斗卫星定位导航系统有四大功能：快速定位、实时导航、简短通信、 精密授时。 a ，快速定位 地1 = 百_ f 中心站发出的测距信号( 具体为格式化的帧结构及其伪码) 含有时 间信息，经过卫星一用户终端站一卫星，再回到中心站，由出入站信号的时 间差可计算出距离。 优先级最高的用户，从用户终端站发射应答信号到用户终端站到定位结 果，可在1s 之内完成。所以北斗卫星定位导航系统定位是快速定位。 b 实时导航 对运动用户提供前进距离和方位的业务称之为导航。由于本系统的全部 数据处理集中于地面中心站，中心站有庞大的数字化地图数据库和各种丰富 的数字化信息资源，地面中心站根据用户终端站的定位信息，参考地图数据 库可迅速地计算出用户前进目标的距离和方位，可对用户终端站发出防碰撞 的紧急报警，可通知有关部门对出事地点进行紧急营救等等。 快速定位、数字化地图库加高速计算机处理，从而使系统具备了实叫导 航的能力。 c 简短通信 实现无线电通信的基本条件是： 线路要是双向的，每端既能发射又能接收； 双方各有特定识别码，即不会送错又不会被第三者所接收： 通信电文预先约定，能够互相译出。 系统的地面中心站和用户终端站收发机具备这几个条件，因为系统是双 向闭合环路，每个终端站收发机都有专用识别码。终端站收发机随机地响应 某一时刻的询问信号( 又叫测距信号) ，响应信号和询问信号的帧格式结构 中都有通信信息段。终端站想向领导机关请求指示，或想与某终端站联系时， 1 0 武汉理： 大学硕士学位论文 用收发机的信息键盘键入对方地址码( 专用识别码) 和通信电文，随响应信 号送入地面中心站。地面中心站收到这个终端站的响应信号后，译出要联系 的终端站地址和通信电文。中心站把通信电文放入要联系的终端站能够解出 通信码的信息中，随询问信号发射出去，对应终端站或领导机关便可得到通 信信息。非对应地址码的终端站解不出通信段内容，只出现干扰噪声。需要 回答的终端站，只需重复上述过程。伪码相关接收保证了通信只在特定终端 站之i n j 进行。通信信息段的容量决定了通信的速度和可参加通信的终端站数 量。实际上，定位终端站的位置数据也是作为通信信息发给终端站的。 d 精密授时 授时与通信、定位是在同一信道中完成的。地面中心站的铯钟产生标准 时间和标准频率，通过询问信号将时标的时间码送给终端站。授时终端站与 普通定位和通信终端站的不同之处在于有一个解码器和一个计数器。解码器 解出询问信号的时间码，计数器记录时间码的时标与终端站钟的钟差。由于 信号空f 自j 传播的时间延迟，计数器记录的钟差是伪钟差。通过终端站的响应 信号，地面中心站计算出时延，连同u t c ( 世界协调时) 与u t l ( 授时终端站 当地时) 的改正数一起送给终端站，终端站便可将伪钟差减时延而得到终端 站钟的u t c 标准时间，或再加改正数得到u t i 标准时间。 2 2 北斗卫星民用网管中心系统 北斗卫星民用网管中心( 以下简称网管中心) 是从地面中心站拉出来的 一个分控制系统，由此分系统直接面向民用客户的各种应用需求，包括建立 集团用户的指挥监控管理系统。网管中心是真正实现系统民用市场开发应用 的控制通信中心系统，它实现了中心控制操作等运营维护功能以及通信网关 功能。它的主要目的一方面是为民用市场用户利用系统的定位和短信息服务 提供通信接入服务平台，另一方面是对民用移动终端和民用陆地用户的信息 进行统一维护和管理。 2 2 1 系统组成 整个网管中心从逻辑上分为七大部分：w e bs e r v i c e 子系统、陆地用户接 入子系统、核心业务处理子系统、数据管理子系统、业务管理子系统、系统 及网络管理子系统、卫星接口子系统。 武汉理工大学硕士学位论文 1 w e bs e r v i c e 子系统 w e bs e r v i c e 子系统即本论文主要讨论的内容，它是负责所有基于w e b 的接入服务。在逻辑组成上由w e b 服务器、和w e b 应用服务器组成。按照 安全性的要求，w e bs e r v i c e 子系统与其他系统之间没有实时的物理连接。 w e b 服务器负责提供用户基于浏览器的访问。对于静态内容，w e b 服务 器直接反馈给用户。对于动态信息请求，w e b 服务器将其转发给w e b 应用 服务器。其设计实现以及功能测试我们将在后续的章节进行详细介绍。 2 陆地接入子系统 陆地接入予系统负责专线用户( 集团用户、海上救援中心) 的d d n 、i s d n 接入、普通用户的p s t n 拨号接入以及与手机用户的g s m c d m a 的短消息 接入。i n t e r n e t i n t r a n e t 用户的接入由w e bs e r v i c e 子系统负责，与陆地接入 予系统之间没有实时的物理连接存在。 陆地接入子系统由消息中间件前置机、应用网关、短消息适配器、消息 转发控制器、存储转发数据库五个模块组成。 a ) m e 消息中间件前置机 消息中唰件前置机负责与集团用户之间的双向数据传递。相应地，每个 集团用户端也必须安装一个对等的消息中间件。 对于集团用户上行传送到网管中心的数据( 定位请求报文、短消息等) ， 首先山集团用户端的消息中间件发送给网管中心的消息中间件前置机，再由 消息中间件前置机发送给核心业务处理子系统。 对于从网管中心下行到集团用户端的数据，首先由核心业务处理子系统 发送给消息中间件前置机，再由消息中间件前置机发送到对应的集团用户端 的消息中间件。 b ) 应用网关 应用网关负责处理来自p s t n 的拨号用户的请求。来自拨号用户和坐席 员终端的上行数据，通过应用网关发送到核心业务处理子系统。从网管中心 下行的数据，通过应用网关发送给用户。 c ) 短消息适配器 短消息适配器负责连接电信部门的短消息网关。来自手机用户的短消 息，通过短消息适配器发送到核心业务处理子系统。从网管中心下发给手机 用户的短消息，通过短消息适配器发送到短消息网关。 m 消息转发控制器和存储转发数据库 消息转发控制器负责将来自核心业务子系统的数据转发给应用网关和 武汉理工大学硕士学位论文 短消息适配器，以及其他的对外接入部件，如传真服务器、e m a i l 服务器。 另外，由于接收端( 如拨号用户、短消息网关) 可能因为各种原因导致 消息发送失败，这些消息需要被保存在存储转发数据库中。消息转发控制器 负责在适当的时间重发这些消息。 3 核心业务处理予系统 核，i i , 业务处理子系统由消息中间件和中央数据处理服务器以及监控台 组成，负责完成用户权限的验证、上下行各种呼叫业务的处理、呼叫f ：j i | 志的 建立等功能。 a ) 消息中间件 消息中间件负责暂存上行和下行的数据( 消息) 。 b ) 中央数据处理服务器 中央数据处理服务器是整个系统的核心，各种呼叫业务的处理都由该服 务器完成，包括上下行呼叫业务的解析及分发、用户业务权限的检查和验证、 呼叫日志的建立等。 c 1 监控台 监控台用于对所有呼叫记录进行实时监控。 4 数据管理子系统 数据管理予系统出l d a p 服务器、d b 2 服务器组成。l d a p 服务器用于 保存移动用户和固定用户的基本信息。d b 2 服务器保存其他各类数据，包括 呼叫数据、计费数据等。 5 业务管理子系统 业务管理子系统包括用户管理、计费采集、计费处理、值班管理和终端 应用。 a ) 用户管理 用户管理模块负责所有用户( 包括移动终端用户和陆地网络用户) 的注 册信息和业务授权信息进行维护和管理。 b ) 计费采集 计费采集模块负责从各种计费数据源采集原始呼叫记录文件。可能的计 费数据源包括拨号访问服务器、传真服务器和中央数据处理服务器等。 c ) 计费处理 计费处理模块负责将原始呼叫记录文件转换成可用于计费的格式，用于 计费处理；并负责生成最终的计费帐单。 d 1 值班管理 武汉理工大学硕士学位论文 一- _ _ - - _ - _ - 一 主要用于对网络管理值班人员工作的管理。包括交接班管理、工作同志 管理、公共信息发布。 e ) 终端应用 终端应用包括g 1 s 应用、坐席员终端应用、哑终端应用等。这些应用都 通过应用网关接入。实际上，终端应用与拨号用户使用的应用基本上是一样 的。 6 系统及网络管理子系统 系统及网络管理子系统由t i v o l i 系列产品组成，包括t i v o l in e t v i e w 、 t i v o l id i s t r i b u t e dm o n i t o r 、t i v o l is e c u r e w a yr i s k m a n a g e r 、t i v o l ie n t e r p r i s e c o n s o l e 、t i v o l id e c i s i o ns u p p o r t 、t i v o l is t o r a g em a n a g e r 。浚予系统跨所有 予系统，实现网络、系统和存储的监控与管理。 7 卫星接口子系统 卫星接口子系统包括卫星接口和上行存储转发数据库，卫星接口子系统 连接网管中心与卫星指控中心，完成二者之间的双向数据流的接续。对于发 送失败的消息，卫星接口会将些消息保存在上行存储转发数据库中。卫星接 口负责存适当的时间重发这些消息。 2 2 2 网管中心与公众网用户接入方式 从公众网用户接入网管中心的用户可分为两类，一类是通过w e bs e r v i c e 子系统泼入，这类用户主要是基于w e b 浏览器的i n t e r n e t i n t r a n e t 用户；另 一类是通过陆地接入予系统接入，这类用户主要包括专线用户( 集团用户、 海上救援中心) 的d d n 、i s d n 接入、普通用户的p s t n 拨号接入以及与手 机用户的g s m c d m a 的短消息接入。 1 通过w e bs e r v i c e 子系统接入 i n t e m e t i n t r a n e t 用户的接入：对于普通用户而言这将是主要接入方式， 提供可以交互的w e b 网页，供用户自主管理自己的信息及对公共信息的获 得；提供e - m a i l 通道，使用户可以离线编辑自己的信息内容；提供f t p 功 能，使用户可以上传或下载大数据量的信息；网管中心附带提供用户数据库， 提供存储数据的空间，起到资源共享作用，减轻客户端工作负担，使用户可 以在自己一侧减少设备投入。 2 通过陆地接入子系统接入 a 1p s t n 用户的接入：主要通过超级终端方式接入。目的是减少用户在 1 4 武汉理i ：大学硕二b 学位论文 通信线路上的费用。直观简洁的菜单形式，完成小数据量的处理；自动接收， 自动回复固定侧用户；同时，在用户侧进行相关配置后，将来自卫星侧的信 息自动发送给用户。 b ) g s m c