虚拟天文台数据访问系统（VO—DAS）任务调度设计与实现

为解决异地、异构、海量天文数据无缝透明地统一访问,中国虚拟天文台（China-VO）研究小组自主设计并开发了一套解决方案——虚拟天文台数据访问系统（VO—DAS）。着重从执行流程、设计模式、Session机制、生命周期、资源销毁、异常处理等模块详细阐述了该系统的任务调度设计。为了验证该系统的可行性和性能,最后描述了多个天文科学范例。     

中国虚拟天文台数据访问服务

随着科学技术的进步和大批天文观测项目的实施，天文数据正在呈现爆炸式的增长，天文学正进入一个数据富庶的时代。虚拟天文台项目的首要目标就是要解决这些高度分散、复杂、海量的天文数据的统一访问和管理，实现全球天文数据资源的融合，使天文学家能够高效快捷的获取所需的天文数据。中国虚拟天文台项目基于目前的网格技术，设计和实现网格环境下天文数据的查询访问服务，并为客户应用提供统一的访问接口。本文重点介绍了我们采用GlobusToolkit网格开发工具包，按照国际虚拟天文台联盟最新制订的天文数据标准，完成对天文星表数据资源的网格服务封装，实现天文星表锥形查询(Cone Search)和星表查询网格两个数据服务的工作，并介绍了如何使用天文数据服务搭建其他网格服务。     

VO数据访问服务客户端系统的设计与实现

虚拟天文台数据访问服务(VO-DAS)基于新兴的数据网格技术,实现异地异构海量天文数据统一联合资源的访问.这些服务对外提供简单、直观的访问操作接口.立足VO-DAS的接口服务,我们设计了一套客户端系统,即VO-DAS的GUI客户端和命令行客户端.数据用户可以通过客户端实现对VO-DAS接口的调用,从而访问分布存储的异构天文数据资源.     

VO-DAS Registry系统的设计与实现

为了给天文学家提供一个统一访问分布存储于世界各地数据中心的异构天文数据资源的方案,中国虚拟天文台项目组设计了虚拟天文台数据访问服务(VO-DAS)。VO-DAS支持国际虚拟天文台联盟(IVOA)制订的各项相关标准,使得它具有良好的互操作性。VO-DAS Registry系统是VO-DAS系统的重要组成部分,它为VO-DAS系统获取数据资源的元数据,从而使得VO-DAS更好的管理和应用这些数据资源。在这个过程中,此系统符合IVOA的相关标准。     

构建中国虚拟天文台的天文数据结点

随着天文观测数据的爆炸式增长以及数据网格技术等新兴IT技术的日趋成熟,虚拟天文台应运而生。虚拟天文台成为基于数据网格技术的解决复杂海量天文数据的访问和管理的一种有效手段。我们对现有中国虚拟天文台体系结构底层进行设计与实现,并完成了其核心部分一天文数据结点。天文数据结点可发布和管理异构的数据资源,为用户提供统一的数据访问接口,进而为天文学家实现对各种天文数据的无缝透明访问和处理提供了方便。本文重点介绍了我们设计的天文数据结点的体系结构,以及结点各部分的功能,并讨论了其关键技术的实现。     

中国虚拟天文台软件集成

虚拟天文台是一个通过先进的信息技术把全球范围内的天文研究资源无缝透明地联结起来组成的数据密集型在线天文研究环境。文章首先论述了在虚拟天文台系统中进行现有软件集成的必要性和可行性;并分析了软件集成的粒度问题;其次详细介绍了将现有软件封装为服务的常规方法;最后,介绍了ImageMagick图像处理软件的具体封装和实现流程,并作了详细讨论。     

构建虚拟太阳天文台的中国数据结点

随着不断对太阳展开多波段观测以及Web Services等新兴IT技术的应用,虚拟太阳天文台(VSO)应运而生.它基于Web Services技术,是解决异地异构海量多波段数据访问和获取的一种有效工具.在将VSO技术实现的方法引入中国天文界、空间物理、地球物理等领域的基础上,以怀柔太阳观测站(HSOS)为基点,设计了怀柔数据结点,并实现了与VSO系统的整合,为中国其他站点联入VSO提供了实例.     

虚拟太阳天文台及其发展

伴随着太阳物理研究的深入、观测仪器的发展、观测数据的积累,促使人们去思考这样一个问题:如何使研究者能够方便地检索、分析和使用在不同时间、不同地点、不同波段上观测得到的大量与太阳有关的数据,从而能探索更多悬而未决的科学谜题。这就是虚拟太阳天文台(VSO)项目被提出后得到有关天文台、研究所和大学积极响应并迅速投入运作的原因所在。介绍了虚拟太阳天文台的由来、作用、采用的技术和发展状况等。     

用MapReduce框架构建虚拟天文台数据节点

MapReduce是一种大规模分布式并行处理框架,最初被用于互联网服务中的海量数据处理,并逐渐扩展到各个行业领域。目前,虚拟天文台面临着越来越多的地面及空间望远镜观测到的海量天文数据。为了提高中国虚拟天文台数据节点处理海量天文数据的能力,首次提出基于MapReduce框架构建中国虚拟天文台数据节点的方法,并以批量星表交叉认证为例描述了具体实现过程,性能评估结果证明基于MapReduce框架构建虚拟天文台数据节点,可以在性能、扩展性与成本等多方面获得收益。     

中国虚拟天文台体系结构

虚拟天文台是天文技术和信息技术结合的产物，其体系结构体现着与最新信息技术的结合。本文首先介绍虚拟天文台的工作流程和原理，进而介绍了虚拟天文台体系结构研究的最新进展。以网格技术为基础，给出了中国虚拟天文台的层次式体系结构和服务式体系结构。     

基于虚拟天文台的HXMT卫星数据检索发布系统设计与实现

目前,国际上诸多天文项目均遵循虚拟天文台（Virtual Observatory,VO）标准协议开发各天文数据检索发布系统,对外公开发布数据,并对数据资源进行VO注册,从而使用户通过虚拟天文台门户网站即可访问获取不同天文项目的数据集.硬X射线调制望远镜（HXMT）卫星项目也将虚拟天文台技术引入HXMT卫星数据检索发布系统的设计与实现过程中,既满足HXMT卫星数据发布需求,又将HXMT卫星数据融入虚拟天文台环境,实现国际天文数据的共享共用.系统提出了符合虚拟天文台规范的体系架构,并选取SCS锥形检索、VOTable数据格式等虚拟天文台标准协议加以实现,采用MVC模式、SSH框架以及各种J2EE技术进行软件研发,提供检索访问、浏览下载和可视化功能.实践和应用结果表明,系统在解决天文数据资源互操作、共享发布、检索访问及异构应用集成方面均具有可操作性,对我国空间天文卫星数据检索发布系统的研制具有参考意义.     

基于Web Services的星历计算服务平台设计及其实现

为克服复杂耗时的星历计算,基于兼备计算精度高、时间跨度长、内容丰富等优点的Swiss Ephemeris星历计算程序包,利用JNI和Web Service等新兴的技术,我们设计出了一套面向星历研究人员和天文程序开发人员的星历计算服务平台——China-VO Ephemeris WS,并且以日食带的中心食带绘制为例,具体介绍了China-VO Ephemeris WS的功能和使用。     

新疆天文台天文观测数据传输日志系统设计与实现

新疆天文台望远镜产生的观测数据通过数据专线传输到新疆天文台本部数据中心进行长期存储。采用rsync进行数据传输,传输过程中没有详细的日志记录信息,无法对传输情况进行统计分析。通过调研新疆天文台数据传输的需求,设计并开发了新疆天文台观测数据传输日志系统。系统以新疆天文台南山站、奇台站的数据存储服务器和新疆天文台本部长期存储为基础,设计了日志系统的整体架构,实现了数据传输过程的日志记录。系统基于shell多线程技术及Qt框架,开发了后台服务程序及日志系统软件界面,实现了日志分析、统计备份与数据传输的可视化页面。     

虚拟天文台:科学、工具及应用

阐述了虚拟天文台的科学目标、可能的基于虚拟天文台的项目、虚拟天文台的作用和意义;着重介绍了目前虚拟天文台项目开发的各种工具及应用．随着各种工具的开发、集成和应用,虚拟天文台的功能将越来越完善,其成功的科学范例再次显示了虚拟天文台的优越性,标志着虚拟天文台正在从“概念”转向“操作”,由“技术”向“科学”靠近,以“科学”为主旋律前进。虚拟天文台将成为天文学家科研工作必不可少的一部分。     

中国虚拟天文台研发策略与重点

由于不同的天文和技术背景，不同的虚拟天文台项目采取了不同的研究策略。本文首先介绍了国际上几个典型虚拟天文台项目的研发目标和工作重点；然后讨论了包括中国虚拟天文台在内的小型虚拟天文台项目在研发方面的优势和劣势。中国虚拟天文台项目根据自身所处的具体情况确定自己将走应用路线，争取在某些领域取得突破，研发重点包括五个方面：China-VO系统平台建设、国内外天文数据的统一访问、现有天文工具的虚拟天文台集成、天文设备的虚拟天文台集成、虚拟天文台基础上的公众教育。     

IERS数据动态提取与更新系统的设计与实现

在高精度的位置计算中需要获取计算时刻所在日期的闰秒,以及UT1-UTC等关键数据,但长期以来这一类数据的维护均是手工进行,出错率高.针对新一代中国太阳射电日像仪观测与数据处理过程中的位置计算需要,实现了一个自动提取国际地球自转服务（IERS）参数的数据更新自维护子系统.系统可以根据需要自动运行、自动下载并分拆IERS网站数据,采用正则表达式从文本中自动获取所需要的实测值与预报值,自动在本地构建一个2004年12月31日以来的IERS数据库,并根据每周所获得的数据维护整个IERS的数据,将最新的实测值与预报值存入数据文件,实现了数据的滚动更新.系统彻底解决了手工维护数据的问题,为中国太阳射电日像仪的自动数据处理流水线打下了较好的基础.同时,本文提出的方法是一种通用的方法,可以方便地集成应用到国内其它天文位置计算领域.