北斗定位，數據護航，精準指引方向

老師問同學們長大了想做什麼

小明說長大了想當船長，橫渡五大洋

小剛說想做飛行員，翱翔藍天

小紅說想做一名氣象預報員，

這樣就可以知道什麼時候下雨颳風

……

即便是人說中年不如狗

但夢想還是要有的，萬一實現了呢

所以，喜歡就去做，有夢就去追

逐夢旅程中，來或去路

GNSS始終為你指引

「GNSS與應用」

GNSS連續運行基準站網，則是由若干連續運行基準站、數據中心、數據通信網路組成。具備長期連續跟蹤觀測和記錄衛星信號的能力，並通過數據通訊網路定時或實時將觀測數據傳輸到數據中心。

除了人們生活經常用到的地圖導航服務，GNSS以及GNSS連續運行基準站網在航海、航空、氣象預報、農業、工程建設測量等諸多領域發揮著巨大作用。

例如，利用GNSS無線電信號穿越大氣圈時受到電離層與對流層的彌散效應和出現的折射現象，進行數值分析，特別是可以精確的提取大氣層中的水分含量和分布，從而對可能出現的降水時間和強度作出精確預報；

在可能發生地震、滑坡的地區，可以利用GNSS參考站來監測地殼運動；GNSS還是海上獲取導航、定位、搜救應急等領域的重要手段……

圖片來源網路

歐洲伽利略管理局發布的2017年《GNSS市場報告》顯示，全世界GNSS設備的安裝數量預期會從2017年的58億台飆升至2020年的約80億台，預估地球上平均每人擁有超過一台GNSS設備。

「數據存儲需求分析」

2017年，國內某直轄市GNSS衛星定位連續運行基準站網系統數據中心建設項目，作為「該地區現代測繪基準升級改造工程」的主要內容之一，其主要目標是建設完成數據中心並為當地提供更加穩定、可靠的RTK服務（GPS測量）、基準服務、成果轉換服務並具備良好的擴展性，同時兼顧信息安全，以更加優越的性能服務於當地測繪基準的維持以及城市建設。

接入數據源

本次項目中，需要考慮接入的數據源來自於三個方面：

其他相關單位（如氣象局）的共享數據；

基準站從衛星端實時或定時接收到的數據，包括坐標、觀測值、時間等結構化數據。目前該直轄市所有基準站一年能夠產生的數據將近10TB，並且根據上級單位要求所有的基站數據需要保存5年以上；

互聯網IGS數據，來自互聯網第三方服務商的衛星導航定位數據。

坐標轉換數據

早在2008年，國家測繪局已經宣布自2008年7月1日起，中國正式啟用2000國家大地坐標系, 並將我國全面啟用新坐標系的過渡期定為8~10年。原有基礎地理信息4D數據, 採用的坐標框架包括1954北京坐標系、1980西安坐標系, 以及各個地方坐標系，需要將原有成果進行坐標轉換到CGCS2000。

為此，本項目中考慮設計了基於FME等平台進行坐標轉換。除了新增的從基準站接收的數據需要轉換外，目前每年項目方還需要轉化4D數據包含DOM、DEM、DRG和DLG四種類型，預計5年內數據轉換業務系統會產生50TB的數據量。

瓦片數據

地圖瓦片數據處理與發布是基於ArcGIS平台以及內嵌的ENVI影像處理模塊，對地圖數據實現分級處理以及後期的發布服務，按照固定的若干個比例尺（瓦片級別）和指定圖片尺寸，切成若干行、列的正方形圖片，並以指定的格式保存為圖片文件。

切片之後的數據稱為瓦片，這些數據可以讓用戶對地圖數據實現快速瀏覽。瓦片數據動輒上千萬個文件，並且文件很小，導致存儲碎片化嚴重；同時，多用戶並發實時訪問也對底層存儲I/O提出了更高的要求。本項目中的瓦片數據預計將保持在TB量級。

互聯網地圖影像瓦片金字塔示意

「一個平台解決所有數據需求」

為了最大限度提升IT敏捷性，承載項目中各個業務系統日益增長的數據存儲需求，並達到存儲資源的高可用、高可靠性和可擴展性，天津市測繪院經過周密調研和實際測試對比，最終在項目中決定採用XSKY軟體定義存儲(SDS)解決方案。其中，主存儲採用X-EDP統一數據平台，備份系統基於X-EOS對象存儲構建。

存儲資源池邏輯架構圖

安全存儲

基準站的單個文件和總體數據量雖然都不大，但是這部分數據關係重大，並且由於系統需要長期監測運行，文件個數多。為了保證數據存儲的安全，存儲資源池整體採用雙副本+故障域的數據保護方式，每故障域部署於一個獨立的機櫃中。雙副本的方式保障數據的可靠性，雙故障域則可避免因某一機櫃故障（如機櫃完全掉電）導致數據的不可用。作為備份的X-EOS對象存儲，還通過配置8+2 EC校驗碼，在保證備份數據安全同時，還極大提高磁碟空間的利用率，降低數據備份成本。

QoS為坐標轉換「保駕護航」

從地方或其他坐標轉換到國家CGCS2000，時間緊，任務重，在這個過程中，還需要同步保證其他業務的正常運行。基於XSKY的在線卷QoS功能，可對相應卷進行設置，根據業務需求智能控制數據傳輸速率，不僅能夠保證坐標轉換業務的突發性能需求，同時也為其他業務的正常開展提供了最基本性能需求。

瓦片數據不再是問題

隨著基準站原始數據成果進入應用階段，不僅需要底層存儲與ArcGIS等專業的地理信息服務應用軟體實現無縫打通，還面臨著如何高效處理海量的瓦片數據與影像數據的問題。為此，XSKY X-EDP與Esri（易智瑞公司）公司ArcGIS系統聯合進行了互通測試，測試結果表明，互通測試項全部通過，X-EDP可有效支撐Esri ArcGIS系統對存儲性能的需求。

而針對瓦片數據的海量小文件問題，X-EOS的海量小文件功能，支持單存儲池超過1000億的文件對象數量，並實現了小文件合併處理與壓縮，極大減少了海量文件元數據對文件系統索引體系帶來的壓力，還大幅提高了存儲空間使用率。

客戶收益

將多台雙路伺服器組成統一的存儲資源池，實現一套存儲平台，滿足結構化、半結構化、非結構化所有數據存儲需求；

副本、EC糾刪碼、故障域等多層級數據保護，保障數據高可用；

卷QoS功能幫助用戶在使用存儲資源時，有效實現資源隔離，為坐標轉換等關鍵業務提供突發性能同時，還為其他業務正常運行保障基本性能；

海量小文件，支撐瓦片數據高效存儲；

全圖形化可視化界面，運維更便捷；

支持廣泛的虛擬化平台和資料庫應用，為FME、ArcGIS、ENVI等第三方不同應用軟體提供支撐；

線性擴展，滿足未來業務系統不斷擴容對存儲I/O等性能更高的要求。

未來，隨著地理信息數據服務在各行業的深入應用，GNSS衛星定位連續運行基準站網的成果將真正「飛入尋常百姓家」。軟體定義存儲解決方案將持續滿足用戶的業務擴張需求，並為後期地理影像大數據、數據湖的落地奠定堅實基礎。

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