eVLBI技术是VLBI前沿发展技术之一,已在天文科学研究和深空探测中得到应用,其中实时高速稳定的数据传输技术是其核心技术之一。随着天文与测地观测频率的提高,观测数据率成倍增长;而随着eVLBI应用于深空探测,实时性要求从分钟提高到秒级。基于下一代互联网和VLBI标准数据格式(VDIF)研究eVLBI高速网络传输技术能实现更高的宽带观测,更短的实验周期,提高观测成功率并节约观测成本。中国VLBI网已经建立包括四站一中心组成的低速准实时eVLBI系统,为了适应以宽带观测为特点的天文科学研究和以实时性可靠性为特点的深空探测任务,必须对eVLBI架构中最核心的高速实时数据传输、解码纠错和网络化自动控制运行进行研究分析,以建立完善的eVLBI观测处理系统,使之能为天文科学研究与深空探测做出更大服务。
eVLBI;high-speed data transfer;next generation network;IPv6;
本项目通过在下一代互联网IPv6环境下,对eVLBI数据远程网络传输中的核心TCP/UDP算法的改进,提高VLBI数据传输的在共享网络上进行实时传输的能力。实际测试表明,改进后的算法适合VLBI这种海量稳定数据的传输特点。通过在互联网共享宽带网络上测试验证算法的可用性,具备开展进一步实际应用与中国VLBI网实时VLBI观测处理,以及与国外台站开展联合实时观测实时数据传输的基础。 实现eVLBI数据解码软件,支持的格式为Mark5B/VDIF数据格式。通过对VLBI数据格式的解析,使得数据接收软件具备检错纠错功能,主要是针对接收到的网络数据进行帧序判断和帧长判断,使得数据按照原始采集顺序接收和存储,并保证每帧数据长度一致,对丢失的数据进行填零补充使之完整。 实现基于网络的系统控制软件。首先,通过Shell语言实现eVLBI精简版控制软件,实现对VLBI观测台站Mark5B+/5C系统和VLBI中心数据接收分发系统DDU的统一控制。对Mark5系统控制主要操作位时间同步、数据格式掩码设置、数据传输控制,对数据接收分发系统主要操作为网络核心参数的设置、网络数据接收的控制、接收数据同步缓存和分发的控制。并在其基础之上,开发了图形化控制软件,通过直观的人机界面实现便捷的控制。控制方式采用网络通信控制方式。 本项目研究的eVLBI高速数据传输软件和控制软件,实际应用于探月工程二期VLBI测轨分系统,为嫦娥三号任务和嫦娥五号载入返回试验实时VLBI测量系统提供了稳定可靠的数据传输服务。