Восточно-Сибирский центр исследования
ионосферы Земли (ЦКП ВСЦИИЗ)

Состав
Задачи
Возможности и образцы
Заявка на выполнение работы
В начало

Подразделение коротковолновой диагностики ионосферы
Подразделение информационного обеспечения и математического моделирования

Базы данных

Ядром автоматизированных информационных систем (АИС) являются базы данных (БД). Использование БД позволяет обеспечить однородный обмен между различными составляющими АИС модулями. Для записи и хранения данных в БД были разработаны два стандартных формата: формат N1 для исходных экспериментальных данных и формат N2 для результатов обработки данных и результатов расчета. Система зондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ-сигналом позволяет получать оперативную информацию о состоянии ионосферы и условиях распространения радиоволн в режиме вертикального, наклонного и возвратно-наклонного зондирования (ионограммы ВЗ, НЗ и ВНЗ с амплитудным рельефом). Стандартный формат N1 является унифицированным и позволяет хранить ионограммы, регистрируемые различными системами зондирования. Он включает в себя две зоны: зону служебной информации и зону ионограммы. Для сжатия информации применяется специальная система кодирования. Стандартный формат N2 состоит из паспорта и зоны данных. Паспорт содержит необходимую служебную информацию о радиотрассе, зона данных - характеристики и параметры сигналов. В рамках СУБД Clarion разработаны:

• БД для записи и хранения каталога ионограмм вертикального, наклонного и возвратно-наклонного зондирования ионосферы ;
• БД для хранения результатов обработки ионограмм ;
• БД географических пунктов и кодов станций ;
• БД индексов солнечной активности ;
• БД технических параметров радиолиний ;
• БД результатов прогнозирования и оперативной диагностики .

База ионограмм

Структурно база экспериментальных ионограмм состоит из каталога ионограмм и собственно ионограмм. Каталог ионограмм подразделяется на файл данных и ключевой файл. Файл данных содержит служебную информацию об ионограмме: тип зондирования, признак наличия ионограммы в БД, признак обработки ионограммы, код станции, дату, время. В ключевом файле хранятся номера записей в файле данных в порядке возрастания по дате и времени. Используя обычный двоичный поиск можно быстро получить номер записи ионограммы для заданной даты и времени, по которому восстанавливается служебная информация об ионограмме из файла данных. Ионограммы записываются в формате N1. Они размещены на жестком диске таким образом, что по path (путь) к ионограмме можно определить тип зондирования, год, дату, время и код станции. Структура кодирования пути к ионограмме приведена на рисунке. Все ионограммы хранятся на диске в запакованном виде под единым именем source. По каталогу ионограмм осуществляется быстрый поиск информации о наличии той или иной ионограммы в данный момент на диске и строится путь к ионограмме. Способ записи ионограммы в виде отдельного файла на диске позволяет оператору делать просмотр базы данных без привлечения дополнительных средств.

Количество записей в базе данных:

• вертикальное зондирование;
• наклонное зондирование;
• возвратно-наклонное зондирование;
• кругосветные сигналы.

База результатов обработки

Для хранения результатов обработки ионограмм была разработана база данных результатов обработки. Данная БД является аналогом БД экспериментальных данных. БД результатов обработки представляет собой файл данных, ключевой файл и так называемый memo-файл. Для каждого типа зондирования имеется свой набор из этих трех файлов.

В файле данных хранится служебная информация, необходимая для поиска требуемой информации (дата, время, тип ионограммы и т.д.). Ключевой файл содержит ключевые элементы для записей из файла данных и используется для быстрого поиска. В memo-файле хранятся результаты обработки ионограмм переменной длины, записанные в формате N2. Минимальный размер длины записи для memo-поля равен 256 байтам, максимальный-65000 байт.

База кодов станций

Для хранения параметров станций зондирования была разработана БД кодов станций, в которой каждой станции зондирования присвоен свой код. База данных кодов станций представляет собой файл данных и два ключевых файла. В файле данных хранится информация о станции (название пунктов передачи и приема и их координаты). Ключевые файлы содержат ключевые элементы для записей из файла данных (ключи по координатам и по коду станции) и используются для быстрого поиска.

База географических пунктов

В базе данных географических пунктов хранится вся необходимая информации о географических пунктах. Пользователь имеет возможность редактировать БД пунктов. База данных географических пунктов представляет собой файл данных и два ключевых файла. В файле данных хранится название пункта и его координаты. Поиск по ключевым файлам проводится по названию пункта и по координатам.

База индексов солнечной активности

В базе данных индексов солнечной активности хранятся средние значения индексов за месяц. При этом хранятся значения как индекса F10.7, так и значения чисел Вольфа. Хранение в БД двух индексов предусмотрено на случай работы с данной базой различных пользовательских программ, которые могут быть ориентированы на применение того или иного индекса. БД индексов солнечной активности может обновляться. Предусмотрена также возможность заведения значений индексов солнечной активности на каждый день. База данных индексов солнечной активности представляет собой файл данных и один ключевой файл. В файле данных хранятся значения индексов по месяцам. Поиск по ключевому файлу проводится по дате.

База антенн

БД антенн состоит из двух взаимосвязанных баз данных. Это теоретическая (описательная) БД антенн и БД реальных антенн. В теоретической БД антенн хранится следующая информация: код антенны, название антенны, название параметров, в каких единицах измеряется данный параметр, а также верхний и нижний пределы изменения параметра (в БД теоретических антенн предусмотрена возможность заведения в общей сложности до 15 параметров). В БД реальных антенн хранятся реальные значения параметров антенн, а также код и название антенны. Эти две БД антенн взаимодействуют между собой через код антенн, т.е. зная код антенны, хранящейся в БД реальных антенн со значениями реальных параметров, можно, обратившись к БД теоретических антенн, определить названия параметров и их единицы измерения. База данных теоретических антенн представляет собой файл данных и один ключевой файл. В файле данных хранится информация: тип антенны, название параметров антенны , единицы измерения параметров и пределы их изменения. Каждой антенне присвоен свой уникальный код. Ключевой файл используется для быстрого поиска данных по коду антенны.

База данных реальных антенн представляет собой файл данных и два ключевых файла. В файле данных хранится информация: коды антенн, типы антенн, значения параметров. Первый ключевой файл содержит ключевой элемент по коду антенны, второй - по названию антенны.

База результатов

Для хранения результатов прогнозирования и оперативной диагностики была разработана база данных результатов. Данная БД является аналогом БД результатов обработки и состоит из файла данных, ключевого файла и memo-файла. Для каждого типа зондирования имеется свой набор из этих трех файлов. В файле данных хранится следующая служебная информация: тип зондирования, координаты приемного и передающего пунктов, длина радиотрассы, азимут излучения, дата, время, номер метода расчета, номер используемой модели ионосферы, номер используемой модели профиля электронной концентрации, номер используемого типа излучаемого сигнала, номер типа передающей антенны, номер типа приемной антенны, индекс солнечной активности, средний за три месяца индекс солнечной активности, мощность передатчика, значения параметров передающей антенны, значения параметров приемной антенны. Для дискрипторов, имеются соответствующие файлы-списки, которые можно корректировать.

Ключевой файл содержит номера записей из файла данных, упорядоченных по дате и времени, и используется для быстрого поиска. В memo-файле хранятся результаты прогнозирования и оперативной диагностики сигналов, записанные в формате N2.

Memo-файл позволяет для каждой записи в файле данных завести и хранить информацию переменной длины. Минимальный размер длины записи для memo-поля равен 256 байтам, максимальный-65000 байт. Для удобства использования заведены отдельные мемо-файлы для результатов прогнозирования и для результатов оперативной диагностики.

Обслуживание базы экспериментальных данных

На рисунке приведена функциональная схема пакета программ для записи в базу данных, просмотра и обработки экспериментальных ионограмм. Управляющая интегральная оболочка, программа "Диспетчер", выполняет следующий набор функций:

• просмотр каталога ионограмм в режиме календаря: по годам, месяцам, часам, минутам и режимам зондирования;
• запись ионограмм в базу данных;
• удаление ионограмм из каталога;
• сверка ионограмм в каталоге;
• вывод ионограммы на экран монитора;
• обработка ионограмм в полуавтоматическом и автоматическом режимах;
• запись результатов обработки ионограмм в базу результатов обработки.

В режиме "просмотр каталога ионограмм" на экран монитора выводится информация о том, какие ионограммы находятся в БД ионограмм. Просмотр каталога ионограмм реализован в виде "календаря". Перемещаясь по календарю посредством управляющих клавиш, можно проводить просмотр БД по годам, месяцам, дням месяца, часам, минутам и режимам зондирования, последовательно "погружаясь" на соответствующий уровень. Выбрав интересуемую ионограмму, оператор может вывести ее на экран монитора, отметить к удалению, либо обработать в автоматическом или полуавтоматическом режимах. Результаты обработки записываются в БД результатов обработки. Если при обычном выводе ионограммы на экран монитора в БД результатов обработки имеется соответствующая запись, оператор имеет возможность просмотреть результаты обработки, путем наложения на ионограмму.