第４期 ２０１８年８月 中Ｉ鼋．耄；珂譬研宪限学 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＣＡＥＩＴ Ｖｏ１．１３ Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２０１８ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—５６９２．２０１８．０４．０１２ 面向服务的天基计算技术架构研究 孙宝三，章 宇兵，岳兆娟，史劫，李斌 （中国电子科学研究院，北京 １０００４１） 摘 要：未来空间探索将面临设计和实现更加自主的航天装备的挑战。利用ＣＯＴＳ器件直接在卫 星上实现对信号处理和数据处理成为未来发展趋势，将大幅提高卫星数据应用的时效性、关联性以 及自主程度。随着天地一体化信息网络等项目的逐步落地，以天基网络为中心的天地一体化服务体 系也正成为目前研究的热点，支持多用户多类服务已成为天基信息服务体系设计的重要特征。为满 足这一未来服务形式需求，本文提出了面向多用户提供多类服务的天基计算架构，致力于实现天基信 息服务的高效能和高性能计算，为未来以网络为中心的天基信息服务平台建设提供实施架构方案。 关键词：空间计算；天地一体化信息网络；天基信息服务体系；ＺＲＤＤＳ中间件；服务框架 中图分类号：ＴＰ３１１．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３．５６９２（２０１８）０４４２７．０６ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ－Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｓｐａｃｅ－－ｂｏｒｎｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ＳＵＮ Ｂａｏ—ｓａｎ，ＺＨＡＮＧ Ｙｕ—ｂｉｎｇ，ＹＵＥ Ｚｈａｏ—ｊｕａｎ，ＳＨＩ Ｊｉｅ，ＬＩ Ｂｉｎ （Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ，１０００４１） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｕｔｕｒｅ ｓｐａｃｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｆａｃｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｌｌｅｎｇｅ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａｎｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｌｙ ｍｏｒｅ ｃａ— ｐａｂｌｅ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｓｐａｃｅｃｒａｆｔ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ＣＯＴＳ ｈａｒｄｗａｒｅ，ｓｉｇｎａｌ ａｎｄ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ ｔｈｅ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ａ ｔｒｅｎｄ ｔｏ ｈｉｇｈｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｄａｔａ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ’ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ａｂｉｌｉｔｙ，ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅｍ ａｎｄ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ａｕｔｏｎｏｍｙ．Ａｓ ｔｈｅ Ｓｐａｃｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｇｒｏｕｎｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ ｇｒａｄｕａｌｌｙ，ｔｈｅ ｓｐａｃｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｇｒｏｕｎｄ ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｓｐａｃｅ—ｂｏｒｎｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｓ ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｒ ｉｓ ａｌｓｏ ｂｅ— ｃｏｍｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｏｐｉｃ ｒｅｃｅｎｔｌｙ ａｎｄ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｍｕｌｔｉ －ｕｓｅｒ ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉ—－ｓｅｒｖｉｃｅ ｂｅｃｏｍｅｓ ｋｅｙ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｐａｃｅ—ｂｏｒｎｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｏ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｆｏｒｍ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｍｕｈｉ－－ｕｓｅｒ ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉ·－ｓｅｒｖｉｃｅ ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｓｐａｃｅ－－ｂｏｒｎｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｈｉｇｈ··ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｗｈｉｃｈ ｈｏｐｅｓ ｔｏ ｓｕｐｐｌｙ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｒｃｈｉｔｅｃ．． ｔｕｒｅ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋ—ｃｅｎｔｒｉｃ ｓｐａｃｅ—ｂｏｒｎｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｐａｃｅ—ｂｏｒｎｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ；ＳＩＧＮ；Ｓｐａｃｅ—ｂｏｒｎｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｙｓｔｅｍ；ＺＲＤＤＳ； Ｓｅｒｖ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ 的能力。随着对空间观测、通信等功能的性能要求 ０ 引 目 天基计算¨ 是指对于在天基平台上实现信号 处理和数据处理的统称。计算机技术在天基平台上 不断提高，通过卫星载荷等设备获取数据的复杂程 度不断提高，数据量也呈现大规模的增长。这些将 导致空间科学相关学科越来越依赖于计算机科学在 空间中的应用，对在天基平台上直接处理信号和数 据的依赖性逐步升高。计算技术在天基平台上的应 的应用极大的增强了我们利用太空资源和解决问题 收稿日期：２０１８－０６—２０ 修订日期：２０１８－０７—２５ 基金项目：中国电科航天预研项目 ４２８ 中Ｉ鼋谚；纠譬研宪阪学机 ２０１８年第４期 用可以增强有价值情报和数据生成的实时性，提高 航天器在空间的自主程度，可以极大的减少星地控 制频次，减轻星地传输带宽压力。 天基计算与在地面上的计算有着环境上的诸多 不同。由于计算载荷所处卫星平台供电、散热、体积 以及空间辐射环境等多方面的约束，使得天基计算 平台设计必须着重考虑计算的高效性、低功耗特性， 尽可能以较低的功率消耗和散热获得所需的计算性 能。针对特定计算场景，需要设计相应的计算架构 以实现最大计算效能。同时，为了使整个天基计算 平台达到所要求的计算性能，可以通过多卫星平台 并行计算实现，也可以通过硬件混合异构的方式实 现单一计算平台对多类计算场景的适应能力和计算 能力要求。 为此本文在借鉴地面卫星数据处理的平台设计 基础上，针对未来天基信息服务体系和天地一体化 信息网络 的星上计算服务需求，提出了面向多用 户多服务的天基计算平台架构，对天基计算多节点 并行和硬件混合异构平台技术进行了研究，通过中 间件技术实现对硬件平台的资源封装与解耦，并通 过服务框架技术实现了对多用户、多应用服务的管 理和应用。 １基础技术概述 １．１专用芯片处理 在计算领域，不管在天基还是地面处理，使用专 用芯片处理器实现信号或者数据的处理和计算是各 类应用所必须面临的问题。在处理器的类型选择 上，通常会根据具体应用场景来选择计算速度更快、 功耗更低的处理器。各类型处理器也正是针对所要 解决的问题来设计的。通常来说，主要有ＣＰＵ、 ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵ、ＡＳＩＣ等类型处理芯片。其中， ＣＰＵ主要面向通用基础运算，基于低时延要求设计 了大缓存Ｃａｃｈｅ、算术运算单元ＡＬＵ和复杂逻辑控 制单元，侧重处理不同类型数据的计算能力和逻辑 判断能力；ＤＳＰ主要面向信号处理，根据信号处理领 域的基本算法设计，具备一定的逻辑判断能力和强 大的数据信号流专业处理能力；ＧＰＵ主要面向图形 加速，基于大吞吐量的设计压缩了缓存空间、简化的 逻辑控制单元从而换来了大量且高效的算术运算单 元，面对的是类型高度统一、相互无依赖的大规模数 据和较少逻辑判断的纯净计算环境；ＦＰＧＡ为灵活 可编程的逻辑处理单元，广泛应用于信号处理、接口 转换和数据流并行处理等；ＡＳＩＣ为专用逻辑处理单 元，功耗极低，主要针对特定算法下的逻辑实现，一 经定型不可改变。同时，还在这些专用芯片的基础 上，根据实际要解决问题，设计了多类计算架构以适 应计算的广泛需求。例如，应用于大规模计算的 ＣＰＵ并行集群计算架构、ＦＰＧＡ集群计算、ＣＰＵ与 ＦＰＧＡ异构处理、ＣＰＵ与ＤＳＰ异构处理等。 一般来说，对于指定应用和场景，衡量一种芯片 的指标，往往有三种：即峰值性能、平均性能和功耗 能效比。针对天基平台，所处理数据的规则性、卫星 平台功率和散热的限制极大的约束了芯片的选型， 在天基平台上以ＣＰＵ＋ＦＰＧＡ架构的异构设计拥有 更高的单位功耗性能、更低时延和更快加速性能，在 多种计算架构中具有优势。 １．２ ＤＤＳ中间件 ＤＤＳ中间件 位于应用程序和操作系统之间， 是ＯＭＧ组织制定的一套ＡＰＩ与互操作性协议规 范，定义了一种以数据为中心的发布／订阅架构。该 架构提供了一个与平台无关的数据模型，向用户提 供逻辑上的基于主题的订阅／发布通信接口，向下利 用操作系统提供的ＡＰＩ传输数据，建立主题与地址 之间映射关系，实现对底层操作系统以及网络通信 的屏蔽，从而广泛适用于构建高性能的分布式异构 计算环境。基于ＤＤＳ基本协议，本文采用了一种先 进的国产ＺＲＤＤＳ中间件，其在ＤＤＳ协议规范规定 的基本结构上进行了扩展，不仅实现了对底层硬件、 操作系统以及网络的封装，也开发了基于中间件上 的负载均衡等资源管理服务，该产品成熟稳定可靠。 其基本结构如图１所示： 图１中虚线框内部分为ＺＲＤＤＳ基本内容，主要 包括了操作系统／通信协议屏蔽层、ＲＴＰＳ互联互通 层、发布订阅逻辑层和用户接口层，并分别通过对上 和对下接口实现与应用程序和底层操作系统及硬件 通信。 操作系统／通信协议屏蔽层主要完成对硬件平 台／操作系统资源的封装，实现资源虚拟化并统一提 供给上层使用，使得上层不需要关心操作系统资源 异构情况而可专注于发布订阅数据模型的逻辑设计 和应用开发；ＲＴＰＳ互联互通层通过实现ＲＴＰＳ协议 以保证能与不同厂商ＤＤＳ进行报文层面的互联互 通；发布订阅逻辑层利用底层ＲＴＰＳ设计报文以及 报文行为来实现发布订阅数据模型，定义并实现发 ２０１８年第４期 孙宝三等：面向服务的天基计算技术架构研究 ４２９ 图１ ＺＲＤＤＳ中间件基本结构 布订阅数据模型中的实体和功能；用户接口层实现 ＤＤＳ规范中定义的接口，应用程序通过这些开发接 口创建ＤＤＳ实体、发布或订阅数据以及通过这些接 口来配置发布订阅的通信要求。 在ＺＲＤＤＳ中间件基本功能基础上，可实现对异 构资源感知及整合服务，包括了资源状态获取、资源 感知、资源整合等功能；也可实现系统重构管理及监 控等服务，包括了资源部署、任务调度、异常检测、状 态备份、系统监控、异常调度和任务负载均衡调度等 功能。这些服务功能有利于天基计算资源的高效利 用，是进行天基计算架构技术设计的关键技术之一。 ｌ－３服务框架技术 服务框架技术 是对具体应用进行服务化的 一种平台技术，通过提供服务平台＋插件的形式，对 多类应用进行集中式的服务化治理，向外提供服务 订阅与发布，可以大大减少应用开发成本和提高运 行维护效率。 服务平台是支撑各类资源的服务化开发与应用 集成共享的支撑平台，提供满足各类服务开发、注 册、运行、部署、调度的功能，是支撑服务功能按需共 享的关键基础平台。其依托底层的基础资源和通信 中间件作为服务运行和通信的支撑，总体分为服务 开发平台、服务运行支撑、基础服务组件、业务共性 服务组件和服务调用层，为用户提供一体化的服务 开发、运行、管理、监控环境。其基本结构如图２ 所示： 图２中虚线框内部分为服务框架基本结构，并 图２服务框架基本结构 显示与上层业务和下层中间件和基础资源的调用关 系。其中，服务开发平台以可视化工具方式提供天 基业务功能的服务化封装、开发和部署能力以及客 户端应用开发、调试能力，为天基业务功能面向服务 架构改造和开发提供便捷的工具；服务运行支撑层 为用户提供天基服务部署、运行所需环境，通过实现 完善的服务框架，基于通信中间件屏蔽硬件异构环 境的差异，集中关注业务功能及流程，通过可视化的 服务运行维护与监控，全面掌握各类天基共性及业 务服务的运行情况；基础服务组件层基于服务运行支 撑层，通过各类服务平台自身的基础服务，让各类天 基应用开发变得便捷，开发者可以更关注开发业务功 能，是服务平台中的应用基础设施服务，是应用运行 环境的基础；天基共性服务层提供公共业务服务用来 支撑天基业务系统的开发，主要包括宽带接人服务、 数据融合服务、骨干传输服务等，并可根据需要自行 扩展共性服务组件；服务调用层提供服务同步异步调 用、服务订阅推送调用功能，对于较为复杂的业务系 统，可以按照一定逻辑顺序编排组合多个微服务，从 而实现增值服务来满足用户业务的复杂需求。 ２面向服务的空间计算架构 ２．１整体技术架构 基于以上基础技术，为在高效的异构硬件平台 ４３０ 中１日．毫；舛譬研宪限学极 ２０１８年第４期 圭 蠢 向服务的天基计算技术架构乏 艮 出一种面 ２．２分布式混合异构硬件 如图３所示： … ～ 一 ～ ～…’ ，Ｉ应用领域 网Ｉ应用Ｉ Ｉ网管制Ｊ 网Ｊ救灾Ｊ瞳保障Ｉ Ｉ阿 管理Ｊ Ｉ领域Ｊ田 囹（亟至圜 ！服 务 圜画茵园圃 层 ￣＇瞿 匡 支撑匡 １３－ 匡 臣囹匝互 匡圜 蘸匹亟 圃曩匡 夏至王 薷 圆固圃圃圃 件 Ｉ厂———— ＝：竺！！！！：： 资 源 层 巨 圆圈围困…圆圈 图３面向服务的天基计算技术架构图 计算平台从架构上分为三个层次，即：资源层， 服务层和用层。 （１）资源层包括了硬件资源、操作系统、中间件 和基础服务。其中硬件资源支持ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、 ＧＰＵ等计算芯片及其上运行Ｌｉｎｕｘ、Ｗｉｎｄｏｗｓ等通用 操作系统以及实时操作系统如ＶｘＷｏｒｋｓ等，以及用 于数据存储的存储资源和用于数据交互的通信资 源。中间件运行于操作系统之上，对下层完成对系 统平台的资源虚拟化并实现对硬件资源之间的互联 互通，对上提供任务调度、动态部署、负载均衡等基 础服务，基础服务通过服务请求订阅和发布机制以 接口的形式实现与服务层的通信。 （２）服务层基于中间件及其基ＩＩＩＩ￣务部署服务 运行支撑平台和开发环境，并在此平台上提供服务 插件开发环境，由各专业领域人员进行开发服务插 件，以平台＋插件的基本形式提供多领域服务，并在 此基础上进行服务的编排和组合等基本调用，直接 服务于各个应用领域。 （３）应用层描述该计算平台可以提供服务的领 域，基于服务层实现，针对天基应用特点，可以为海 事应用、航空管制、海外通信保障、抢险救灾、航天管 理等多类领域提供用户服务。 为适应天基计算的多类应用场景，在满足天基 计算受到功率以及散热方面等多方面约束的情况 下，硬件架构应最大程度的追求性能最大化。采用 分布式与硬件混合异构的思想，可以充分发挥不同 类型芯片的优势，建立可分布式高性能并行和单节 点高效能计算的硬件环境。针对天基计算中通常面 临的Ａ／Ｄ信号处理、图像处理与生成、数据融合以 及流程控制等应用场景，设计了分布式混合异构的 计算基础平台，其架构如图４所示： 图４分布式混合异构硬件架构图 该架构具备良好的开放性、通用性、可扩展性， 支持ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ等多种异构计算资源， 支持通用和嵌入式操作系统，具备空间高效能计算、 软件容错和分布式高可靠存储等能力。 ２．３异构资源及任务管理 中间件实现异构资源的动态整合、任务动态部 署调度、系统监控以及均衡系统负载等功能。 ＺＲＤＤＳ提供松耦合跨平台的通信能力，具备不同平 台的硬件资源的整合能力，获取系统的全局资源视 图和任务视图，提供系统实时监控，并在此基础上进 行任务的可执行文件分发、任务启动、任务关闭以及 迁移等调度操作；中间件周期性统计系统负载，依据 负载统计调度任务，使得全局资源尽量得到最大化 利用，系统负载状态较优。 实现异构资源及任务管理的中间件采用Ｃ／Ｓ 架构，服务端为系统监控和重构管理中心，客户端则 为各个节点的后台驻留程序。服务端和客户端采用 松耦合的通信方式。有别于传统的Ｃ／Ｓ架构，中问 ２０ｌ８年第４期 孙宝三等：面向服务的天基汁算技术架恂研究 ４３ｌ 件的服务端不绑定物理地址，可以运行于系统中任 意节点上 中间件提供两个基本模块：一为资源感 客Ｊｌ＇１端 厂 、 厂 服务端 、 知及整合服务，一为系统重构管理及监控服务。服 务端基本组成如图５所示： Ｉｌ 、Ｉ 务ｆ℃码 Ｉ ｌ ＳｅｌｒｖｉｃｅＣｌｉｅｎｔ ｌ Ｉ Ｉ【、 ｌ 务代码 ｌｌ Ｐｒｌ０ｃｃｓｓｏｒ ｌ Ｉｌ 系统蓖构 理及雌控服务 ｌ ＲｅａｄＯ／ＷＴｉｔｅ０ Ｉ ＲｅＩａｄＯ／Ｗｒｉｔｅ０ Ｉ 『ｌ ＲＴＰＰｒｏｔｏｃｏｌ ｌ 异常 负拔 状态 ｌ 任务调度模块 ｌ 枪测 统计 备份 ＼二 『ＲＴＰ ｌＰｒｏｔｏｃｏｌ Ｊｌ ｌ ＲＴＰＴｒａｎｓ 。ｎ ｌ ／／ ｌ ＲＴＰＴｒａｎｓ 。ｎ ｌ ｔ Ｉ＇ ｌＪｆＩ： ｌ 模块 模块 模块 『 资源部署模块 『 ｌ ｑ Ｉ＇ｌ仆 图６基于中间件的服务框架逻辑层次图 和响应的报文大小，节约了网络带宽，提高了传输效 率；ＲＴＰＴｒａｎｓｐｏｉ’ｔ基于中问件技术实现Ｊ，对底层硬 件通信资源的屏蔽，实现服务框架平台部署，完成犬 基业务软件的无缝集成运行。 ｉｒ ：＿………一…………… 一…………一一 ………一．ｉＩ！ ； 一 … ：… 一 ３应用与效能分析 ３．１ 应用实例 基于以上设计的天基平台相较传统］ 星具有更 强大的计算和存储能力，可以应用在以天基为平台 的多类领域，例女¨信息处理、中继传输等多种领域 、 以信息处理为例，选择遥感图像检测为一个具体的 应用例子，通过其良好可并行计算性来验证汁算平 台的运行架构、并行汁算能力和实际数据处 能力、 该应用为在海面背景条件下对舰船目标的检测１ ５， 其检测流程如图７所示： 图７遥感图像舰船目标检测方法流程图 对比在单个和分布式多个节点计算运行效果， 可以验证当前设计在并行计算上的加速优势；同时， 也可以利用ＣＰＵ＋ＦＰＧＡ架构将算法中主要的傅里 叶变换计算部分使用ＦＰＧＡ进行运算。通过以上两 种情形对比，将现分布式混合异构硬件架构的高效 ４３２ 中Ｉｉｉ鼋；舛譬研宪 囊罾瓤 ２０１８年第４期 能、高性能特点，并可作为一个基础应用为天基业务 用户提供服务。 ３．２效能分析 （１）专用处理实现计算平台高效能 基于所搭建的概念演示验证平台，通过遥感图 像检测应用程序，可以来验证计算平台中专用处理 器的计算性能。试验检测图像大小：１３３１２像素× １３３１２像素，ＲＧＢ彩色。使用ＦＰＧＡ（Ｘｉｌｉｎｘ Ｖ７）与 ＣＰＵ（Ｃｏｒｅ ｉ５）处理５１２×５１２像素单元的计算时问 结果对比如表１所示： 表１专用处理条件下计算结果对比表 其中ＦＰＧＡ芯片逻辑部分消耗功耗约为４Ｗ；逻 辑资源占比约为４％；ＣＰＵ运行功耗恒定，为标准功 耗，使用率约为１５％。 （２）分布式计算实现计算平台高性能 同样，在使用相同处理器情况下，使用单块 ＣＰＵ和多块ＣＰＵ在遥感图像检测应用中可以表现 出较好的并行性，其运行时间结果如表２所示： 表２并行条件下计算时间结果对比表 ４ 结 语 本文从在天基平台上面向多用户提供多类计算 服务的需求出发，针对天基计算平台的基本约束和 特点，利用分布式混合异构硬件、ＤＤＳ中间件和服 务框架技术，提出了一种先进的面向服务的天基计 算平台架构，并通过验证平台和具体应用进行了实 际检验。结果表明这种架构实现了软硬件解耦和分 布式并行异构计算，在应用层实现了对多用户和多 服务的集中管理，能够为未来天基信息服务体系提 供基本途径和实施方案。 最后，感谢华中科技大学自动化学院、南京臻融 软件科技有限公司、解放军信息工程大学和中国电 子科技集团公司第２８所、３２所等单位和相关人员 在本课题研究中的帮助和支持。 参考文献： ［１］ Ｂａｎｅｕｅｅ，Ｐ，＆Ｉｙｅｒ，Ｒ（１９８８）．Ｓｐａｃｅ—ｂｏｒｎｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ｙｅａｒ ２０００ ａｎｄ ｂｅｙｏｎｄ—ＮＡＳＡ－ＣＲ一１ ８４７７９． ［２］ 吴曼青，吴巍，周彬，等．天地一体化信息网络总体架 构设想［Ｊ］．卫星与网络，２０１６（３）：３０—３６． 『３］ ＯＭＧ．Ｄａｌａ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ １．４ Ｉ ＤＢ／ＯＬ］ ２０１５－０４—１０．ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｏｍｇ．ｏｒｇ／ｓｐｅｃ／ＤＤＳ／１．４／ＰＤＦ ［４］李荣宽，贲婷婷，汪敏，丁乙，朱子杰．战术云环境服务 支撑系统架构［Ｊ］．指挥信息系统与技术，２０１７，８（３）： ３３—３７． ［５］王智勇，窦浩，田金文．ＳＡＲ图像舰船目标快速检测方 法研究［Ｊ］．舰船电子工程，２０１６，３６（９）：２７－３０＋８８． 作者简介 孙宝三（１９８２一），江西人，博士，主要 研究方向为空间计算科学、天基信息 网络： Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｕｎｂａｏｓａｎ＠１６３．ｔｏｍ 章宇兵（１９７ｌ～），男，河南人，研究员级高级工程师，主 要研究方向为雷达总体技术，综合电子载荷； 岳兆娟（１９８４～），女，河南人，博士，主要研究方向为综 合电子载荷，软件系统架构； 史劫（１９８４～），男，江西人，博士，主要研究方向为天 基信息系统体系架构，软件系统架构； 李斌（１９８５～），男，河北人，博士，主要研究方向为综 合电子载荷。
