在NASA的行星数据系统中为低成本探测任务数据存档
摘要:对PDS提供所有的数据和文件。—提高效率而且支持将高质量的科学数据转化成PDS产品,包括数据提供、格式转化、整理提取等环节。
12th LCPM会议文章:02-03-1115-1135,在NASA的行星数据系统中为低成本探测任务数据存档
为什么要为数据建档?
—很多数据没有被正确存放并且都是国家级珍宝级的(被纳税人资助)
—通过分析在长时间间隔内获得的数据,可以获得有价值的见解。(例如气候改变)
—从众多科学家中获得更广泛的观点,从而提高创造力、创新和科学回报。
—这是法律!(1958年空间法案:NASA必须“提供关于其活动及其结果的最广泛、可行和适当的资料”)。
PDS的背景
—1989年创建,是继国家科学院数据管理和计算委员会(CODMAC)该委员会之后的,由美国国家航空航天局(NASA)制定的三份报告的产物。
——指导准则
- 档案应由使用数据的科学家进行管理——>分布式存档应与集中存档一样进行长期保存
- 数据应以标准和良好记录的格式提供
- 档案应当是对科学家有用的,并努力平衡灵活性和不经常改变性
PDS的组织架构
—8个组织的联合体:根据科学知识、天体类型或传感方式的不同,包括小天体、行星的卫星或者环系统、大气、工程、地理学、制图及遥感学、导航及相关设备、行星等离子体接口等8个组织构成。
—规则是通过同行评审的提案流程选择的节点
—截止到2015年8月
PDS可以用来做什么?
PDS的主要功能是:
—提高效率而且支持将高质量的科学数据转化成PDS产品,包括数据提供、格式转化、整理提取等环节
—保存PDS数据并确保数据的稳定性和完整性,包括PDS数据的管理环节
—提高用户对存档数据的可使用性,包括分类、格式转化和用户几个环节
—PDS的核心环节是对数据进行整理提取、管理和分类
这是从2001年到2021年美国PDS系统数据存档量的增长变化情况,单位TBS
PDS目前拥有的数据量
—体量达1PB
—超过4000万个数据产品(来自超过500台设备和70个飞行器)
—有些任务设备少却数据产品多
—关键的挑战是数据的多样性
— PDS4支持透明的跨节点可访问性
在NSAS的科学数据中,行星科学数据量是1PB,太阳物理学是10PB,天体物理学是3PB,地球科学是12PB
•现行数据标准是2012年制定的
•Ladee和Maven是第一批使用PDS4系统存档数据的任务
•在PDS4中确认了四种基本数据结构
-数组,例如图像、光谱
-表格,例如重复的标量记录、二元数据或者其它特征量
-可解析字节流,例如text和XML文档
-编码字节流,例如PDF和JPEG文档
•所有数据都使用XML标签描述
—方便管理/搜索元数据
简化标签示例
PDS4标签被细分为逻辑分组,包括对节点和特定于任务的元数据的支持
归档辅助工具
—有多种方法可以生成存档
—每个节点都有自己最适合的一组工具和方法使你搜索到它们
- 标签生成工具
- 数据操纵工具
- 数据可视化工具
—尽早联系科学的适当节点,讨论如何优化归档生成
近期影响PDS4的事件
—DS4的持续发展
—路线图制定
—行星数据标准的国际化程度不断提高。
- PDS是国际行星数据联盟的一个关键驱动力。
—在以下领域的“从上到下”新要求:
- 对派生数据产品存档的需求/需要增加
- IT安全问题
—SmallSats的发展为太阳能系探测提供了更多机会
什么是存档过程?
1.使用适当的节点打开通信通道
- 建立POC,提供支持凭证信(如果需要的话)
- 描述要归档数据的类型/体量
2.定义人员和时间表
- 谁将负责活动的归档
- 建立数据分类流程
- 要求代表性的数据样品
- 开始开发制定PDS4XML标签模板
3.迭代定义元数据和包结构
- 定义包结构
- 迭代定制的XML标签模板
4.文件及审核准备
- 确定软件接口规范
- 提供所有必要的文件
- 提供校准信息
- 建立样本档案的同行评审
5.生成归档
- 解决来自同行评审的留置权
- 生成完整的归档
- 设计/管理档案分发网站
6.数据接受
- 对PDS提供所有的数据和文件
- 用XML架构和目录搜索使PDS工作
- 检查数据的完整和完全性
- 确认存档
PDS中小任务数据的例子
—BOPPS(行星科学气球观测平台)
—SBN•BRRISON(ISON气球快速响应)
—SBN•VeSpR(金星光谱火箭)
—ATM•未来的机遇(一些正在讨论中):月球冰立方星,其他月球立方体卫星任务?
最后的一些想法:
—PDS是来帮助你的!
—小型通讯卫星数据也与PDS有关,应该为后代保存
—如果您有存档问题,请联系我们!
备注:本文是2019年中国空间技术研究院神舟学院《深空探测技术概论》课程的小作业,由508所航天器回收着陆专业研究生方纪收翻译,同学们虚心向学,学习IAA-LCPM会议中的专业文章,但鉴于学识有限,文中翻译不准确的地方在所难免,敬请广大读者批评指正!
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