格線有多種解釋，格線可以是指把地理位置上分散的資源集成起來的一種基礎設施；也可以是指一種地理數據模型，它將地理信息表示成一系列按行列排列的同一大小的格線單元。格線點是格線之間的交點。格線點模式是指處理有關問題時，將問題按照某種方式分成一個個格線，通過計算每一個格線點的覆蓋性能或結果，最終在一定範圍內進行再統計，找到問題的合適的解決方案。
基本介紹
- 中文名：格線點模式
- 外文名：Grid point model
- 學科：計算機
- 定義：計算每一個格線點的覆蓋性能
- 有關術語：格線
- 領域：計算機系統
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簡介
格線點模式是指處理有關問題時，將問題按照某種方式分成一個個格線，通過計算每一個格線點的覆蓋性能或結果，最終在一定範圍內進行統計，找到問題的合適的解決方案。使用格線點模式處理有關問題，一般都採用近似計算和分散式計算的思想，即先計算局部，再計算整體。格線點模式在很多領域都有套用，例如衛星覆蓋性能評估，格線計算等。格線點模式也可以是指圖像採用格線點製作圖像背景。
分散式計算
所謂分散式計算是一門計算機科學，它研究如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然後把這些部分分配給許多計算機進行處理，最後把這些計算結果綜合起來得到最終的結果。 最近的分散式計算項目已經被用於使用世界各地成千上萬位志願者的計算機的閒置計算能力，通過網際網路，您可以分析來自外太空的電訊號，尋找隱蔽的黑洞，並探索可能存在的外星智慧生命；您可以尋找超過1000萬位數字的梅森質數；您也可以尋找並發現對抗愛滋病病毒的更為有效的藥物。這些項目都很龐大，需要驚人的計算量，僅僅由單個的電腦或是個人在一個能讓人接受的時間內計算完成是決不可能的。
分散式計算是一種計算方法，和集中式計算是相對的。隨著計算技術的發展，有些套用需要非常巨大的計算能力才能完成，如果採用集中式計算，需要耗費相當長的時間來完成。分散式計算將該套用分解成許多小的部分，分配給多台計算機進行處理。這樣可以節約整體計算時間，大大提高計算效率。
格線
把地理位置上分散的資源集成起來的一種基礎設施。通過這種基礎設施，用戶不需要了解這個基 礎設施上資源的具體細節就可以使用自己需要的資源。分散式資源和通信網路是格線的物理基礎，網 格上的資源包括計算機、儀器、設備、感測器、存 儲設施、數據、軟體等實體。I.Foster把格線描述為： “是構築在網際網路上的一組新興技術，它將高速互 聯網、計算機、大型資料庫、感測器、遠程設備等融為一體，為科技人員和普通老百姓提供更多的資 源、功能和服務。網際網路主要為人們提供電子郵件、 網頁瀏覽等通信功能，而格線則能提供更多更強的 功能，它能讓人們共享計算資源、存儲資源和其他資源。”格線把用通信手段連線起來的資源無縫集成為 一個有機的整體。它給用戶提供一種基於國際互聯 網的新型計算平台，在這個平台上對來自客戶的請求和提供資源的能力之間進行合理的匹配，為用戶的請求選擇合適的資源服務，可事先廣域範圍的資 源共享。格線把分布的資源集成為一台能力巨大的超級計算機，提供計算資源、存儲資源、數據資源、 信息資源、知識資源、專家資源、設備資源的全面共享。資源共享是格線的根本特徵，消除資源孤島是格線的奮鬥目標。與其他系統一樣，格線中也包含主體和客體兩 種實體。格線主體包括兩類： 一類是格線用戶，一 類是格線套用。格線客體則是所有可以被主體通過 格線請求使用的對象，如硬體設施、軟體、數據和信息等。根據格線客體對象不同，可以把格線分為數據格線、計算格線和通信格線。數據格線中共享的基 本單位是數據，主要解決數據的共享問題；計算格線中共享的基本單位是計算資源，計算格線為用戶 提供共享資源的良好接口和機制; 服務格線中共享 的對象是服務，以服務的形式提供共享的手段。在 服務格線中，人們可以把不同的資源經過封裝用服 務的形似提供給格線主體使用。
格線中的所有資源對外提供統一的訪問接口，資源請求者只要按照統一的格式發出請求使用資源 的訊息，就可以使用被格線獲準使用的格線資源。用戶使用格線資源時，不需要知道所用資源在格線中的位置、所訪問的數據格式和存儲形式。
模式
模式（Pattern），在物體或事件上，產生的一種規律變化與自我重複的樣式與過程。在模式之中，某些固定的元素不斷以可預測的方式周期性重現。最基本而常見的模式，稱為密鋪，具備重複性以及周期性兩大特徵。找尋出固定模式是人類基本的認知功能之一。
格線計算
格線 (Grid) 一詞來自於電力網 (Electric Power Grid) ，格線提出的初衷是希望用戶在使用格線時，就如同使用電力這樣的基礎設施一樣方便。格線計算 (Grid Computing) 的概念最初是 I-way 項目於 1995 年提出的，其前身是元計算 (Meta computing) 。 早期的元計算被定義為在一個網路環境下用戶能夠透明地獲得強大的計算資源。格線以及格線計算本身目前還沒有一個公認的定義。根據 Ian Foster 博士早期的定義，格線是一個集成的計算和資源環境，或者說是一個計算資源池。 格線能夠充分吸納各種資源，並將它們轉化為一種隨處可得的、可靠的、標準的同時還是經濟的計算能力，除了各種類型的計算機，這裡的資源還包括網路通信能力、數據資源、儀器設備等。格線是一個滿足如下3個條件的系統：在非集中控制的環境中協同使用資源。格線能集成和協調資源與用戶在不同控制域內的活動。例如，不同的控制域有：使用集中計算的用戶桌面，同一公司的不同的管理部門，或者不同的公司等；同時，格線能解決包括安全、策略、付款、成員資格以及出現的各種問題。否則， 它作為一個本地的管理系統來處理。使用標準的、開放的、通用的協定和接口。一個格線是由多用途協定和接口來構建的，該協定應能解決諸如鑑別、授權、資源發現和資源訪問等基本問題。這裡強調這些協定和接口的標準化和開放性是很重要的。否則，它作為一項具體套用系統來處理。提供非凡的服務質量。格線允許按協作的方式來使用其組成資源，以提供各種各樣的服務質量；如反應時間、容許能力、可利用性和安全性，還有協作配置多重資源類型以滿足複雜的用戶要求等服務質量，這種組合系統的功效大大高於該系統各部分功效的總和。
星座覆蓋性能評估的格線點仿真法
衛星星座覆蓋性能的評估在星座設計中起著重要的作用。星座覆蓋性能指標通常是判斷星座設計優劣的一項重要指標；其計算的快速性對星座最佳化設計有重要的意義。存在著解析法和格線點數值仿真法兩種計算星座覆蓋性能指標的方法。對於單顆衛星來說，解析法可以簡單地給出地面覆蓋情況。但解析方法很難將多顆衛星覆蓋區域發生重疊、非圓軌道、地球旋轉等情況考慮在內。格線點仿真法是在軌道仿真的基礎上，按照仿真步長，跟蹤衛星在每一個時刻對格線點的觀測信息。格線點仿真法考慮各種軌道及攝動的影響，能準確的得到地面覆蓋的統計數據，但同時存在著由仿真步長引起的誤差，計算時間相當長。地球模型取為旋轉球體，軌道模型選用 J2項攝動模型。對於星座的覆蓋品質研究, 僅考慮 J2項攝動就已經具有較好的精度。格線點仿真法計算星座對某一區域的覆蓋性能，首先將區域化分成若干格線，然後計算星座對每一個格線點的覆蓋性能，最終將其在一定地面範圍內進行再統計(取平均值、取最大值、取最小值)可以衍生出相應地區的統計指標。某一地麵點覆蓋性能指標的計算分三層：分別求出單顆衛星對地麵點的覆蓋時刻集，即衛星進入地麵點可視錐範圍的起始和終止時刻的集合; 合併所有衛星對地麵點的覆蓋時刻集，得到星座對地麵點的覆蓋時刻集；計算星座對地麵點的各重覆蓋性能指標 。改進格線點仿真法採用解析公式求解單顆衛星對地麵點覆蓋時刻集。不需按照仿真步長對時間進行劃分，跟蹤每個時刻地麵點的覆蓋特性。考慮衛星天線為全向天線，單顆衛星覆蓋地麵點時需要滿足以下兩個條件：1)固連於地球表面的地麵點隨地球旋轉, 其可視錐與軌道相交。2)衛星相對地麵點的高低角大於或等於地麵點的最小仰角。在整個仿真時間內，首先計算地麵點可視錐與軌道相交的時間範圍；然後將上層時間劃分為若干段, 在存在衛星可視的時間段內，搜尋衛星相對地麵點高低角的臨界值，根據高低角與時刻的對應關係，求得衛星覆蓋的起始和終止時刻。
