适用于北斗报文传输的通航GNSS定位数据双参数压缩方法技术

本发明专利技术涉及航空监视领域中一种GNSS定位数据压缩方法，特别适用于通用航空飞行器使用北斗报文传输GNSS定位数据。所述方法包括：提出依据基准数值的精度量化方法；结合飞行过程中的时间相关性；将数据进行分段处理，将变化小的位宽，留给变化大的位宽。结合飞行阶段监控关注点，若关注精度，则以精度为先，反之关注监控点数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空监视领域中一种GNSS定位数据压缩方法，特别适用于通用航空飞行器使用北斗报文传输GNSS定位数据。
技术介绍
北斗卫星导航系统具有定位和报文通信能力，可应用于通用航空飞行器监视，即通过北斗或其它卫星导航定位系统获取通用航空飞行器的定位数据，通过北斗报文传输定位数据。通用航空飞行器飞行轨迹的定位数据越多，越有利于通用航空飞行器精细化监控和管理。这就要求在时间间隔内传输的定位数据越多越好。但北斗传输数据时不能满足该监视需求，为实现此目标需要对GNSS定位数据压缩。目前的压缩方法有：对GNSS定位数据进行霍夫曼编码或者其变形基础上进行压缩，或者是将文本数据压缩为二进制数据；或者根据定位精度，将接收机输出的精度以下的数值去掉；也有采用每次定位数据增量变化的方法。主要文献及其内容如下。[1]马庆禄，刘卫宁，孙棣华.一种针对海量GPS数据的高速压缩方案.四川大学学报(工程科学版).2011,6，去除GPS接收机输出定位数据的经度和纬度整数部分；以霍夫曼编码为依据对预处理后的数据进行无损压缩。[2]任维政,徐连明,邓中亮.民用GPS数据准无损压缩算法.数据采集与处理.2010,3根据GPS定位精度，将接收机输出结果中的0.001'数据去掉，从而缩短位置数据宽度，在此基础上使用霍夫曼编码进行压缩。[3]江俊文，王晓玲.轨迹数据压缩综述.华东师范大学学报(自然科学版).2015,9围绕轨迹压缩总结了多种压缩方法，其中包括①把线段简化的思想运用在轨迹数据中；②均匀采样方法，即每隔几个点保留1个点。[3]江俊文，王晓玲.轨迹数据压缩综述.华东师范大学学报(自然科学版).2015,9依据NMEA0183协议获取GPS数据的统计特性，混合对重复的单字节数据的压缩率高的Huffman算法以及对重复码段压缩率高的RLE算法，对GPS数据进行压缩。[5]陈耀立,金敏.GPS数据的纯数字化协同压缩算法.计算机与现代化.2014,8根据已有无损压缩算法的二进制特性，在原有压缩的基础上，引入实时二进制算术编码，采用2种算法协同压缩GPS数据，在保证实时压缩同时进一步提高压缩率。[6]杨宏业，张跃.GPS定位数据压缩算法的设计与实现.电子技术应用.2002,12和[7]杨艇，何明华，苏凌杰，杨曦.一种高效的GPS定位数据压缩算法设计.福州大学学报(自然科学版).2010,4针对GPS定位数据的半字节开展压缩算法研究。[8]李彤,吕军.短消息传送GPS位置数据的高效数据压缩方法.装甲兵工程学院学报.2009,2对不超过0.01’的定位数据变化进行忽略；按照数据增(减)量是否超出1'、2'、3'用16进制数据进行表示。[4]周桂宇,马宪民,李卫斌.改进的混合压缩算法在GPS数据压缩中的应用.计算机应用与软件.2013，12采用鱼代号模式和索引码表模式对数据进行压缩。以上方法虽然可实现对GNSS定位数据压缩，但压缩的数据数量有限；且主要是对完整的定位数据进行处理，而没有考虑定位数据增量数值量化的方法。本专利技术从通用航空飞行器精细化监视需求出发，提出双参数(数据增量精度量化和点数)自适应压缩方法，与其它专利技术不同之处在于：①对定位数据增量采用精度量化方式压缩；②同一定位数据增量量化精度下，将数据分段以选择最小的数据占用位宽。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免上述
技术介绍
中的不足而提供一种适用于北斗报文传输的通航GNSS定位数据双参数压缩方法，根据定位数据增量精度量化和点数要求自适应压缩。本专利技术的目的是这样实现的：提出依据基准数值的精度量化方法；结合飞行过程中的时间相关性；将数据进行分段处理，将变化小的位宽，留给变化大的位宽。结合飞行阶段监控关注点，若关注精度，则以精度为先，反之关注监控点数。适用于北斗报文传输的通航GNSS定位数据双参数压缩方法，其特征在于，包括以下步骤：①将通航机载GNSS终端在设定时间内收到的所有的定位数据中第1个定位数据以经纬度的形式进行存储；将状态增量数据单bit数值设置为1米，取通航机载GNSS终端定位数据更新率为1Hz，则设定时间内一条报文中要传输的定位数据个数为：设定时间×1Hz；②分别计算设定时间内一条报文中要传输的所有定位数据的状态增量及状态增量所需的位宽，取位宽中最大值得到最大位宽；若每个状态增量均取最大位宽时，一条报文中可存储所有要传输的定位数据，则进入步骤③；否则，进入步骤④；③将状态增量数据单bit数值、每条报文中定位数据个数、状态增量个数和状态增量的最大位宽进行存储；按照最大位宽将每条报文中的各状态增量以地心地固坐标的形式进行存储；结束本流程；④将一条报文中要传输的定位数据均分为n段，分别计算每一段内每个定位数据的状态增量及状态增量所需的位宽，取每一段内位宽中最大值，得到每一段中状态增量的最大位宽；若每一段内每个状态增量均取最大位宽时，一条报文可存储所有要传输的定位数据，则转入步骤③；否则，n依次选取下一个数值，若n为最后一个数值时一条报文不可存储所有要传输的定位数据，则转入步骤⑤；n为正整数；⑤根据设置模式，判断是定位数据数值精度优先还是定位数据个数优先；若定位数据数值精度优先，则转入步骤⑥；若定位数据个数优先，则转入步骤⑦；⑥将设定时间内每条报文要传输的定位数据个数设置为预设值，转入步骤②；所述的预设值包含多个数值，预设值从所设置的第一个数值开始依次选取，直至最后一个数值，每次选取一个预设值后转入步骤②；若预设值选取最后一个数值时一条报文不可存储所有要传输的定位数据，则转入步骤⑦；⑦将状态增量数据单bit数值设置为预设值，转入步骤②；所述的预设值包含多个数值，预设值从所设置的第一个数值开始依次选取，直至最后一个数值，每次选取一个预设值后转入步骤②；若预设值选取最后一个数值时一条报文不可存储所有要传输的定位数据，则转入步⑥。其中，步骤④中n依次为设定时间内一条报文中要传输的定位数据个数的约数，1和定位数据个数本身不包含在内，从小到大依次选择。其中，步骤⑥中预设值依次为设定时间内一条报文中要传输的定位数据个数的约数，1和定位数据个数本身不包含在内，从大到小依次选择。其中，步骤⑦中预设值根据实际监视精度需求设定。本专利技术相比
技术介绍
具有如下优点：本专利技术形成了基于变化量精度量化和点数的双参数压缩方法，适用于北斗报文传输通航飞行器的GNSS定位数据。附图说明图1为本专利技术GNSS定位数据压缩后存放的数据格式；图2为本专利技术整个的压缩数据流程。具体实施方式下面，结合图1、图2实施例对本专利技术作进一步说明。一种适用于北斗报文传输的通航GNSS定位数据双参数压缩方法，提出了依据基准数值的精度量化方法；结合飞行过程中的时间相关性；将数据进行分段处理，将变化小的位宽，留给变化大的位宽。结合飞行阶段监控关注点，若关注精度，则以精度为先，反之关注监控点数。数据压缩格式如图1所示，按照图1格式将数据进行存储。本专利技术包括以下步骤：如图2所示；①将通航机载GNSS终端在设定时间内收到的所有的定位数据中第1个定位数据以经纬度的形式进行存储；将状态增量数据单bit数值设置为1米，取通航机载GNSS终端定位数据更新率为1Hz，则设定时间内一条报文中要传输的定位数据个数为：设定时间(单位：秒)×1Hz；②分别计算设定时间内本文档来自技高网...

【技术保护点】
适用于北斗报文传输的通航GNSS定位数据双参数压缩方法，其特征在于，包括以下步骤：①将通航机载GNSS终端在设定时间内收到的所有的定位数据中第1个定位数据以经纬度的形式进行存储；将状态增量数据单bit数值设置为1米，取通航机载GNSS终端定位数据更新率为1Hz，则设定时间内一条报文中要传输的定位数据个数为：设定时间×1Hz；②分别计算设定时间内一条报文中要传输的所有定位数据的状态增量及状态增量所需的位宽，取位宽中最大值得到最大位宽；若每个状态增量均取最大位宽时，一条报文中可存储所有要传输的定位数据，则进入步骤③；否则，进入步骤④；③将状态增量数据单bit数值、每条报文中定位数据个数、状态增量个数和状态增量的最大位宽进行存储；按照最大位宽将每条报文中的各状态增量以地心地固坐标的形式进行存储；结束本流程；④将一条报文中要传输的定位数据均分为n段，分别计算每一段内每个定位数据的状态增量及状态增量所需的位宽，取每一段内位宽中最大值，得到每一段中状态增量的最大位宽；若每一段内每个状态增量均取最大位宽时，一条报文可存储所有要传输的定位数据，则转入步骤③；否则，n依次选取下一个数值，若n为最后一个数值时一条报文不可存储所有要传输的定位数据，则转入步骤⑤；n为正整数；⑤根据设置模式，判断是定位数据数值精度优先还是定位数据个数优先；若定位数据数值精度优先，则转入步骤⑥；若定位数据个数优先，则转入步骤⑦；⑥将设定时间内每条报文要传输的定位数据个数设置为预设值，转入步骤②；所述的预设值包含多个数值，预设值从所设置的第一个数值开始依次选取，直至最后一个数值，每次选取一个预设值后转入步骤②；若预设值选取最后一个数值时一条报文不可存储所有要传输的定位数据，则转入步骤⑦；⑦将状态增量数据单bit数值设置为预设值，转入步骤②；所述的预设值包含多个数值，预设值从所设置的第一个数值开始依次选取，直至最后一个数值，每次选取一个预设值后转入步骤②；若预设值选取最后一个数值时一条报文不可存储所有要传输的定位数据，则转入步⑥。...

【技术特征摘要】
1.适用于北斗报文传输的通航GNSS定位数据双参数压缩方法，其特征在于，包括以下步骤：①将通航机载GNSS终端在设定时间内收到的所有的定位数据中第1个定位数据以经纬度的形式进行存储；将状态增量数据单bit数值设置为1米，取通航机载GNSS终端定位数据更新率为1Hz，则设定时间内一条报文中要传输的定位数据个数为：设定时间×1Hz；②分别计算设定时间内一条报文中要传输的所有定位数据的状态增量及状态增量所需的位宽，取位宽中最大值得到最大位宽；若每个状态增量均取最大位宽时，一条报文中可存储所有要传输的定位数据，则进入步骤③；否则，进入步骤④；③将状态增量数据单bit数值、每条报文中定位数据个数、状态增量个数和状态增量的最大位宽进行存储；按照最大位宽将每条报文中的各状态增量以地心地固坐标的形式进行存储；结束本流程；④将一条报文中要传输的定位数据均分为n段，分别计算每一段内每个定位数据的状态增量及状态增量所需的位宽，取每一段内位宽中最大值，得到每一段中状态增量的最大位宽；若每一段内每个状态增量均取最大位宽时，一条报文可存储所有要传输的定位数据，则转入步骤③；否则，n依次选取下一个数值，若n为最后一个数值时一条报文不可存储所有要传输的定位数据，则转入步骤⑤；n为正整数；⑤根据设置模式，判断是定位数据数值精度优先还是定位数据个数优...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢兆栋，郝硕，赵精博，王剑，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13